CN115242790A - 基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法 - Google Patents

基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法 Download PDF

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CN115242790A
CN115242790A CN202211149227.3A CN202211149227A CN115242790A CN 115242790 A CN115242790 A CN 115242790A CN 202211149227 A CN202211149227 A CN 202211149227A CN 115242790 A CN115242790 A CN 115242790A
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赵逸文
王刚
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Abstract

本发明公开了一种基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法，选取Legendre序列的周期，将这个周期划分为长度相等的
Figure 598808DEST_PATH_IMAGE001
个缝隙
Figure 258459DEST_PATH_IMAGE002
，并规定共识机制的穷举搜索的目标难度值，穷举搜索的目标为：在Legendre序列中确定当前区块穷举搜索所对应的缝隙
Figure 217188DEST_PATH_IMAGE003
，根据该缝隙
Figure 29417DEST_PATH_IMAGE003
找到当前区块所对应的Legendre子序列的一个起点
Figure 48189DEST_PATH_IMAGE004
，使得该起点
Figure 929557DEST_PATH_IMAGE004
所对应的当前区块的Legendre子序列
Figure 691977DEST_PATH_IMAGE005
的值满足小于当前目标难度值。本发明每次穷举搜索以一个特定的
Figure 607980DEST_PATH_IMAGE003
为基础进行，具有更高的独立性，保证数据的安全性。

Description

基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法
技术领域
本发明涉及区块链技术和数据安全技术领域，具体涉及一种基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法。
背景技术
在区块链共识协议中，传统的PoW（Proof of Work）共识算法能够抵抗拜占庭错误；此外，PoW拥有几乎恒定的共识时间，虽然区块链系统中的节点数量各不相同，但生成每个区块所需的时间几乎是恒定的，需要六个区块来确认前一个区块；最后，区块链提出了一种通过激励机制和PoW相结合来实现去中心化的全新思路。
因此，区块链技术已被应用于去中心化的各种场景中。此后，为了满足不同场景的需求，许多不同的共识算法被提出，如：PoS（Proof of Stake）、DPoS（Delegated Proof ofStake）、PoC（Proof of Capacity），这些共识算法在不同的方面有着超越PoW的性能，但PoW仍是当前使用最广泛的共识算法之一。
区块链的核心思想是PoW依赖穷举搜索过程来实现共识。在穷举搜索的过程中，需要找到一个nonce值，使得将该值填入区块头后区块头的哈希值小于目标值。节点花费大量计算资源穷举搜索任何可能的nonce值直到满足要求为止。此后，节点广播该区块，打包的区块中的信息获得系统内全部节点的认可，同时该节点获得奖励，从而实现了系统内全部节点间的共识。
哈希函数假设的抗碰撞和单向映射特性使得共识节点无法从哈希值推断输入。区块链在三个领域采用了两个哈希函数：穷举搜索（SHA-256）、消息摘要（SHA-256 和RIPEMD-160）和Merkle树（SHA-256 和 RIPEMD-160）。
然而，随着密码学技术的发展、算力和攻击能力的提升，类似的许多哈希函数并不像假设的那样安全。例如，2005年X.Wang等人攻破SHA-1哈希函数。此外，MD4 和 RIPEMD 的碰撞被发现。最近的研究中已经报道了对哈希函数冲突的攻击，例如通过量子计算机发现哈希冲突意味着存在量子敌手，以及研究广泛使用的Merkle-Damgård哈希函数中的冲突被发现。如果区块链中使用的哈希函数存在缺陷，攻击者可以利用它们来获得穷举搜索的优势，从而导致严重后果。例如，极少数节点也可能能够控制整个系统，这违背了区块链技术的去中心化的规律。因此，替代区块链中使用的哈希函数成为了一种需要。
Merkle树作为集合成员的证明，可以用累加器代替。而基于哈希函数的消息摘要可以用其他加密原语代替，比如使用密码块链接（cipher block chaining,CBC）加密模式的最后一个块作为输出，或伪随机序列发生器（pseudo-random sequence generator,PRSG）的扰频器模式。有人指出诸如哈希函数、消息验证码（Message AuthenticationCode, MAC）、分组密码、流密码和 PRSG 之类的密码学原语可以互换。
