CN110097361A - 一种基于x11算法的区块链动态算力共识方法及计算机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于X11算法的区块链动态算力共识方法及计算机系统，利用区块链前一个区块的数值，通过计算结果得到第一个算法，使用该算法计算哈希值，根据计算结果从区块链中进行查询，根据区块链中获取的数据得到第二个算法，根据第二个算法得到计算结果，以此类推，直到进行了指定次数的哈希计算为止。本发明通过变更哈希算法的种类，频繁的与数据存储器等外部进行通信，减少哈希计算程序执行的时间，增加矿机开发的压力，减小算力中心化的趋势。
Description
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，特别涉及一种基于X11算法的区块链动态算力共识方法及计算机系统。
背景技术
基于区块链的交易系统(以下简称交易系统)，其中一个支撑性机制就是通过挖矿产生虚拟数字货币，进而形成交易系统的经济生态。挖矿，通过竞争计算哈希难题来获得区块链的记账权，对系统中的交易信息进行区块封装，同时赢得记账权的矿工将会获得一定的虚拟货币作为挖矿回报。于是为了能更加有效率的进行挖矿，挖矿的设备从一开始的PC、显卡逐渐进化到矿机。随着矿机的增加，算力也逐渐集中在少数人的手中，越来越中心化，违背了区块链的初衷。
因此，如何提供一种减小算力集中趋势的区块链动态算力共识方法是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明针对上述研究现状和存在的问题，提供一种基于X11算法的区块链动态算力共识方法。具体方案如下：
本发明一种基于X11算法的区块链动态算力共识方法，包括如下步骤：
S1，在生成第N个区块时，根据第N-1个区块的属性进行一次哈希运算，得到计算结果，并赋值给数组F；
S2，根据数组F选择X11算法中的一种哈希算法，根据所选择的哈希算法对输入 HASH+NONCE进行哈希运算，得到计算结果，并赋值给数组X，记录计算次数；
S3，根据数组X，从区块链中查找对应高度的区块的哈希值，将所述哈希值重新赋值给数组F；
S4，根据S3所得数组F选择X11算法中的一种哈希算法，对数组X进行哈希运算，得到计算结果，并更新赋值给数组X和数组F，并记录计算次数，计算次数加1；
S5，判断计算次数是否达到了目标次数M，若是，则S4所得数组X为最终结果并输出；若不是，则返回执行S2。
优选的，所述哈希运算采用的X11算法中的哈希算法包括但不限于：BLAKE，BMW，JH，Keccak，Skein，Luffa，CubeHash，SHAvite-3，SIMD，ECHO。
优选的，所述S2具体包括：根据结果F在区块链中查询区块信息，利用查询到的区 块信息选择X11算法中的一种哈希算法，进行X11[x](HASH+NONCE)计算，每个区块信息均对应一个哈希算法，x为11种X11算法中的第x种算法，所述区块信息包括区块哈希值以及区块 中包含的交易哈希值。
优选的，所述S3中，
S31，选择数组X的最后一位值记为F[a-1]，a为数组X的长度；读取区块链上区块高度为N-F[a-1]区块，若N小于F[a-1]，则对F[a-1]使用N取余数得到结果y，重新读取区块链上区块高度为y的区块；
S32，获得区块后，若所述区块含有交易，则利用数组F的倒数第二位值(F[a-2])选择对应顺序的交易并读取交易哈希值，否则读取区块的哈希值；并将区块哈希值或交易哈希值转为数组后重新赋值给数组F。
优选的，所述S4中，根据F[a-1]％11的值，选择X11算法中的一种哈希算法，每个值均对应一个哈希算法。
本发明还公开了一种基于X11算法的区块链动态算力共识方法的计算机系统，包括处理器和数据存储器，其中，所述处理器适于执行以下步骤：
S1，接收区块链软件组件发送的生成第N个区块的任务；
S2，根据第N-1个区块的属性进行一次哈希运算，得到计算结果，并赋值给数组F，发送至数据存储器进行存储；
