CN109525398A - 一种实现去中心化权力证明共识的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种实现去中心化权力证明共识的方法，涉及区块链技术领域的应用，包含权力节点链上动态选举，可验证随机函数，区块数据哈希随机源，权力节点池，出块节点及备选出块节点选举方法，出块支持度。该模式有效的解决了目前区块链权力证明共识过于中心化的问题。

Description

一种实现去中心化权力证明共识的方法
技术领域
本发明涉及区块链技术领域的应用，涉及一种实现去中心化权力证明共识的方法。
背景技术
区块链是一种由多方维护，以块链结构储存数据，使用密码保证传输和访问安全，能够实现数据的一致存储、无法篡改、无法删除的技术体系，因此已经成为当今金融科技(Fin-Tech) 的主要技术表现形态，区块链技术已经不是存在于IT技术领域，仅为小部分程序员所了解和应用的计算机技术，而是掀起了用新技术来改变世界的大潮。
区块链网络作为分布式的公开系统，极容易收到恶意攻击，从而使攻击者从中谋取暴利。而共识机制作为区块链网络的基石，主要负责了抵御外来入侵的重要作用。目前权力证明共识方法过于中心化，对于共识算法主要解决的两个问题：谁负责出块和出现分叉如何解决，并没有得到很好的解决。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种有效解决上述问题的一种实现去中心化权力证明共识的方法。
为了达到上述技术方案的效果，本发明的技术方案为：一种实现去中心化权力证明共识的方法，包含以下内容：权力节点链上动态选举，可验证随机函数，区块数据哈希随机源，权力节点池，出块节点及备选出块节点选举方法，出块支持度。
权力节点链上动态选举是权力节点可以根据固定的规则自动选出可以出块的节点；可验证随机函数可以验证某个随机数的有效性；区块数据哈希随机源是一个可证明的信息熵足够的随机源；权力节点池存储了持续一定块高度后拥有出块权的节点；出块节点及备选出块节点选举方法可以选出每次需要出块的节点；出块支持度是在出现分叉的情况下选择跟随哪条链的依据。
实现去中心化权力证明共识的方法包括：
步骤1：区块链上制定一种账户规则，根据通证数量和持续块高度把用户分为为不同等级，其中最高级拥有出块权力；
步骤2：最高级账户可以选择进入权力节点池，在一定的块高度后会成为出块权力节点；如果需要账户出块而账户没有实现该服务时会被将为普通最高等级账户，需要重新进入权力节点池等待一定块高；如果账户出块时信息有误，则会被将为最低账户等级，等待一定块高再重新获取权力；
步骤3：选出所有出块权力账户之后，会进入一轮节点出块选举，每次选出一个出块节点和一个备用出块节点，此两个节点在该次出块之后该轮次不能再参与选举；
步骤4：假设A为上一出块节点，B为备选出块节点，C为出块节点，则B、C由下面步骤选出；
步骤5：A节点出块以后，对区块数据哈希并作为随机源生成可验证随机函数，随机函数指向的节点即为备选节点，此处为B节点，并将该随机数广播给其他权力节点；
步骤6：其他权力节点收到随机数之后，验证该随机数是否合法，如果自己不是备选节点，则利用收到的随机源产生随机数并广播出去；
步骤7：如果发现自己为备选节点，此处为B节点，则等待其他节点发送过来的随机数，作为节点支持证明，一定时间后按照节点列表排序拼接生成可验证随机函数并广播，该随机数指向的节点为出块节点，此处为C节点；
步骤8：其他节点收到B节点的随机数，验证成功后等待下次出块；
步骤9：如果一定时间之后其他节点没有收到B节点广播，无论是网络不通、节点瘫痪等任何因素，都将B节点剔除权力池，重新选取备用节点，并重复步骤5到步骤8；
步骤10：如果出块时间已过，没有新的块出现，则由备选节点出块；
步骤11：如果备选节点也没有出块，则把节点C剔除权力池，按照步骤5开始重新选取出块节点并出块；
步骤12：如果出块数据有问题，则把节点C退回最低等级账号，按照步骤5开始重新选举出块节点并出块；
步骤13：如果出现分叉，接收到高度相同的块，则选择支持数量多的一个同步；
本发明的有益成果为：本发明提供一种实现去中心化权力证明共识的方法，包含权力节点链上动态选举，可验证随机函数，区块数据哈希随机源，权力节点池，出块节点及备选出块节点选举方法，出块支持度。该模式有效的解决了目前区块链权力证明共识过于中心化的问题。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，能实现同样功能的产品属于等同替换和改进，均包含在本发明的保护范围之内。具体方法如下：
实施例：本实施例具体说明了一种实现去中心化权力证明共识的方法，如下：
步骤1：区块链上制定一种账户规则，根据通证数量和持续块高度把用户分为为不同等级，其中最高级拥有出块权力；
步骤2：最高级账户可以选择进入权力节点池，在一定的块高度后会成为出块权力节点；如果需要账户出块而账户没有实现该服务时会被将为普通最高等级账户，需要重新进入权力节点池等待一定块高；如果账户出块时信息有误，则会被将为最低账户等级，等待一定块高再重新获取权力；
步骤3：选出所有出块权力账户之后，会进入一轮节点出块选举，每次选出一个出块节点和一个备用出块节点，此两个节点在该次出块之后该轮次不能再参与选举；
步骤4：假设A为上一出块节点，B为备选出块节点，C为出块节点，则B、C由下面步骤选出；
步骤5：A节点出块以后，对区块数据哈希并作为随机源生成可验证随机函数，随机函数指向的节点即为备选节点，此处为B节点，并将该随机数广播给其他权力节点；
步骤6：其他权力节点收到随机数之后，验证该随机数是否合法，如果自己不是备选节点，则利用收到的随机源产生随机数并广播出去；
步骤7：如果发现自己为备选节点，此处为B节点，则等待其他节点发送过来的随机数，作为节点支持证明，一定时间后按照节点列表排序拼接生成可验证随机函数并广播，该随机数指向的节点为出块节点，此处为C节点；
步骤8：其他节点收到B节点的随机数，验证成功后等待下次出块；
步骤9：如果一定时间之后其他节点没有收到B节点广播，无论是网络不通、节点瘫痪等任何因素，都将B节点剔除权力池，重新选取备用节点，并重复步骤5到步骤8；
步骤10：如果出块时间已过，没有新的块出现，则由备选节点出块；
步骤11：如果备选节点也没有出块，则把节点C剔除权力池，按照步骤5开始重新选取出块节点并出块；
步骤12：如果出块数据有问题，则把节点C退回最低等级账号，按照步骤5开始重新选举出块节点并出块；
步骤13：如果出现分叉，接收到高度相同的块，则选择支持数量多的一个同步；
本发明的有益成果为：本发明提供一种实现去中心化权力证明共识的方法，包含权力节点链上动态选举，可验证随机函数，区块数据哈希随机源，权力节点池，出块节点及备选出块节点选举方法，出块支持度。该模式有效的解决了目前区块链权力证明共识过于中心化的问题。
以上所述仅为本发明之较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求保护范围。同时以上说明，对于相关技术领域的技术人员应可以理解及实施，因此其他基于本发明所揭示内容所完成的等同改变，均应包含在本权利要求书的涵盖范围内。