Legendre序列是由A.M.legendre提出的一种二元序列，经过深入的研究展现出平衡性、理想的自相关性、较大的线性复杂度、良好的伪随机性以及均匀的模式分布。I.B.Damgård在Crypto会议中讨论了Legendre序列的性质。R.Turyn等人的工作中给出了Legendre的极小多项式。Jeong-Heon等人求得了Legendre的迹的表达式。Ding Cunsheng和Helleseth Tor讨论了广义扩展的Legendre序列的随机性质，并讨论了相关的生成速度，他们还研究了以 N 为周期的Legendre序列在GF(2)上的线性复杂度。C.Mauduit, A.Sárközy提出了二元序列的随机复杂度度量，f-correlation measure of orderk以及correlation measure of order k。利用有限域上不完全特征和的Weil引理，可以说明Legendre序列具有理想的随机分布性质，序列中的k元子序列具备一致分布的统计属性。
关于Legendre序列的生成，J.Zhao等人设计了一个并行化的高效Legendre序列生成算法。此外，一系列随机性测试证实了Legendre序列在包括NIST测试套件在内的不同随机性测试中均具有良好的随机性。
为了消除当前PoW机制中存在的数据安全隐患，本发明使用Legendre序列设计了一个新型的区块链PoW共识算法，提供了一种基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法，可替换基于传统密码学哈希函数（如SHA-256）进行穷举搜索。在具有严格可证明的随机性和好的安全性保证的同时，可达到符合区块链共识场景需求的交易数据吞吐量和延迟水平，并实现共识机制难度自动调节机制。
本发明的技术方案：
一种基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法，包括以下步骤：
步骤1，区块链初始化阶段：
选取Legendre序列的周期
Figure 502248DEST_PATH_IMAGE001
，将这个周期划分为长度相等的
Figure 163037DEST_PATH_IMAGE002
个缝隙
Figure 446250DEST_PATH_IMAGE003
，并规定共识机制的穷举搜索的目标难度值
Figure 471975DEST_PATH_IMAGE004
，穷举搜索的目标为：在Legendre序列中确定当前区块穷举搜索所对应的缝隙
Figure 4588DEST_PATH_IMAGE005
，根据该缝隙
Figure 406750DEST_PATH_IMAGE005
找到当前区块所对应的Legendre子序列的一个起点
Figure 341208DEST_PATH_IMAGE006
，使得该起点
Figure 787102DEST_PATH_IMAGE006
所对应的当前区块的Legendre子序列
Figure 807010DEST_PATH_IMAGE007
的值满足小于当前目标难度值
Figure 747285DEST_PATH_IMAGE008
；其中，所述起点
Figure 536249DEST_PATH_IMAGE006
是由
Figure 966093DEST_PATH_IMAGE005
和
Figure 410981DEST_PATH_IMAGE009
拼接构成，
Figure 951684DEST_PATH_IMAGE005
是
Figure 798417DEST_PATH_IMAGE006
的高位组成部分，
Figure 399163DEST_PATH_IMAGE009
是
Figure 338869DEST_PATH_IMAGE006
的低位组成部分；
步骤2，基于Legendre序列的区块链PoW共识阶段：
S2.1更新当前目标难度值
Figure 620946DEST_PATH_IMAGE008
；
S2.2当前节点收集区块链网络上待处理的交易数据，将这些交易数据打包到区块体中；
S2.3当前节点寻找当前区块的Legendre子序列的起点
Figure 384503DEST_PATH_IMAGE006
，包括以下步骤：
S2.31通过异或运算得到当前区块所对应的缝隙
Figure 359412DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 575630DEST_PATH_IMAGE010
；
S2.32初始化
Figure 661397DEST_PATH_IMAGE011
为0；
S2.33将
Figure 279461DEST_PATH_IMAGE005
与
Figure 674539DEST_PATH_IMAGE011
拼接得到
Figure 378053DEST_PATH_IMAGE012
，然后计算出该
Figure 1932DEST_PATH_IMAGE012
对应的Legendre 子序列
Figure 740081DEST_PATH_IMAGE007
，比较