S3，根据数组F选择X11算法中的一种哈希算法，根据所选择的哈希算法对输入 HASH+NONCE进行哈希运算，得到计算结果，并赋值给数组X，发送至数据存储器进行存储并记录计算次数；
S4，根据数组X，从区块链软件组件中查找对应高度的区块的哈希值，将所述哈希值重新赋值给数组F，发送至数据存储器进行存储；
S5，根据S4所得的数组F选择X11算法中的一种哈希算法，对数组X进行哈希运算，得到计算结果，并更新赋值给数组X和数组F，发送至数据存储器进行存储并记录计算次数，计算次数加1；
S6，判断计算次数是否达到了目标次数M，若是，则S5所得数组X为最终结果并输出；若不是，则返回执行S3。
本发明还公开了一种存储计算机程序代码的计算机可读介质，当载入计算机系统并在所述计算机系统上执行时，所述计算机程序代码使得处理器执行所述基于X11算法的区块链动态算力共识方法的步骤。
本发明相较现有技术具有以下有益效果：
本发明可以增加算力共识程序与区块链软件组件的沟通次数，增加计算的复杂度可以增加运算的次数，减小算力共识程序对于计算次数的依赖，减小算力集中的趋势，可以抵御矿机的伪造而欺骗网络而获得不当得利的行为，保证了整个网络安全运行，同时减少哈希计算程序执行的时间，增加矿机开发的压力，减小算力中心化的趋势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一种基于X11算法的区块链动态算力共识方法的流程示意图；
图2为本发明基于X11算法的区块链动态算力共识方法的计算机系统的架构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供了一种基于X11算法的区块链动态算力共识方法，参见附图1公开的流程示意图，一种基于X11算法的区块链动态算力共识方法，包括如下步骤：
S1，在生成第N个区块时，根据第N-1个区块的属性进行一次哈希运算，得到计算结果，并赋值给数组F。
在本实施例中，在计算第N个区块的NONCE值时，算法的输入为HASH、NONCE和次数。首先，获取第N-1个区块的BlockHash值，并对该值进行SHA256运算。得到结果长度为32的比特数组，并将此数组赋值给数组F.
S2，根据数组F选择X11算法中的一种哈希算法，根据所选择的哈希算法对输入 HASH+NONCE进行哈希运算，得到计算结果，并更新赋值给数组X，记录计算次数。
根据结果F在区块链中查询区块信息，利用查询到的区块信息选择X11算法中的一种哈希算法，进行X11[x](HASH+NONCE)计算，每个区块信息均对应一个哈希算法，所述区块 信息包括区块哈希值以及区块中包含的交易哈希值。
在本实施例中，根据F[31]％11的结果x选择11种算法中的第x种算法算法(记为X11[x]算法)，进行X11[x](HASH+NONCE)操作，得到结果赋值给数组X和数组F,记录次数为1。
S3，根据数组X，从区块链中查找对应高度的区块的哈希值，将哈希值重新赋值给数组F。具体的，
S31，选择数组X的最后一位值记为F[a-1]，a为数组X的长度；读取区块链上区块高度为N-F[a-1]区块，若N小于F[a-1]，则对F[a-1]使用N取余数得到结果y，重新读取区块链上区块高度为y的区块；
S32，获得区块后，若区块含有交易，则利用数组F的倒数第二位值(F[a-2])选择对应顺序的交易并读取交易哈希值，否则读取区块的哈希值；并将哈希值或交易哈希值转为数组后重新赋值给数组F。
在本实施例中，选择数组F的最后一位值记为F[31]，读取区块链上区块高度为N-F[31]区块，若N小于F[31]，则对F[31]使用N取余数命名为y,重新读取区块链上区块高度为y的区块。获得区块后，若该区块含有交易，则利用数组F的倒数第二位值(F[30])选择对应顺序的交易并读取交易哈希值，否则读取区块的哈希值。并将哈希值转为数组后重新赋值给数组F，N为当前待生成的区块。
