一种利用区块链共识算力实现优化运算的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用区块链共识算力实现优化运算的系统。本发明专利技术的核心创新点是提出了一种新的工作量证明算法，利用求解标准化的排序问题实现区块链系统的共识，同时提出了一种将实际最优化问题转化为一系列标准化的排序问题，并分发给区块链系统的各个记账节点去求解，并最终将各个子问题的解合并为原问题解的系统。使用本发明专利技术提供的系统可以将原本完全无用的区块链系统共识算力充分利用起来，为求解各类最优化问题提供强大的算力支持，从而发挥出巨大的经济和社会效益。

A system of optimizing computation by using the common computing power of blockchain

【技术实现步骤摘要】
一种利用区块链共识算力实现优化运算的系统
本专利技术涉及一种利用区块链系统共识算法运算能力来求解实际最优化问题的系统，属于信息技术应用领域。
技术介绍
区块链技术是2008年被提出的，中本聪发布了《比特币白皮书》阐述了比特币及作为其底层的区块链技术的原理和特点。2009年该构想被中本聪及其他一些人所实现，比特币正式诞生。而区块链作为比特币背后的技术，近年来得到了越来越多的关注，甚至超越比特币本身，被视为整个加密电子货币浪潮中最具发展和应用潜力的一项技术。可以把区块链理解为一个在网络上的去中心化的分布式共享账本或者数据库，它可以保证这个账本或者数据库的一致性、安全性及可维护性。除了加密电子货币，它还可以应用到支付、证券交易、股票交易、物联网、身份认证、电子合同等很多领域中。狭义来看，区块链是一种数据结构。它由一个又一个固定大小的数据区块首尾链接地串联成一条链状的巨大数据结构。其中每一个区块由头部和身体两个部分组成，身体部分负责存放区块数据，头部主要记录了区块身体部分的摘要信息以及前一个区块头部的信息。如此一来，一旦记录着数据的区块构成链条本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用区块链共识算力实现优化运算的系统，其特征在于，包括实际最优化问题处理层、标准排序问题处理层、uPoW共识层及区块链账本/应用层，其中：/n实际最优化问题处理层，用于与实际用户进行交互，接受用户输入的实际问题，并经过模型转化、标准化和模型拆解，将实际问题分解为若干个标准排序子问题；实际最优化问题处理层将反馈自标准排序问题处理层的相应标准排序子问题的解再组装成原有的实际问题的解；/n标准排序问题处理层包括待解问题池和已解问题池，实际最优化问题处理层分解得到的标准排序子问题存入待解问题池内；标准排序问题处理层对待解问题池收到返回的解后，进行有效性验证，并将一段时间内收到的最优解作为当前标...

【技术特征摘要】
1.一种利用区块链共识算力实现优化运算的系统，其特征在于，包括实际最优化问题处理层、标准排序问题处理层、uPoW共识层及区块链账本/应用层，其中：
实际最优化问题处理层，用于与实际用户进行交互，接受用户输入的实际问题，并经过模型转化、标准化和模型拆解，将实际问题分解为若干个标准排序子问题；实际最优化问题处理层将反馈自标准排序问题处理层的相应标准排序子问题的解再组装成原有的实际问题的解；
标准排序问题处理层包括待解问题池和已解问题池，实际最优化问题处理层分解得到的标准排序子问题存入待解问题池内；标准排序问题处理层对待解问题池收到返回的解后，进行有效性验证，并将一段时间内收到的最优解作为当前标准排序子问题的解记录下来，将当前标准排序子问题及其解移动到已解问题池中；标准排序问题处理层将已解问题池中的标准排序子问题及其解反馈给实际最优化问题处理层；
uPoW共识层从待解问题池内取出标准排序子问题进行求解，将针对标准排序问题的求解运算过程作为共识算法的工作量证明机制，用来生成新的区块以及驱动整个区块链系统；uPoW共识层将求得的满足条件的标准排序问题的解返回给待解问题池；
区块链账本/应用层，用于支持区块链系统上的业务逻辑和应用运行。


2.如权利要求1所述的一种利用区块链共识算力实现优化运算的系统，其特征在于，所述实际最优化问题处理层将实际问题分解为若干个标准排序子问题包括以下步骤：
步骤A.1、用户根据标准问题模型，提交实际的最优化问题到实际最优化问题处理层，并选择和配置优化参数；
步骤A.2、实际最优化问题处理层将实际的最优化问题转化为无约束的标准排序问题，并生成用于问题求解的问题空间测度矩阵；
步骤A.3、如果实际的最优化问题规模不大于标准排序问题规模，则直接将标准排序问题提交至标准排序问题处理层的待解问题池，如果实际的最优化问题规模大于标准排序问题规模，则构造一个用于将原有的实际问题进行最优拆分的标准排序问题P0；
步骤A.4.将标准排序问题P0提交到标准排序问题处理层的待解问题池，从标准排序问题处理层的已解问题池得到标准排序问题P0的解后，根据算法将原有的实际问题拆分成相互独立的若干个标准排序子问题，得到子问题集合S；
步骤A.5、将子问题集合S提交到标准排序问题处理层的待解问题池。


3.如权利要求1所述的一种利用区块链共识算力实现优化运算的系统，其特征在于，所述步骤A.1中，将实际的最优化问题都转化为最优排序问题，最优排序问题的数学模型为：



式中，n为最优排序问题中所有参与排序的节点个数；下标集合I包含了所有节点的下标；xij是待求解的有向序列，当节点i到节点j有弧连接时，则xij＝1，否则xij＝0；dij是节点i与节点j之间两两距离；fmin是优化目标函数；
最优排序问题的约束条件归纳为两种类型，分别是具有总量限制的约束条件和零和约束条件，表达式如下：



式中，cijk表示连接节点i和节点j的弧上第k个具有总量限制约束的条件取值；Tk表示第k个具有总量限制约束的限制阈值；c'ijk表示连接节点i和节点j的弧上第k个零和限制约束的条件取值。


4.如权利要求3所述的一种利用区块链共识算力实现优化运算的系统，其特征在于，所述步骤A.2中，通过引入惩罚因子的方法，将步骤A.1的最优排序问题的约束条件合并...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑珂威，徐大为，
申请(专利权)人：郑珂威，徐大为，
类型：发明
国别省市：上海;31