Figure 56793DEST_PATH_IMAGE007
的值
Figure 247603DEST_PATH_IMAGE013
与当前目标难度值
Figure 675173DEST_PATH_IMAGE014
的大小，如果不满足
Figure 2249DEST_PATH_IMAGE015
，则继续执行下一步骤；如果满足
Figure 240595DEST_PATH_IMAGE015
，则将该
Figure 918701DEST_PATH_IMAGE006
填入并组装到当前区块的区块头，广播该区块；
S2.34将
Figure 149962DEST_PATH_IMAGE016
得到新的
Figure 597124DEST_PATH_IMAGE011
；
S2.35将新的
Figure 990059DEST_PATH_IMAGE011
代入步骤S2.33，循环执行步骤S2.33-S2.34，直至找到满足
Figure 155461DEST_PATH_IMAGE015
要求的
Figure 924834DEST_PATH_IMAGE006
为止；
S2.4如果在当前节点完成步骤S2.3之前，当前节点接收到了区块链网络上的其他节点广播的区块，则暂停当前
Figure 492081DEST_PATH_IMAGE012
的穷举搜索，对接收到的区块做检查，若检查通过，则将该区块追加到区块链的尾部，然后从步骤S2.1开始重新打包新区块，进行穷举搜索；若检查不通过，则返回到步骤S2.3，继续当前
Figure 305185DEST_PATH_IMAGE012
的穷举搜索过程。
在上述技术方案中，步骤1中，选取梅森素数
Figure 957884DEST_PATH_IMAGE017
作为Legendre序列的周期
Figure 530947DEST_PATH_IMAGE001
；将这个周期划分为
Figure 687122DEST_PATH_IMAGE018
个缝隙
Figure 687439DEST_PATH_IMAGE003
，每个缝隙
Figure 561854DEST_PATH_IMAGE003
长度为
Figure 938609DEST_PATH_IMAGE019
。
在上述技术方案中，步骤S2.1中，每当区块链网络全节点共识生产
Figure 949290DEST_PATH_IMAGE020
个区块后，根据整个区块链网络的出块速率，更新当前目标难度值
Figure 182826DEST_PATH_IMAGE008
，更新策略如下：
Figure 495602DEST_PATH_IMAGE021
其中
Figure 207206DEST_PATH_IMAGE022
是已有的目标难度值；
Figure 275656DEST_PATH_IMAGE023
是过去区块链网络全节点共识生产
Figure 680093DEST_PATH_IMAGE020
个区块所花费的时间；
Figure 466783DEST_PATH_IMAGE024
是预设的平均出块时间。
在上述技术方案中，
Figure 982078DEST_PATH_IMAGE024
为
Figure 170614DEST_PATH_IMAGE025
。
在上述技术方案中，步骤S2.2中，将当前区块版本号
Figure 745952DEST_PATH_IMAGE026
、当前区块生成的时间
Figure 269206DEST_PATH_IMAGE027
、当前区块的交易的成员证明
Figure 322613DEST_PATH_IMAGE028
、当前共识机制的穷举搜索的目标难度值
Figure 427972DEST_PATH_IMAGE008
和上一个区块的Legendre子序列的起点
Figure 111894DEST_PATH_IMAGE029
填入区块头。
在上述技术方案中，步骤2中，将所有交易数据的哈希数值作为叶子构建一棵默克尔树
Figure 669914DEST_PATH_IMAGE030
，在区块链网络上公开默克尔树的根节点
Figure 730274DEST_PATH_IMAGE031
作为当前区块的交易的成员证明
Figure 690140DEST_PATH_IMAGE028
。
在上述技术方案中，检查接收到的区块是否其
Figure 544963DEST_PATH_IMAGE015
。
相对于现有技术，本发明的优点和有益效果如下：
1、本发明所提出的基于Legendre序列的PoW共识算法是原创的PoW算法，可替代传统的使用密码学哈希函数的穷举搜索方案；具有一定可证明安全性；在保证安全性同时，能够达到符合区块链共识场景需求的交易吞吐量和延迟水平，还可实现共识机制难度自动调节机制。
2、利用划分
Figure 855859DEST_PATH_IMAGE003
的Legendre序列共识算法，每次穷举搜索以一个特定的
Figure 205063DEST_PATH_IMAGE005
为基础进行，具有更高的独立性，从而避免恶意节点预计算序列并存储为后续带来优势。
3、Legendre序列具有特定的数学结构，由有限域上的乘法特征生成，具有一定严格数学证明的随机性，可为共识机制提供好的安全性保证。
4、本发明具有好的可扩展性，可以通过构造新的伪随机序列发生器和选择不同大的梅森素数等方法，灵活地调整穷举搜索算法。
附图说明