S4，根据S3所得数组F选择X11算法中的一种哈希算法，对数组X进行哈希运算，得到计算结果，并赋值给数组X和数组F，并记录计算次数，计算次数加1。具体的，根据F[a-1]％11的值，选择X11算法中的一种哈希算法，每个值均对应一个哈希算法。
在本实施例中，根据数组F的最后一位的值F[31]，选择11种算法的第z个算法算法(X11[z])进行X11[z](X)操作，得到结果，将结果重新赋值给数组X和数组F，并记录次数为2。
S5，判断计算次数是否达到了目标次数M，若是，则S4所得数组X为最终结果并输出；若不是，则返回执行S2。
其中，哈希运算采用的X11算法中的哈希算法包括但不限于：BLAKE，BMW，JH，Keccak，Skein，Luffa，CubeHash，SHAvite-3，SIMD，ECHO。
本发明方法的初始输入是HASH+NONCE，通过N-1区块决定数组F，由通过数组F的值
决定选择的X11算法中的一种哈希算法，每一轮算法的输出更新赋值给了数组X和数组F。此
后每一轮算法的输入为更新后的数组X，并不断更新数组X和数组F，更新后的数组F再决定
哈希算法，以此类推，循环M次。
参见说明书附图2，本发明还公开了一种基于X11算法的区块链动态算力共识方法的计算机系统，包括处理器和数据存储器，其中，处理器适于执行以下步骤：
S1，接收区块链软件组件发送的生成第N个区块的任务；
S2，根据第N-1个区块的属性进行一次哈希运算，得到计算结果，并赋值给数组F，发送至数据存储器进行存储；
S3，根据数组F选择X11算法中的一种哈希算法，根据所选择的哈希算法对共识机制中对应的值进行哈希运算，得到计算结果，并赋值给数组X，发送至数据存储器进行存储并记录计算次数；
S4，根据数组X，从区块链软件组件中查找对应高度的区块的哈希值，将哈希值重新赋值给数组F，发送至数据存储器进行存储；
S5，根据S4所得的数组F选择X11算法中的一种哈希算法，对数组X进行哈希运算，得到计算结果，并赋值给数组X和数组F，发送至数据存储器进行存储并记录计算次数，计算次数加1；
S6，判断计算次数是否达到了目标次数M，若是，则S5所得数组X为最终结果并输出；若不是，则返回执行S3。
本发明还公开了一种存储计算机程序代码的计算机可读介质，当载入计算机系统并在计算机系统上执行时，计算机程序代码使得处理器执行基于X11算法的区块链动态算力共识方法的步骤。
以下依据本发明提供的基于X11算法的区块链动态算力共识方法的算例：
步骤1、X11哈希算法为11种不同的哈希函数，分别为BLAKE，BMW，JH，Keccak，Skein，Luffa，CubeHash，SHAvite-3，SIMD，ECHO。在计算区块高度为100的区块时，算法的输入为32位数组HASH＝[1,2,3,…,30,31]，8位数组NONCE＝[12,34,214,52,15,184,44,69]和目标次数11。首先，取得第99块区块的BlockHash值，使用SHA256哈希函数进行计算，得到结果32位的比特数组F＝[12,…,55]。
步骤2、使用数组F的最后一位F[31]＝55对11取模，得到结果0，决定使用X11的第1个(数组从0开始计数)算法BLAKE。将HASH+NONCE(将HASH数组和NONCE数组进行拼接，得到长度为30的数组)当作输入，使用BLAKE函数得到结果[156,…37,128]赋值给数组X和F，记录次数为1。
步骤3、首先计算100减128块的区块，并获取对应区块的数据，因F[31](F[31]＝128)大于区块高度N(N＝100)，第-28块不存在，所以定义y＝128％100＝28，选择读取第28块的数据。
步骤4、由于第28块没有交易数据，读取第28块的哈希值并转为数组[210,…72]，将这个结果赋值为数组F。
步骤5、根据F[31]％11的值6，选择第7种算法Luffa。将数组X作为Luffa的输入进行计算，得到结果赋值给数组X和数组F，记录次数为2。
步骤6、重复步骤3，4，5，每次执行步骤5便将次数加1，直到次数达到算法输入的目标次数为止，将计算结果X作为算法的输出。
