CN111147229A - 一种以待生成区块哈希为种子的共识方法及设备、介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种以待生成区块哈希为种子的共识方法及设备、介质。本方法采集区块链中各节点产生的随机数；确定待生成区块的哈希值；根据所述哈希值与各节点产生的随机数，从各节点中确定出所述待生成区块的记账节点。通过各节点产生的随机数，与待生成区块的哈希值进行比较，从而确定记账节点，可在较大的随机性条件下，保证区块链网络中的各个节点均有可能成为记账节点，实现各节点抢夺记账权的平等性。
Description
技术领域
本申请涉及共识算法技术领域，尤其涉及一种以待生成区块哈希为种子的共识方法及设备、介质。
背景技术
随着科技的发展，区块链技术的应用越来越广泛。
在区块链技术中，区块链网络中的各个节点，基于工作量证明机制，凭借自身的算力，抢夺记账权，作为记账节点，并获得相应的奖励。
但是，在工作量证明机制下，算力高的节点明显比算力低的节点有优势，更容易抢到记账权，这使得区块链中的共识算法容易被算力高的节点控制，不利于区块链网络的良好发展。
发明内容
本申请实施例提供一种以待生成区块哈希为种子的共识方法及设备、介质，用于解决现有技术中的如下技术问题：在工作量证明机制下，算力高的节点比算力低的节点更容易抢到记账权，这使得区块链中的共识算法容易被算力高的节点控制，不利于区块链网络的良好发展。
本申请实施例采用下述技术方案：
一种以待生成区块哈希为种子的共识方法，包括：
采集区块链中各节点产生的随机数；
确定待生成区块的哈希值；
根据所述哈希值与各节点产生的随机数，从各节点中确定出所述待生成区块的记账节点。
可选地，采集区块链中各节点产生的随机数，包括：根据生成新区块的出块周期，采集区块链中各节点产生的随机数。
可选地，记账节点的任期小于生成新区块的出块周期的2倍。
可选地，根据所述哈希值与各节点产生的随机数，从各节点中确定出所述待生成区块的记账节点，包括：从各节点产生的随机数中，确定出与所述哈希值的差值最小的随机数；根据确定出的随机数，确定对应的节点为所述待生成区块的记账节点。
可选地，从各节点产生的随机数中，确定出与所述哈希值的差值最小的随机数，包括：从所述哈希值中，确定部分哈希值；确定所述随机数与所述部分哈希值具有相同的位数；从各随机数中，确定出与所述部分哈希值的差值最小的随机数。
可选地，所述方法还包括：若所述确定出的随机数不唯一，放弃选择待生成区块的记账节点。
可选地，所述方法还包括：延长上一任记账节点的任期，作为所述待生成区块的记账节点。
可选地，所述随机数为十六进制数。
一种以待生成区块哈希为种子的共识的设备，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
采集区块链中各节点产生的随机数；
确定待生成区块的哈希值；
根据所述哈希值与各节点产生的随机数，从各节点中确定出所述待生成区块的记账节点。
一种以待生成区块哈希为种子的共识的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：
采集区块链中各节点产生的随机数；
确定待生成区块的哈希值；
根据所述哈希值与各节点产生的随机数，从各节点中确定出所述待生成区块的记账节点。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
通过各节点产生的随机数，与待生成区块的哈希值进行比较，从而确定记账节点。可在较大的随机性条件下，保证区块链网络中的各个节点均有可能成为记账节点。
并且，这一方法不再考量各节点的算力大小，使各节点具有完全相同的竞争条件，实现了各节点在抢夺记账权上的平等性。这样，可以确保不存在个别节点具有主导权的问题，防止个别节点把持记账权，保障各个节点的参与性，有利于区块链网络的维护
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的以待生成区块哈希为种子的共识方法流程图；
图2为本申请实施例提供的对应于图1的以待生成区块哈希为种子的共识的设备的一种结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
图1为本申请实施例提供的以待生成区块哈希为种子的共识方法流程图，具体步骤包括：
S101：采集区块链中各节点产生的随机数。
区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式，本质上是一个去中心化的数据库。
首先，可基于区块链框架部署区块链网络。其中，区块链框架可以是能够实现本申请实施例相应功能的任意区块链框架，例如，比特币、以太坊、Fabric、Corda等。
区块链网络中包括若干节点，在每次生成新区块的过程中，各节点均有可能作为记账节点，负责新区块的内容的发布。
在本申请实施例中，区块链网络中的各节点，可分别产生一随机数，以便后续通过该随机数来确定由哪一节点作为待生成区块的记账节点。其中，待生成区块表示将要添加到区块链中的新区块。
区块链网络中的记账节点不是固定的。根据记账节点的任期，可在记账节点的任期届满时，通过相应的共识方法，确定出新的记账节点。其中，记账节点的任期表示某节点可担任记账节点的持续时间。
在本申请实施例中，可根据共识方法中的预先设置，确定记账节点的任期。具体可确定记账节点的任期不小于生成新区块的出块周期，并且小于生成新区块的出块周期的2倍。例如，生成新区块的出块周期为10分钟，记账节点的任期为15分钟。
也就是说，每一任记账节点可负责一次或两次新区块的发布。在上一任记账节点的任期届满之前，均需通过相应的共识方法，确定出新的记账节点。在一种可能的实现方式中，记账节点的任期可默认设置为新区块的出块周期的1.5倍。
通过设置记账节点的任期，且设置为较短的任期，可限制每一任记账节点的记账职权，使区块链网络中的每个节点都有机会成为记账节点，有利于区块链网络的维护。
进一步地，区块链网络中的各节点可按照生成新区块的出块周期，以与出块周期相同的周期来产生相应的随机数，以便后续根据随机数来确定新的记账节点。
S102：确定待生成区块的哈希值。
在区块链网络中，每个待生成区块都包括上一区块的哈希值，以及本区块的默克尔根哈希值。其中，本区块的默克尔根哈希值可表示本区块中所包含的所有的交易，其由本区块所包含的所有交易的哈希值经过二叉树结构的运算得到。
在本申请实施例中，在确定记账节点的过程中，需确定待生成区块的默克尔根哈希值，以便后续通过该待生成区块的哈希值确定该待生成区块对应的记账节点。
需要说明的是，本申请不限定步骤101与步骤102的先后顺序关系，在实际过程中，可先采集各节点产生的随机数，再确定待生成区块的哈希值，也可先确定待生成区块的哈希值，再采集各节点产生的随机数，或者同时采集各节点产生的随机数与确定待生成区块的哈希值。