图1是实现本发明的方法所对应的系统架构图。
图2是本发明的基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法的流程图。
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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1给出了实现本发明的方法所对应的系统架构图，包括数据层、网络层和共识层。数据层包含了Legendre序列、交易数据、版本号、时间戳、成员证明、目标难度、
Figure 19435DEST_PATH_IMAGE006
；在数据层的上方是网络层，主要包含P2P网络、传播机制、验证机制；在网络层的上方是共识层，即本发明设计的基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法。
本发明的基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法，包括以下步骤：
步骤1，区块链初始化阶段：
选取Legendre序列的周期
Figure 310739DEST_PATH_IMAGE001
，将这个周期划分为长度相等的
Figure 577773DEST_PATH_IMAGE002
个缝隙
Figure 42252DEST_PATH_IMAGE003
，并规定共识机制的穷举搜索的目标难度值
Figure 648814DEST_PATH_IMAGE004
，穷举搜索的目标为：在Legendre序列中确定当前区块（可理解为任意的第n个区块）穷举搜索所对应的缝隙
Figure 173336DEST_PATH_IMAGE005
，根据该缝隙
Figure 130928DEST_PATH_IMAGE005
找到当前区块所对应的Legendre子序列的起点
Figure 133519DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 109434DEST_PATH_IMAGE032
（即
Figure 804858DEST_PATH_IMAGE006
是由
Figure 984166DEST_PATH_IMAGE005
和
Figure 790448DEST_PATH_IMAGE009
拼接构成，
Figure 637181DEST_PATH_IMAGE005
是
Figure 972348DEST_PATH_IMAGE012
的高位组成部分，
Figure 966849DEST_PATH_IMAGE009
是
Figure 248925DEST_PATH_IMAGE006
的低位组成部分），使得该起点
Figure 12482DEST_PATH_IMAGE006
所对应的当前区块的Legendre子序列
Figure 475474DEST_PATH_IMAGE007
的值满足小于当前目标难度值
Figure 957271DEST_PATH_IMAGE033
。（具体的讲，本实施例中，是在Legendre序列自该起点
Figure 43039DEST_PATH_IMAGE006
往后数256位作为当前区块的Legendre子序列
Figure 661102DEST_PATH_IMAGE007
）。
在本实施例中，选取梅森素数
Figure 806913DEST_PATH_IMAGE017
作为Legendre序列的周期
Figure 510426DEST_PATH_IMAGE001
；将这个周期划分为
Figure 931043DEST_PATH_IMAGE018
个缝隙
Figure 606875DEST_PATH_IMAGE003
，每个缝隙
Figure 720325DEST_PATH_IMAGE003
长度为
Figure 98085DEST_PATH_IMAGE019
；通过异或运算得出创世区块（即第1个区块）对应的缝隙
Figure 587973DEST_PATH_IMAGE034
；
Figure 118311DEST_PATH_IMAGE035
其中，
Figure 668241DEST_PATH_IMAGE036
是第1个区块内交易的成员证明，设置
Figure 284030DEST_PATH_IMAGE037
。
步骤2，参见附图2，基于Legendre序列的区块链PoW共识阶段：
S2.1获取共识机制的穷举搜索的目标难度值
每当区块链网络全节点共识生产
Figure 312029DEST_PATH_IMAGE020
个区块后，根据整个区块链网络的出块速率，更新当前目标难度值
Figure 696874DEST_PATH_IMAGE033
，更新策略如下：
Figure 417705DEST_PATH_IMAGE038
其中
Figure 317528DEST_PATH_IMAGE022
是已有的目标难度值；
Figure 103213DEST_PATH_IMAGE023
是过去区块链网络全节点共识生产
Figure 342564DEST_PATH_IMAGE020
个区块所花费的时间；
Figure 234297DEST_PATH_IMAGE024
是预设的平均出块时间，本实施例中
Figure 824678DEST_PATH_IMAGE024
