专利汇可以提供一种高效的区块链共识方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提出了一种高效的 区 块 链 共识方法,主要解决现有区块链技术在 数据处理 领域中效率低下的问题。其使用一个包含多个子群组和一个主群组的双层模型进行,实现步骤包括:1)基于具体应用范围 指定 子群组及子群组验证 节点 ,从子群组验证节点中选举出主群组验证节点;2)主群组验证节点基于各个验证节点的行为特征进行信用评分;3)各个子群组内的验证节点以信用评分为抵押,通过投票达成子群组的共识;4)主群组验证节点收集各个子群组的最新状态的梅克尔根,在主群组内达成共识,从而确定全局状态。本发明在提高区块链数据处理效率的同时,进一步加强了区块链的安全性及平等性,优化用户体验,可用于快速处理高并发数据。,下面是一种高效的区块链共识方法专利的具体信息内容。
1.一种高效的区块链共识方法,包括子群组和主群组的共识,其特征在于:
(1)子群组的共识,即子群组验证节点对该子群组获得的数据进行共识,实现如下:
(1a)根据具体的应用范围确认各个子群组内的验证节点成员;
(1b)每个子群组内各个验证节点均维护一张动态的所有子群组的有序验证节点列表,并且各个子群组内的验证节点成员数量n需满足n>4;
(1c)每个子群组内的验证节点依照随机算法选举出至少1个主群组验证节点,此后,每个子群组内剩余的验证节点依照随机算法来选举出当前区块周期的提议节点P和r个副本节点,其中r>=3;
(1d)每个子群组内的提议节点P和r个副本从任意主群组验证节点处获取自身最新的信用评分。
(1e)提议节点P以自身信用评分作为抵押,在当前区块周期内按顺序提议创建区块,同时对自身创建的区块以权重v=c/t*100%进行投票,其中,c表示当前验证节点的信用评分,t表示参与投票的所有验证节点的总信用评分;
(1f)r个副本节点均以自身信用评分作为抵押,对提议节点P所提议的区块以权重v=c/t*100%进行投票表决是否通过,其中,c表示当前验证节点的信用评分,t表示参与投票的所有验证节点的总信用评分;
(1g)每个子群组内的提议节点P及r个副本节点分别收集整理各自收到的投票消息,并根据这些投票的总权重消息判断所投区块是否合法:
如果这些投票信息中,所投区块合法的投票总权重超过50%,则判为提议节点P所提议的区块为合法区块,否则,判为非法区块;
(1h)每个子群组内的所有验证节点将合法区块加入自身维护的区块链账本中,并更新状态;
(1i)每个子群组内的提议节点P将关于该子群组的最新状态的梅克尔根提交给主群组中的任意验证节点;
(1j)每个子群组内的提议节点P接收来自主群组验证节点反馈的关于主群组的最新状态的梅克尔根,并将其广播给子群组内的r个副本节点,接收到该梅克尔根的验证节点存储该梅克尔根;
(1k)在当前区块周期完结后,各个子群组内的验证节点依照随机算法重新选举出新的提议节点P';
(2)主群组的共识,即主群组验证节点对从各个子群组处获得的数据进行共识,其实现如下:
(2a)每个子群组内的验证节点依照随机算法从中选举出主群组验证节点,每个子群组内至少产生1个主群组验证节点,且主群组验证节点不再参与其所在的子群组的共识过程;
(2b)所有子群组内的验证节点均维护一张动态的主群组验证节点有序列表,且主群组验证节点成员数量m需满足m>3;
(2c)主群组内各个验证节点依照评分算法对所有群组内的验证节点进行动态信用评分;
(2d)主群组内任意验证节点Q将各个子群组内的提议节点P提交的最新状态的梅克尔根打包进区块,并以自身信用评分作为抵押,对该区块以权重V=C/T*100%进行投票后,再将创建该区块的提议及投票消息发送给主群组内其余m-1个验证节点,其中,C表示当前验证节点的信用评分,T表示参与投票的所有验证节点的总信用评分;
(2e)主群组内其余m-1个验证节点以自身信用评分作为抵押,对验证节点Q所提议的区块以权重V=C/T*100%进行投票,并表决是否通过,其中,C表示当前验证节点的信用评分,T表示参与投票的所有验证节点的总信用评分;
