一种基于区块链的交易和验证方法技术

本发明专利技术涉及一种基于区块链的交易和验证方法。所述交易和验证方法选出矿工超级节点进行PoW挖矿。超级节点可以把交易验证和工作量证明任务分配给其下层节点，以并发方式完成相应计算。这样做能够获得更强的算力增加赢得顶层PoW的机会。本发明专利技术的MATRIX链结构具有三大优势：第一，节点之间的冗余工作大量减少；第二，并行计算全面提升了验证交易的吞吐量和工作量证明的计算性能；第三，区块链网络能够组织为类似于大规模算力输出平台。

A Block Chain Based Transaction and Verification Method

The invention relates to a transaction and verification method based on block chain. The transaction and verification method selects the miner super node for PoW mining. Super nodes can assign transaction validation and workload certification tasks to their underlying nodes and complete corresponding calculations in a concurrent manner. By doing so, we can gain more power and increase the chances of winning top-level PoW. The MATRIX chain structure of the invention has three advantages: firstly, redundant work between nodes is greatly reduced; secondly, parallel computing comprehensively improves the throughput of verification transactions and the computational performance of workload proof; thirdly, block chain network can be organized as a large-scale computing output platform.

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的交易和验证方法
本专利技术涉及一种基于互联网的交易和验证方法，特别涉及一种基于区块链的交易和验证方法。
技术介绍
随着近年来区块链技术的爆炸性增长，以及更广泛的被各行各业所应用，同时无论是DAO事件，还是以太坊前段时间的大规模阻塞，都在提醒我们当前区块链技术的不足。目前流行的一些区块链，当一条链研发确定以后其核心参数也就固定下来。但随着服务对象以及外部环境的变化，很多参数都将变为瓶颈。例如，比特币由于将区块大小设定为1Mbyte，单次挖矿时间设定为10分钟，初期比较条件宽松。当在线交易十分拥挤时，大部分商业密集交易活动均不适合在比特币上开展。以太坊虽然提供了智能合约，但目前的以太坊智能合约只能解决简单的线性问题，无法解决更复杂的合约条款，所以大大限制了链上交易和应用的空间和范围。共识算法是影响一个货币稳定的关键，目前的共识算法分为三类：(1)CPU-like；(2)GPU-like；(3)ASIC-like。每种代表一种利益风格。通常CPU/GPU-Like，普通用户能够介入，同时也可以通过算力租赁形式加入；而ASIC-like，则面临ASIC-like的专业竞争。目前的共识机制普遍存在着能源和电力的大量浪费，处理效率的低下，中心化问题突出，安全性问题以及易用性问题等弊端。此外，由于算力租赁和矿工的不稳定，将带来全网算力的大幅波动，对出块稳定性造成很大影响；由于专业算力租赁市场(例如，NICEHASH)的存在，凡是现有成熟的PoW算法，外部攻击者都可以从算力市场购入算力对其实施51％攻击。此类攻击无需购置大量挖矿设备，只需要支付一定时间内的算力价格，因此大大降低了攻击成本。针对这些问题，目前的各种发展瓶颈如何克服，成为人们面对的重大主题。
技术实现思路
针对如前所述的现有技术中的问题，本专利技术旨在提供一种具有更广阔技术视野的解决方案。传统的区块链解决了在不可信信道上传输可信信息、价值转移的问题，而共识机制解决了区块链如何在分布式场景下达成一致性的问题。共识机制在去中心化的思想上解决了节点间互相信任的问题；以太坊智能合约的推出，则使区块链技术更加接近现实，延伸到了社会生活和商业；而智能区块链则在区块底层引入人工智能，从方方面面让人工智能(AI)参与更多以前需要人类能完成的“判断”和“执行”，并引入“群体智慧”和“合约宪法”，同时利用AI自身的学习能力，不断进化区块链本身，实现一个具备真正人类意识与思维的区块链生态。具体包括智能区块链如何自我评价、如何自我更新、如何执行自我更新并无缝继承原有数据链的方法，以及如何用户友好、如何利用云服务的方法、AI云服务是如何与AI链结合的。智能区块链引入AI的目标包括以下几点：智能区块链自我进化：通过AI辨识与推理，保证智能区块链能够快速适应外部环境的变化；矿机AI化：将矿机计算由无意义的HASH运算，转换为AI计算，挖矿本身具备价值；安全智能合约：利用AI引擎执行合约，支持利用AI解决智能合约中的漏洞与陷阱，交易方能够选择无歧视交易方式，也可以选择进入基于AI保护的交易模式；智能区块链AI服务(AIasaService)：智能区块链全网均具备AI能力；在系统框架上全方位支持AI云服务，支持链上链下的多形态AI服务整合。智能区块链是新一代的区块链技术，它创新性地将人工智能技术引入了区块链产业，将而这两者紧紧地结合在一起，打造出跨时代的产品。智能区块链并不是一个机构，而是一款能够在区块链上实现智能协作、开源的底层网络系统，它提供一个平台以及提供了相应的编程语言，使开发人员能够利用人工智能算力和区块链技术来建立和发布下一代分布式应用，并为以后的，目前尚未设想到的各种新需求打下技术基础。MATRIX链作为新一代智能区块链，目标是构建一个安全可靠、具备自然进化能力的区块链。MATRIX将通过内置人工智能，建立一个用户友好、面向云服务、与AI紧密融合的生态系统。MATRIX链的核心技术包括：(1)基于节点的树状网络的区块链网络架构设计。MATRIX链设计了一个树状网络，在主节点基础上，采用逐级随机选举32个超级节点，其中的21个会再次选为PoW节点进行挖矿，超级节点可以把交易验证和工作量证明任务分配给其下层节点，以并发方式完成相应计算，这样做能够获得更强的算力增加赢得顶层PoW的机会。该架构具有三大优势：第一，节点之间的冗余工作大量减少；第二，并行计算全面提升了验证交易的吞吐量和工作量证明的计算性能；第三，区块链网络能够组织为类似于大规模算力输出平台。(2)基于AI的智能合约安全体系，包括AI形式验证技术、基于分布式AI安全漏洞嗅探技术、基于对手网络的合约安全检查技术等。MATRIX链在智能合约的形成过程中，能够主动去发现代码与合约漏洞，同时还能够生成对抗网络，通过不断的自我攻击，去发现是否存在系统漏洞。(3)基于MCMC的二阶段PoW机制。传统的PoW共识机制是全网所有节点按照自己为网络贡献的计算服务(算力X时长)来获取报酬，也就是挖矿。这么做的一个明显缺点就是资源浪费，因为涉及到大量毫无意义的计算任务，相比传统PoW算法计算没有实际意义的HASH值造成的极大电力和算力资源浪费，MATRIX链使用深度学习的训练过程或者贝叶斯推理的马尔可夫蒙特卡洛算法(MCMC)作为工作量证明，基于MCMC的二阶段PoW机制的设计目标不但可以解决全系统的效率问题，而且能够将更多的闲置资源用于算力输出和交易数据处理上。(4)AI能力，其包括贝叶斯推理机、深度学习网络、基于AI的三维图像识别技术与动态行为识别技术等。MATRIX通过AI的动态保护，包括对矿工执行合约集的进行整体关联性审查，通过环路发现，找出基于此类的关联合约交易。MATRIX链通过动态审查时间戳依赖或者随机数依赖，可以避免在合约中出现相应的依赖行为。MATRIX链还通过深度学习，找出在合约调用过程中触发异常或者不确定状态行为特征的编码方式，获得类似黑客作案手法的码本特征库，并进行代码库静态与动态审查。因此，MATRIX链使用人工智能技术对区块链行为进行动态分析，从中发现潜在的恶性行为并进行防护。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据本专利技术的MATRIX链的整体架构的示意图；图2为根据本专利技术的MATRIX链架构的节点的路由器模式的示意图；图3为根据本专利技术的MATRIX链架构的主节点内部模块划分与线程分配的示意图；图4为根据本专利技术的MATRIX链架构的节点部署方式的示意图图5为根据本专利技术的MATRIX链的挖矿和验证流程的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式做进一步地详细描述。MATRIX整体架构图1为根据本专利技术的MATRIX链的整体架构的示意图。MATRIX链作为新一代区块链，目标是构建一个安全可靠、具备自然进化能力的区块链。MATRIX链将通过内置人工智能，建立一个用户友好、面向云服务、与AI紧密融合的生态系统。从图1可以看出，MATRIX链的核本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链的交易和验证方法，其中，矿工超级节点将本节点的交易广播给所有验证超级节点，验证主节点发起区块验证，向所有验证超级节点广播新区块，每个验证超级节点在给定时间内完成区块验证，并向所有验证主节点广播验证结果，任一验证超级节点收集到满足共识条件的验证签名集合，即广播给矿工超级节点，矿工超级节点开始挖矿，矿工超级节点出块采用共识算法，挖矿成功后，将Nonce随机数、CoinBase、BlockHash传送至验证超级节点。