为
Figure 194480DEST_PATH_IMAGE025
，当然也可以预设成其他时间。
S2.2收集交易数据
当前节点收集区块链网络上待处理的交易数据，将这些交易数据打包到区块体中。在该节点收集交易数据时，当前区块所对应的Legendre子序列的起点
Figure 553917DEST_PATH_IMAGE006
及穷举搜索结果独立于该区块头中的其他字段。为了防止当前区块在整个区块链网络中传播时，其他共识节点篡改当前区块的版本号
Figure 616551DEST_PATH_IMAGE026
、当前区块生成的时间
Figure 677917DEST_PATH_IMAGE027
和当前区块目标难度值
Figure 116988DEST_PATH_IMAGE033
，因此本发明将这些字段一起打包到当前区块的区块头部分：即，将当前区块版本号
Figure 127670DEST_PATH_IMAGE026
、当前区块生成的时间
Figure 298888DEST_PATH_IMAGE027
、当前区块的交易的成员证明
Figure 660599DEST_PATH_IMAGE028
、当前共识机制的穷举搜索的目标难度值
Figure 309886DEST_PATH_IMAGE033
和上一个区块（第n-1个区块）的Legendre子序列的起点
Figure 706232DEST_PATH_IMAGE029
填入区块头。
其中，生成成员证明的方法有很多，在本实施例中以默克尔树的方法为例构建。将所有交易数据的哈希数值作为叶子构建一棵默克尔树
Figure 48352DEST_PATH_IMAGE030
，在区块链网络上公开默克尔树的根节点
Figure 897359DEST_PATH_IMAGE031
作为当前区块的交易的成员证明
Figure 98140DEST_PATH_IMAGE028
。
S2.3当前节点寻找当前区块的Legendre子序列的起点
Figure 348993DEST_PATH_IMAGE006
，包括以下步骤：
S2.31通过异或运算得到当前区块所对应的缝隙
Figure 862014DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 198317DEST_PATH_IMAGE010
。
S2.32初始化
Figure 251724DEST_PATH_IMAGE011
为0。
S2.33计算出
Figure 294766DEST_PATH_IMAGE032
，即，将
Figure 41005DEST_PATH_IMAGE005
与
Figure 536709DEST_PATH_IMAGE011
拼接得到
Figure 659386DEST_PATH_IMAGE012
；然后计算出该
Figure 806202DEST_PATH_IMAGE012
对应的Legendre 子序列
Figure 723343DEST_PATH_IMAGE007
，比较
Figure 971921DEST_PATH_IMAGE007
的值
Figure 632710DEST_PATH_IMAGE013
与当前目标难度值
Figure 384765DEST_PATH_IMAGE014
的大小，如果不满足
Figure 738386DEST_PATH_IMAGE015
，则继续执行下一步骤；如果满足
Figure 5419DEST_PATH_IMAGE015
，则将该
Figure 142003DEST_PATH_IMAGE006
填入并组装到当前区块的区块头，广播该区块。
S2.34将
Figure 76461DEST_PATH_IMAGE016
得到新的
Figure 289398DEST_PATH_IMAGE011
，即，将
Figure 43728DEST_PATH_IMAGE011
向后移动256位。
S2.35将新的
Figure 249581DEST_PATH_IMAGE011
代入步骤S2.33，循环执行步骤S2.33-S2.34，直至找到满足
Figure 38546DEST_PATH_IMAGE015
要求的
Figure 406073DEST_PATH_IMAGE006
为止。找到后，将该
Figure 647698DEST_PATH_IMAGE006
填入并组装到当前区块的区块头，广播该区块。
进一步的说，为了提高效率，当前节点可预先检查步骤S2.33中子序列
Figure 657243DEST_PATH_IMAGE007
中最长的零游程，如果其长度超过了穷举搜索条件等价所需的前导0个数，那么
Figure 35134DEST_PATH_IMAGE011
向后移动到该最长零游程的起点，就自然找到了满足难度要求的子序列，不必向后移动256位。
在确定
Figure 901459DEST_PATH_IMAGE006
之前，由于随机的
Figure 817332DEST_PATH_IMAGE005
不能被预先计算或存储在内存，使得每次穷举搜索生成的序列有更高的独立性，可防止预先穷举搜索和存储攻击，消除了恶意节点的优势；同时，当前节点每次穷举搜索仅能以一个特定的
Figure 427305DEST_PATH_IMAGE005
为基础进行（
Figure 128544DEST_PATH_IMAGE005