(2f)主群组内的所有验证节点分别收集整理各自收到的投票消息,并根据这些投票的总权重消息判断所投区块是否合法:
如果这些投票信息中,所投区块合法的投票总权重超过50%,并且参与投票的主群组验证节点的数量超过2/3,则判为验证节点Q所提议的区块为合法区块,否则,判为非法区块;
(2g)主群组内的所有验证节点将合法区块加入自身维护的区块链账本中,以更新状态;
(2h)主群组内的任意验证节点将关于该主群组的最新状态的梅克尔根广播给所有子群组的提议节点;
(2i)每隔3个区块周期,主群组内的所有验证节点重新选举;
(3)在各个子群组中,将验证节点产生的合法区块依照时间顺序连接成一个独立且完整的独立子群组区块链,并在各个子群组的子群组区块链状态基础上,将主群组内产生的合法区块依照时间顺序连接成一个完整的主群组区块链,完成对整个区块链的共识。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述区块链,包括多个子群组区块链和一个主群组区块链的双层模型。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述共识,是指各个子群组内的验证节点对各自所在的子群组的数据及状态进行验证并达成一致,同时,主群组内的验证节点对各个子群组所达成的共识作进一步验证且达成一致,最终完成对全局状态的确认。
4.根据权利要求1所述的方法,其中(2c)所述的主群组内各个验证节点依照评分算法对所有群组内的验证节点进行动态信用评分,实现如下:
(2c1)在初始阶段,设任何新加入的验证节点的信用评分均为100;
(2c2)基于各个验证节点的出块时间、准确率、在线率、区块利用率以及投票有效率进行加权后得到单个节点在某个周期结束时的信用评分为:
credit=cof*100+last
其中,cof表示该节点在本周期内获得的信用提升系数,last表示该节点在上一个周期的信用评分,*表示相乘符号;
(2c3)将信用评分最小值设为0,在动态评估过程中,对负数评分结果按零处理。对信用评分低于80的验证节点将被标记为“失信节点”,主群组内任意验证节点均有权拒绝失信节点所提议的区块;
(2c4)每个区块周期结束时,对所有群组内的验证节点信用评分更新一次,其中,一个区块周期表示主群组内产生64个区块所需的时间,区块周期结束时是指主群组内正在第num个区块的时间点,num=64n,且n>=0。
5.根据权利要求4所述的方法,其中信用提升系数cof,通过下式调整:
cof=bt/per*100%*α+rig/pb*100%*β+ont/per*100%*γ+cc/tc*100%*δ+vv/tv*
100%*ε
式中α,β,γ,δ,ε均大于0,且α+β+γ+δ+ε=1。
bt表示该节点的出块时间,per表示本周期总时长,rig表示该节点所提议的准确的区块数量,pb表示本周期内该节点提议的区块数量,ont表示本周期内该节点的在线时间,cc表示本周期内该节点所创建的合法区块所耗费的总容量,tc表示本周期内该节点所创建的所有区块的容量上限总和,vv表示本周期内该节点的有效投票权重,tv表示本周期内该节点总投票权重,*表示相乘符号。
6.根据权利要求5所述的方法,其中准确的区块数量rig,通过下式调整:
rig=pb+cb-rb*λ
式中,惩罚系数λ满足1<λ<2,与节点的信用评分呈反比,即信用评分越低,λ越大,反之亦然。
pb表示本周期内该节点提议区块数量,cb表示本周期内该节点质疑成功的区块数量,rb表示被拒的错误区块数量,*表示相乘符号。
7.根据权利要求5所述的方法,其中本周期内该节点所创建的所有区块的容量上限总和tc,通过下式调整:
tc=bn*cap
式中,bn表示本周期该节点所创建的区块数量,cap表示单个区块的容量上限,*表示相乘符号。
8.根据权利要求5所述的方法,其中本周期内该节点的有效投票权重vv,通过下式调整:
vv=tv-rv
式中,tv表示本周期内该节点总投票权重,rv表示与大多数验证节点相反的投票权重,*表示相乘符号。
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