Claims (1)

1.一种实现去中心化权力证明共识的方法，其特征在于，包括：权力节点链上动态选举，可验证随机函数，区块数据哈希随机源，权力节点池，出块节点及备选出块节点选举方法，出块支持度。
所述权力节点链上动态选举是权力节点可以根据固定的规则自动选出可以出块的节点；所述规则可以为根据通证数量和持续块高度把用户分为为不同等级，其中最高级拥有出块权力；
所述最高级账户可以选择进入所述权力节点池，在一定的块高度后会成为所述出块权力节点；需要所述账户出块而所述账户没有实现该服务时会被将为普通所述最高等级账户，需要重新进入所述权力节点池等待一定块高；所述账户出块时信息有误，则会被将为所述最低账户等级，等待一定块高再重新获取权力；
所述可验证随机函数可以验证某个随机数的有效性；
所述区块数据哈希随机源是一个可证明的信息熵足够的随机源；
所述权力节点池存储了持续一定块高度后拥有出块权的节点；
所述出块节点及所述备选出块节点选举方法可以选出每次需要出块的节点；所述出块节点及所述备选出块节点每轮只能参与一次选举；
所述出块支持度是在出现分叉的情况下选择跟随哪条链的依据。
设A为上一所述出块节点，B为所述备选出块节点，C为所述出块节点，则B、C由下面步骤选出：
所述A节点出块以后，对区块数据哈希并作为随机源生成所述可验证随机函数，所述随机函数指向的节点即为所述备选节点，为所述B节点，并将所述随机数广播给其他权力节点；
所述其他权力节点收到所述随机数之后，验证所述随机数是否合法，如果自己不是所述备选节点，则利用收到的随机源产生随机数并广播出去；如果为所述备选节点，此处为所述B节点，则等待所述其他节点发送过来的所述随机数，作为所述节点支持证明，一定时间后按照节点列表排序拼接生成所述可验证随机函数并广播，该随机数指向的节点为所述出块节点，此处为所述C节点；
所述其他节点收到所述B节点的随机数，验证成功后等待下次出块；一定时间之后所述其他节点没有收到所述B节点广播，无论是网络不通、节点瘫痪等任何因素，都将所述B节点剔除所述权力池，重新选取所述备用节点；
如果出块时间已过，没有新的块出现，则由所述备选节点出块；如果所述备选节点也没有出块，则把所述节点C剔除权力池，重新选取所述出块节点并出块；如果出块数据有问题，则把所述节点C退回所述最低等级账号，重新选举所述出块节点并出块；如果出现分叉，接收到高度相同的块，则选择所述支持数量多的一个同步。
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