作为
Figure 900191DEST_PATH_IMAGE012
的高位，
Figure 319671DEST_PATH_IMAGE011
作为
Figure 467756DEST_PATH_IMAGE012
的低位），且
Figure 23502DEST_PATH_IMAGE005
可能的取值散布在一个足够大的（以大于
Figure 966050DEST_PATH_IMAGE039
为例）的空间内，均匀分布在整个空间内，根据生日悖论，碰撞的概率极小。
S2.4检查区块
如果在当前节点完成步骤S2.3之前，当前节点接收到了区块链网络上的其他节点广播的区块，则暂停当前
Figure 403985DEST_PATH_IMAGE012
的穷举搜索（即，在当前节点完成步骤S2.3之前，区块链网络上已经有其他节点完成了穷举搜索并广播其区块），对接收到的区块做检查（检查接收到的区块是否其
Figure 324404DEST_PATH_IMAGE015
），若检查通过，则将该区块追加到区块链的尾部，然后从步骤S2.1开始重新打包新区块，进行穷举搜索；若检查不通过，则返回到步骤S2.3，继续当前
Figure 734656DEST_PATH_IMAGE012
的穷举搜索过程。
以上所述仅为本发明的实施例说明，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，区块链初始化阶段
选取Legendre序列的周期
Figure 11751DEST_PATH_IMAGE001
，将这个周期划分为长度相等的
Figure 672539DEST_PATH_IMAGE002
个缝隙
Figure 690174DEST_PATH_IMAGE003
，并规定共识机制的穷举搜索的目标难度值
Figure 778215DEST_PATH_IMAGE004
，穷举搜索的目标为：在Legendre序列中确定当前区块穷举搜索所对应的缝隙
Figure 248511DEST_PATH_IMAGE005
，根据该缝隙
Figure 712990DEST_PATH_IMAGE005
找到当前区块所对应的Legendre子序列的一个起点
Figure 163012DEST_PATH_IMAGE006
，使得该起点
Figure 421955DEST_PATH_IMAGE006
所对应的当前区块的Legendre子序列
Figure 379547DEST_PATH_IMAGE007
的值满足小于当前目标难度值
Figure 647717DEST_PATH_IMAGE008
；其中，所述起点
Figure 171102DEST_PATH_IMAGE006
是由
Figure 538630DEST_PATH_IMAGE005
和
Figure 45835DEST_PATH_IMAGE009
拼接构成，
Figure 789800DEST_PATH_IMAGE005
是
Figure 433271DEST_PATH_IMAGE006
的高位组成部分，
Figure 486546DEST_PATH_IMAGE009
是
Figure 949889DEST_PATH_IMAGE006
的低位组成部分；
步骤2，基于Legendre序列的区块链PoW共识阶段
S2.1更新当前目标难度值
Figure 559861DEST_PATH_IMAGE008
；
S2.2当前节点收集区块链网络上待处理的交易数据，将这些交易数据打包到区块体中；
S2.3当前节点寻找当前区块的Legendre子序列的起点
Figure 995522DEST_PATH_IMAGE006
，包括以下步骤：
S2.31通过异或运算得到当前区块所对应的缝隙
Figure 32748DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 186649DEST_PATH_IMAGE010
；
S2.32初始化
Figure 334733DEST_PATH_IMAGE011
为0；
S2.33将
Figure 890480DEST_PATH_IMAGE005
与
Figure 98607DEST_PATH_IMAGE011
拼接得到
Figure 490537DEST_PATH_IMAGE012
，然后计算出该
Figure 176733DEST_PATH_IMAGE012
对应的Legendre 子序列
Figure 649302DEST_PATH_IMAGE007
，比较
Figure 966014DEST_PATH_IMAGE007
的值
Figure 156824DEST_PATH_IMAGE013
与当前目标难度值
Figure 584394DEST_PATH_IMAGE014
的大小，如果不满足
Figure 177050DEST_PATH_IMAGE015
，则继续执行下一步骤；如果满足
Figure 399084DEST_PATH_IMAGE015
，则将该
Figure 77190DEST_PATH_IMAGE006
填入并组装到当前区块的区块头，广播该区块；
S2.34将
Figure 105189DEST_PATH_IMAGE016
得到新的
Figure 739301DEST_PATH_IMAGE011
；
