基于信用机制的区块链自治方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于信用机制的区块链自治方法及系统，该方法包括：获取区块链中竞争节点的健康证明信息和诚实证明信息，以计算其信用信息；在信用信息大于第一信用阈值时，设定对应的竞争节点为验证节点；根据全部验证节点的信用信息，确定每个验证节点的奖惩比例；向每个验证节点发送交易记录，以对交易记录进行验证并生成验证信息；根据验证节点的验证信息和信用信息，判断每个验证节点的验证信息是否正确；若是，按照对应的奖惩比例增加正确验证节点的诚实证明信息和奖励代币数量；否则，按照对应的奖惩比例减小错误验证节点的诚实证明信息，以完成自治。本发明专利技术的方法及系统能够有效节省计算资源、去中心化、避免发生节点联合作恶的现象。

Block Chain Autonomy Method and System Based on Credit Mechanism

【技术实现步骤摘要】
基于信用机制的区块链自治方法及系统
本专利技术涉及区块链中数据处理
，尤其涉及一种基于信用机制的区块链自治方法及系统。
技术介绍
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，是一种由分布式节点共同参与维护的数据存储系统。区块链中的节点按照预设的规则将事务交易请求处理成区块(加密数据)，并对区块进行叠加形成链式数据结构，并通过共识机制以传输和同步数据，从而保障各个节点数据的一致性、不可修改和删除。区块链自治机制是指建立在区块链上的去中心化自治组织系统的运行方式和策略安排等规则。其自治规则是由计算机代码实现，由区块链协议保障其自动运行，根据既定条件自动触发实现。每个节点都可以通过提供服务的形式来成为组织的参与者，由于区块链上会发行可高速流通的代币，因而一般区块链自治机制是通过给提供正确服务的节点相应奖励，而节点若存在冲突、虚假信息以及恶意行为会被相应惩罚措施处置。因而，通过区块链自治机制能够实现一个无人干预和管理的情况下自主运行的组织，这极大地提高了区块链的运作效率。运行自治机制的区块链就像一个全自动的机器人，当它全部的程序设定完成后，它就会按照既定的规则开始运作，且绝大多数的规则均公开透明，如数量上限、竞争记账的共识方式和规则等。在传统的区块链网络中，其自治机制都是通过数量上限的代币和基于不同的共识机制实现。常见的共识机制有工作量证明机制(POW)、权益证明机制(POS)、代理权益证明机制(DPOS)或实用拜占庭容错机制(PBFT)。然而，这些共识机制的都存在不足。一方面，由于POW中节点通过枚举式的hash运算计算出一个满足规则的随机数来争夺区块生成权，其会耗费大量的计算资源，使得现有的区块链中节点的自治方法存在耗费计算资源、共识效率低的问题。另一方面，因为POS根据每个节点拥有的代币数量和币龄来等比例降低节点的计算难度，以提高计算随机数的速度，其易于产生中心化节点；DPOS通过系统中全部节点投票选举出预设数量的节点来代理验证和记账，但其仍然依赖代币，故还是存在易于产生中心化节点的问题。此外，由于PBFT是一种基于消息传递的一致性算法，其经过三个阶段达成一致性，以2/3节点的验证结果来确定验证的正确性，因消息传递和统计验证结果耗费的时间较长，故节点达成共识所需时间长。再者，使用这些共识机制的区块链均是通过设置节点代币奖励机制来促使节点自动对交易数据进行处理，对节点自治过程的约束力较小，使得区块链中的节点易于联合作恶。因而，现有的区块链节点自治方法中，存在耗费计算资源、节点易于中心化以及易发生节点联合作恶现象的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的基于信用机制的区块链自治方法及系统，能够有效节省计算资源、提高共识效率、去中心化以及避免发生节点联合作恶的现象。