以上对本发明所提供的一种基于X11算法的区块链动态算力共识方法及计算机系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (7)
1.一种基于X11算法的区块链动态算力共识方法，其特征在于：
S1，在生成第N个区块时，根据第N-1个区块的属性进行一次哈希运算，得到计算结果，并赋值给数组F；
S2，根据数组F选择X11算法中的一种哈希算法，根据所选择的哈希算法对输入HASH+ NONCE进行哈希运算，得到计算结果，并赋值给数组X，记录计算次数；
S3，根据数组X，从区块链中查找对应高度的区块的哈希值，将所述哈希值重新赋值给数组F；
S4，根据S3所得数组F选择X11算法中的一种哈希算法，对数组X进行哈希运算，得到计算结果，并更新赋值给数组X和数组F，记录计算次数，计算次数加1；
S5，判断计算次数是否达到了目标次数M，若是，则S4所得数组X为最终结果并输出；若不是，则返回执行S3。
2.根据权利要求1所述的一种基于X11算法的区块链动态算力共识方法，其特征在于，所述哈希运算采用的X11算法中的哈希算法包括但不限于：BLAKE，BMW，JH，Keccak，Skein，Luffa，CubeHash，SHAvite-3，SIMD，ECHO。
3.根据权利要求2所述的一种基于X11算法的区块链动态算力共识方法，其特征在于，所述S2具体包括：根据结果F在区块链中查询区块信息，利用查询到的区块信息选择X11算法中的一种哈希算法，进行X11[x](HASH+NONCE)计算，每个区块信息均对应一个哈希算法，x为11种X11算法中的第x种算法，所述区块信息包括区块哈希值以及区块中包含的交易哈 希值。
4.根据权利要求2所述的一种基于X11算法的区块链动态算力共识方法，其特征在于，所述S3中，
S31，选择数组X的最后一位值记为F[a-1]，a为数组X的长度；读取区块链上区块高度为N-F[a-1]区块，若N小于F[a-1]，则对F[a-1]使用N取余数得到结果y，重新读取区块链上区块高度为y的区块；
S32，获得区块后，若所述区块含有交易，则利用数组F的倒数第二位值(F[a-2])选择对应顺序的交易并读取交易哈希值，否则读取区块的哈希值；并将区块哈希值或交易哈希值转为数组后重新赋值给数组F。
5.根据权利要求4所述的一种基于X11算法的区块链动态算力共识方法，其特征在于，所述S4中，根据F[a-1]％11的值，选择X11算法中的一种哈希算法，每个值均对应一个哈希算法。
6.一种根据权利要求1-5所述的基于X11算法的区块链动态算力共识方法的计算机系统，其特征在于，包括处理器和数据存储器，其中，所述处理器适于执行以下步骤：
S1，接收区块链软件组件发送的生成第N个区块的任务；
S2，根据第N-1个区块的属性进行一次哈希运算，得到计算结果，并赋值给数组F，发送至数据存储器进行存储；
S3，根据数组F选择X11算法中的一种哈希算法，根据所选择的哈希算法对输入HASH+ NONCE进行哈希运算，得到计算结果，并赋值给数组X，发送至数据存储器进行存储并记录计算次数；
S4，根据数组X，从区块链软件组件中查找对应高度的区块的哈希值，将所述哈希值重新赋值给数组F，发送至数据存储器进行存储；
S5，根据S4所得的数组F选择X11算法中的一种哈希算法，对数组X进行哈希运算，得到计算结果，并更新赋值给数组X和数组F，发送至数据存储器进行存储并记录计算次数，计算次数加1；
S6，判断计算次数是否达到了目标次数M，若是，则S5所得数组X为最终结果并输出；若不是，则返回执行S3。
7.一种存储计算机程序代码的计算机可读介质，当载入计算机系统并在所述计算机系统上执行时，所述计算机程序代码使得处理器执行根据权利要求1-5中任一项所述的方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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