S2.35将新的
Figure 460132DEST_PATH_IMAGE011
代入步骤S2.33，循环执行步骤S2.33-S2.34，直至找到满足
Figure 297638DEST_PATH_IMAGE015
要求的
Figure 129328DEST_PATH_IMAGE006
为止；
S2.4如果在当前节点完成步骤S2.3之前，当前节点接收到了区块链网络上的其他节点广播的区块，则暂停当前
Figure 634259DEST_PATH_IMAGE006
的穷举搜索，对接收到的区块做检查，若检查通过，则将该区块追加到区块链的尾部，然后从步骤S2.1开始重新打包新区块，进行穷举搜索；若检查不通过，则返回到步骤S2.3，继续当前
Figure 525992DEST_PATH_IMAGE006
的穷举搜索过程。
2.根据权利要求1所述的基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法，其特征在于：步骤1中，选取梅森素数
Figure 647531DEST_PATH_IMAGE017
作为Legendre序列的周期
Figure 220595DEST_PATH_IMAGE001
；将这个周期划分为
Figure 642349DEST_PATH_IMAGE018
个缝隙
Figure 390469DEST_PATH_IMAGE003
，每个缝隙
Figure 264884DEST_PATH_IMAGE003
长度为
Figure 376060DEST_PATH_IMAGE019
。
3.根据权利要求1所述的基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法，其特征在于：步骤S2.1中，每当区块链网络全节点共识生产
Figure 652320DEST_PATH_IMAGE020
个区块后，根据整个区块链网络的出块速率，更新当前目标难度值
Figure 823538DEST_PATH_IMAGE008
，更新策略如下：
Figure 185250DEST_PATH_IMAGE021
其中
Figure 896854DEST_PATH_IMAGE022
是已有的目标难度值；
Figure 965304DEST_PATH_IMAGE023
是过去区块链网络全节点共识生产
Figure 369740DEST_PATH_IMAGE020
个区块所花费的时间；
Figure 405698DEST_PATH_IMAGE024
是预设的平均出块时间。
4.根据权利要求3所述的基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法，其特征在于：
Figure 186573DEST_PATH_IMAGE024
为
Figure 109529DEST_PATH_IMAGE025
。
5.根据权利要求1所述的基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法，其特征在于：步骤S2.2中，将当前区块版本号
Figure 684867DEST_PATH_IMAGE026
、当前区块生成的时间
Figure 958854DEST_PATH_IMAGE027
、当前区块的交易的成员证明
Figure 277839DEST_PATH_IMAGE028
、当前共识机制的穷举搜索的目标难度值
Figure 320882DEST_PATH_IMAGE008
和上一个区块的Legendre子序列的起点
Figure 801542DEST_PATH_IMAGE029
填入区块头。
6.根据权利要求1所述的基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法，其特征在于：步骤2中，将所有交易数据的哈希数值作为叶子构建一棵默克尔树
Figure 625141DEST_PATH_IMAGE030
，在区块链网络上公开默克尔树的根节点
Figure 170654DEST_PATH_IMAGE031
作为当前区块的交易的成员证明
Figure 130520DEST_PATH_IMAGE028
。
7.根据权利要求1所述的基于随机序列区块链共识算法的交易数据安全处理方法，其特征在于：步骤S2.4中，检查接收到的区块是否其
Figure 250923DEST_PATH_IMAGE015
。
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WO2018032371A1 (zh) * 2016-08-13 2018-02-22 深圳市樊溪电子有限公司 一种区块链功耗感知的PoW共识机制
US20180336552A1 (en) * 2017-05-17 2018-11-22 Nec Europe Ltd. Method and system for providing a robust blockchain with an integrated proof of storage
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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