为解决上述技术问题，本专利技术的基于信用机制的区块链自治方法，包括如下步骤：在当前验证开始时，获取区块链中竞争节点的健康证明信息和诚实证明信息；所述竞争节点用于指示区块链中竞争验证权的节点；根据每个所述竞争节点的健康证明信息、诚实证明信息和权重信息，计算每个所述竞争节点的信用信息；在所述信用信息大于第一信用阈值时，设定对应的竞争节点为验证节点；根据全部所述验证节点的信用信息，确定每个所述验证节点的奖惩比例；向每个所述验证节点发送交易记录，以使每个所述验证节点对所述交易记录进行验证并生成验证信息；根据所述验证节点的验证信息和信用信息，判断每个所述验证节点的验证信息是否正确；若是，按照对应的奖惩比例增加所述验证节点中正确验证节点的诚实证明信息和奖励代币数量；否则，按照对应的奖惩比例减小所述验证节点中错误验证节点的诚实证明信息，以完成自治。作为上述方案的改进，所述验证节点包括主验证节点和次验证节点；所述主验证节点的奖惩比例高于所述次验证节点的奖惩比例；在所述信用信息大于信用阈值的情况下，设定对应的竞争节点为验证节点，包括如下步骤：按照降序对所述信用信息进行排序；其中，M为整数，且1≤M；将排列在前R位信用信息所对应的验证节点设定为所述主验证节点；将排列在后M-R位信用信息所对应的验证节点设定为所述次验证节点；其中，所述R为整数，且1≤R≤M。作为上述方案的改进，所述验证节点生成的验证信息包括正确标识和错误标识；根据所述验证节点的验证信息和信用信息，判断每个所述验证节点的验证信息是否正确，包括如下步骤：根据所述正确标识对应的验证节点的信用信息计算所述正确验证概率；根据所述错误标识对应的验证节点的信用信息计算所述错误验证概率；在所述正确验证概率大于所述错误验证概率的情况下，判定所述正确标识对应节点的验证信息为正确验证；在所述错误验证概率大于所述正确验证概率的情况下，判定所述错误标识对应节点的验证信息为正确验证。作为上述方案的改进，所述健康证明信息包含验证节点的存活时间信息及其运行机器的机器性能信息；所述诚实证明信息用于指示验证节点每次完成验证后获取的诚实证明数值；所述权重信息包括健康证明信息在信用信息中的权重以及诚实证明信息在信用信息中的权重；根据每个所述竞争节点的健康证明信息、诚实证明信息和权重信息，计算每个所述竞争节点的信用信息，包括如下步骤：通过如下公式计算每个所述竞争节点的信用信息NC：其中，x为信用信息中健康证明信息的权重，y为信用信息中诚实证明信息的权重；MP为验证节点的机器性能信息，ET为验证节点的存活时间信息，a为健康证明信息中机器性能信息的权重，b为健康证明信息中存活时间信息的权重；Ti为第i次验证获得的诚实证明数值，i为整数，且i≥1，n为已完成验证的次数。作为上述方案的改进，根据全部所述验证节点的信用信息，确定每个所述验证节点的奖惩比例，包括如下步骤：通过如下公式计算每个所述验证节点的奖惩比例ni：其中，ni为第i个验证节点的奖惩比例，fi为验证节点中第i个验证节点的信用信息，N为验证节点的个数。作为上述方案的改进，所述区块链自治方法，还包括如下步骤：在接收到任一所述验证节点发送的举报指令时，增加对应验证节点的诚实证明信息；在当前验证开始之前，还包括如下步骤：通过向区块链上的节点发起待验证的交易请求来获取节点的信用信息；在所述节点的信用信息小于或等于第二信用阈值的情况下，将对应的节点设定淘汰标识，以淘汰其竞争节点的资格；所述第二信用阈值小于所述第一信用阈值。为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种基于信用机制的区块链自治系统，包括：信息获取模块，用于在当前验证开始时，获取区块链中竞争节点的健康证明信息和诚实证明信息；所述竞争节点用于指示区块链中竞争验证权的节点；信用信息计算模块，用于根据每个所述竞争节点的健康证明信息、诚实证明信息和权重信息，计算每个所述竞争节点的信用信息；验证节点设定模块，用于在所述信用信息大于第一信用阈值的情况下，设定对应的竞争节点为验证节点；奖惩比例确定模块，用于根据全部所述验证节点的信用信息，确定每个所述验证节点的奖惩比例；交易记录发送模块，用于向所述验证节点发送交易记录，以使每个所述验证节点对所述交易记录进行验证并生成验证信息；验证结果判断模块，用于根据所述验证节点的验证信息和信用信息，判断每个所述验证节点的验证是否正确；信用信息调节模块，用于在判定所述验证节点的验本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于信用机制的区块链自治方法，其特征在于，包括如下步骤：在当前验证开始时，获取区块链中竞争节点的健康证明信息和诚实证明信息；所述竞争节点用于指示区块链中竞争验证权的节点；