【技术特征摘要】
2017.08.22 CN 20171072372801.一种基于区块链的交易和验证方法，其中，矿工超级节点将本节点的交易广播给所有验证超级节点，验证主节点发起区块验证，向所有验证超级节点广播新区块，每个验证超级节点在给定时间内完成区块验证，并向所有验证主节点广播验证结果，任一验证超级节点收集到满足共识条件的验证签名集合，即广播给矿工超级节点，矿工超级节点开始挖矿，矿工超级节点出块采用共识算法，挖矿成功后，将Nonce随机数、CoinBase、BlockHash传送至验证超级节点。2.根据权利要求1所述的基于区块链的交易和验证方法，其中，所述共识算法使用深度学习的训练过程或者贝叶斯推理的马尔可夫蒙特卡洛算法作为工作量证明。3.根据权利要求1所述的基于区块链的交易和验证方法，其中，所述矿工超级节点是在主节点基础上，采用逐级随机选举出的。4.根据权利要求1所述的基于区块链的交易和验证方法，其中，所述矿工超级节点的选举周期为3600×2n，n∈[-3,+4]，单位为秒，n缺省值为0。5.根据权利要求1所述的基于区块链的交易和验证方法，其中，对每个主节点的价值进行计算，并提供了一个随机函数，所述随机函数产生一个0～1区间的值，而各个节点按照互重叠的方式，根据自身上报的能力获得一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆华，陶鸥，
申请(专利权)人：汇链丰北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11