专利汇可以提供一种区块链功耗感知的PoW共识机制专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种 区 块 链 功耗 感知 的PoW共识机制,包括如下过程步骤:(1)在 比特币 系统中,各 节点 基于各自的计算机算 力 相互竞争共同解决一个求解复杂但验证容易的SHA数学难题,最快解决该难题的节点获得区块记账权和系统自动生成的比特币奖励;(2)采用WDM网状网将位于不同地理 位置 的物理 服务器 互联,构成区块链 基础 设施网络,响应区块连 请求 产生功耗,将轻载服务器上的区块链节点整合到较少的物理服务器上,将通信需求疏导至较少的链路中,关闭不必要”的服务器和节点。采用该功耗感知PoW共识机制,在提高区块链性能的同时进一步挖掘基础设施网络的资源潜力,同时还能感知功耗,降低 碳 排放和 温室 效应 。,下面是一种区块链功耗感知的PoW共识机制专利的具体信息内容。
1.一种区块链功耗感知的PoW共识机制,其特征在于该共识机制包括如下过程步骤:
S1在比特币系统中,各节点基于各自的计算机算力相互竞争共同解决一个求解复杂但验证容易的SHA数学难题,最快解决该难题的节点获得区块记账权和系统自动生成的比特币奖励;
S2采用WDM网状网将位于不同地理位置的物理服务器互联,构成区块链基础设施网络,响应区块连请求产生功耗,将轻载服务器上的区块链节点整合到较少的物理服务器上,将通信需求疏导至较少的链路中,关闭“不必要”的服务器和节点。
2.根据权利要求1所述的一种区块链功耗感知的PoW共识机制,其特征在于:所述SHA数学难题可表述为根据当前难度值,通过搜索求解一个合适的随机数使得区块头各元数值的双SHA哈希值小于或者等于目标哈希值。
3.根据权利要求2所述的一种区块链功耗感知的PoW共识机制,其特征在于:所述比特币系统调整随机数搜索的难度值来控制区块的平均生成时间为6分钟。
4.根据权利要求2所述的一种区块链功耗感知的PoW共识机制,其特征在于:所述PoW共识的随机数搜索过程包括如下步骤:
D1搜集当前时间段的全网未确认交易,并增加一个用于发行新比特币奖励的Coinbase交易,形成当前区块体的交易集合;
D2计算区块体交易集合的Merkle根记入区块头,并填写区块头的其他元数据,其中随机数Nonce设置为零;
D3随机数Nonce加1,计算当前区块头的双SHA哈希值,如果小于或等于目标哈希值,则成功搜索到合适的随机数,并获得该区块的记账权;否则继续步骤D3直到任一节点搜索到合适的随机数为止;
D4如果一定时间内未成功,则更新时间戳和未确认交易集合、重新计算Merkle根后继续搜索。
5.根据权利要求1所述的一种区块链功耗感知的PoW共识机制,其特征在于:所述功耗包括与业务载荷相关的功耗和与业务载荷无关的功耗。
6.根据权利要求1所述的一种区块链功耗感知的PoW共识机制,其特征在于:使用混合整数规划(MIP)算法对功耗感知区块链建模。
7.根据权利要求6所述的一种区块链功耗感知的PoW共识机制,其特征在于:将功耗感知的区块连问题建模成数学优化问题求解,以最小化总的功耗为如下优化目标函数(1):
Minimize{η·Pnetwork+ζ·Pserver} (1)
目标函数试图最小化PoW共识机制下区块链的总功耗,包括网络功耗和服务器功耗,其中η+ξ=1,两者分别用来平衡网络功耗和服务器功耗的权重。
8.根据权利要求7所述的一种区块链功耗感知的PoW共识机制,其特征在于:求解所述优化目标函数(1)满足资源容量约束,位置约束条件为:节点“流量守恒”;节点提供给区块连的资源量不超过自身可用资源量;用户低速率业务状态下每条链路所承载业务带宽总量不能超过容忍限度;以及底层物理网络长期总功耗最低。
9.根据权利要求6-8所述的一种区块链功耗感知的PoW共识机制,其特征在于:区块链节点映射和链路映射是协同考虑节点资源需求和邻近链路的带宽资源需求,根据资源需求量对节点进行将序排列后,计算区块链资源利用效率和接纳率,利用最低功耗路径有限原则选择不同的功耗实施路径完成的,其中所述资源需求量为如下公式(2):
其中req(v)表示节点v的服务器资源需求量,b(e)表示链路e的链路带宽资源需求量,Adj(v)表示节点v的邻近链路集合。
10.根据权利要求9所述的一种区块链功耗感知的PoW共识机制,其特征在于:采用规一化惩罚因子算法计算所述资源需求量,获得节点和链路的分配机制。
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