S103：根据待生成区块的哈希值与各节点产生的随机数，从各节点中确定出待生成区块的记账节点。
在本申请实施例中，可根据待生成区块的哈希值与各节点产生的随机数，从各节点中确定出待生成区块的记账节点。
具体的，可将各节点生成的随机数分别与待生成区块的哈希值相减，并将结果进行对比。经过对比，可从各节点产生的随机数中，确定出与待生成区块的哈希值的差值最小的随机数。于是，可将确定出的该随机数对应的节点，作为待生成区块的记账节点。
本共识方法通过各节点产生的随机数，与待生成区块的哈希值进行比较，从而确定记账节点。可在较大的随机性条件下，保证区块链网络中的各个节点均有可能成为记账节点。
并且，这一方法不再考量各节点的算力大小，使各节点具有完全相同的竞争条件，实现了各节点在抢夺记账权上的平等性。这样，可以确保不存在个别节点具有主导权的问题，防止个别节点把持记账权，保障各个节点的参与性，有利于区块链网络的维护。
进一步地，由于待生成区块中的哈希值较长，因此，可从待生成区块的哈希值中，确定部分哈希值。并且，确保各节点生成与该部分哈希值具有相同位数的随机数。再通过该部分哈希值与具有相同位数的随机数之间的差值，确定差值最小的随机数。
通过这种方法，可降低计算哈希值与随机数的差值的复杂度，在一定程度上减少部分计算量，减轻计算压力。并且，确定各节点生成的随机数的位数均与部分哈希值的位数相同，确保各随机数与该部分哈希值相减得到的结果的平等性，从而保证各节点争夺记账权的平等性。
在一种可能的实现方式中，可确定待生成区块的哈希值的末尾四位数，作为将要进行计算的部分哈希值。于是，各节点生成的随机数也均为四位数，且为十六进制数。
进一步地，在计算各随机数与部分哈希值的差值的过程中，若仅确定出一个随机数，与待生成区块的哈希值的差值最小，可直接确定该随机数对应的节点为记账节点。
但是，也可能存在多个随机数，与待生成区块的哈希值的差值相同，且为最小差值的情况。在这种情况下，若确定出的随机数不唯一时，由于无法将多个节点同时作为记账节点，则可放弃选择待生成区块的记账节点。
于是，可确定区块链网络中的上一任记账节点，延长该记账节点的任期，由该记账节点继续负责待生成区块的内容的发布，直至下一次选择新的记账节点为止。
基于同样的思路，本申请的一些实施例还提供了上述方法对应的设备和非易失性计算机存储介质。
图2为本申请实施例提供的对应于图1的以待生成区块哈希为种子的共识的设备的一种结构示意图，所述区块链设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
采集区块链中各节点产生的随机数；
确定待生成区块的哈希值；
根据所述哈希值与各节点产生的随机数，从各节点中确定出所述待生成区块的记账节点。
本申请的一些实施例提供的对应于图1的一种以待生成区块哈希为种子的共识的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：
采集区块链中各节点产生的随机数；
确定待生成区块的哈希值；
根据所述哈希值与各节点产生的随机数，从各节点中确定出所述待生成区块的记账节点。
本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备和介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本申请实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，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、商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、商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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种以待生成区块哈希为种子的共识方法，其特征在于，包括：
采集区块链中各节点产生的随机数；
确定待生成区块的哈希值；
根据所述哈希值与各节点产生的随机数，从各节点中确定出所述待生成区块的记账节点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采集区块链中各节点产生的随机数，包括：
根据生成新区块的出块周期，采集区块链中各节点产生的随机数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，记账节点的任期小于生成新区块的出块周期的2倍。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述哈希值与各节点产生的随机数，从各节点中确定出所述待生成区块的记账节点，包括：
从各节点产生的随机数中，确定出与所述哈希值的差值最小的随机数；
根据确定出的随机数，确定对应的节点为所述待生成区块的记账节点。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，从各节点产生的随机数中，确定出与所述哈希值的差值最小的随机数，包括：
从所述哈希值中，确定部分哈希值；
确定所述随机数与所述部分哈希值具有相同的位数；
从各随机数中，确定出与所述部分哈希值的差值最小的随机数。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述确定出的随机数不唯一，放弃选择待生成区块的记账节点。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
延长上一任记账节点的任期，作为所述待生成区块的记账节点。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机数为十六进制数。
9.一种以待生成区块哈希为种子的共识的设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
采集区块链中各节点产生的随机数；
确定待生成区块的哈希值；
根据所述哈希值与各节点产生的随机数，从各节点中确定出所述待生成区块的记账节点。
10.一种以待生成区块哈希为种子的共识的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：
采集区块链中各节点产生的随机数；
确定待生成区块的哈希值；
根据所述哈希值与各节点产生的随机数，从各节点中确定出所述待生成区块的记账节点。
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