根据每个所述竞争节点的健康证明信息、诚实证明信息和权重信息，计算每个所述竞争节点的信用信息；在所述信用信息大于第一信用阈值时，设定对应的竞争节点为验证节点；根据全部所述验证节点的信用信息，确定每个所述验证节点的奖惩比例；向每个所述验证节点发送交易记录，以使每个所述验证节点对所述交易记录进行验证并生成验证信息；根据所述验证节点的验证信息和信用信息，判断每个所述验证节点的验证信息是否正确；若是，按照对应的奖惩比例增加所述验证节点中正确验证节点的诚实证明信息和奖励代币数量；否则，按照对应的奖惩比例减小所述验证节点中错误验证节点的诚实证明信息，以完成自治。

【技术特征摘要】
1.基于信用机制的区块链自治方法，其特征在于，包括如下步骤：在当前验证开始时，获取区块链中竞争节点的健康证明信息和诚实证明信息；所述竞争节点用于指示区块链中竞争验证权的节点；根据每个所述竞争节点的健康证明信息、诚实证明信息和权重信息，计算每个所述竞争节点的信用信息；在所述信用信息大于第一信用阈值时，设定对应的竞争节点为验证节点；根据全部所述验证节点的信用信息，确定每个所述验证节点的奖惩比例；向每个所述验证节点发送交易记录，以使每个所述验证节点对所述交易记录进行验证并生成验证信息；根据所述验证节点的验证信息和信用信息，判断每个所述验证节点的验证信息是否正确；若是，按照对应的奖惩比例增加所述验证节点中正确验证节点的诚实证明信息和奖励代币数量；否则，按照对应的奖惩比例减小所述验证节点中错误验证节点的诚实证明信息，以完成自治。2.如权利要求1所述的区块链自治方法，其特征在于，所述验证节点包括主验证节点和次验证节点；所述主验证节点的奖惩比例高于所述次验证节点的奖惩比例；在所述信用信息大于信用阈值的情况下，设定对应的竞争节点为验证节点，包括如下步骤：按照降序对所述信用信息进行排序；其中，M为整数，且1≤M；将排列在前R位信用信息所对应的验证节点设定为所述主验证节点；将排列在后M-R位信用信息所对应的验证节点设定为所述次验证节点；其中，所述R为整数，且1≤R≤M。3.如权利要求1所述的区块链自治方法，其特征在于，所述验证节点生成的验证信息包括正确标识和错误标识；根据所述验证节点的验证信息和信用信息，判断每个所述验证节点的验证信息是否正确，包括如下步骤：根据所述正确标识对应的验证节点的信用信息计算所述正确验证概率；根据所述错误标识对应的验证节点的信用信息计算所述错误验证概率；在所述正确验证概率大于所述错误验证概率的情况下，判定所述正确标识对应节点的验证信息为正确验证；在所述错误验证概率大于所述正确验证概率的情况下，判定所述错误标识对应节点的验证信息为正确验证。4.如权利要求1所述的区块链自治方法，其特征在于，所述健康证明信息包含验证节点的存活时间信息及其运行机器的机器性能信息；所述诚实证明信息用于指示验证节点每次完成验证后获取的诚实证明数值；所述权重信息包括健康证明信息在信用信息中的权重以及诚实证明信息在信用信息中的权重；根据每个所述竞争节点的健康证明信息、诚实证明信息和权重信息，计算每个所述竞争节点的信用信息，包括如下步骤：通过如下公式计算每个所述竞争节点的信用信息NC：其中，x为信用信息中健康证明信息的权重，y为信用信息中诚实证明信息的权重；MP为验证节点的机器性能信息，ET为验证节点的存活时间信息，a为健康证明信息中机器性能信息的权重，b为健康证明信息中存活时间信息的权重；Ti为第i次验证获得的诚实证明数值，i为整数，且i≥1，n为已完成验证的次数。5.如权利要求1所述的区块链自治方法，其特征在于，根据全部所述验证节点的信用信息，确定每个所述验证节点的奖惩比例，包括如下步骤：通过如下公式计算每个所述验证节点的奖惩比例ni：其中，ni为第i个验证节点的奖惩比例，fi为验证节点中第i个验证节点的信用信息，N为验证节点的个数。6.如权利要求1所述的区块链自治方法，其特征在于，还包括如下步骤：在接收到任一所述验证节点发送的举报指令时，增加对应验证节点的诚实证明信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大伟，张锦喜，彭奕填，叶亚芳，马利平，
申请(专利权)人：广州蚁比特区块链科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44