一种去中心化的共识方案制造技术

传统的支持海量节点的去中心化共识方式需要引入工作量证明，通过递交符合要求的运算量来获得提案的发布权。这样的共识方式会导致消耗大量的能源来满足无限制的运算能力的输入。本发明专利技术提出一种新的共识方式，在支持海量节点、非许可准入的条件下，实现低耗能的工作量证明。本发明专利技术采用可寻址的资源，通过选择合适的资源，使得资源地址与提案的相关函数的值满足设定的要求，加上选中资源的签名验证标识，采用串联的方式，将多个标识合并作为工作量证明，以此为基础，作为网络中多个节点的共识手段。识手段。

【技术实现步骤摘要】
一种去中心化的共识方案


[0001]本专利技术涉及去中心化的系统包括区块链和其他分布式系统，具体来说是一种创新的去中心化共识方式。

技术介绍

[0002]去中心化共识的传统方法有PBFT，采用投票的方式，通过网络节点之间对某个提案进行投票，将获得大多数节点同意的提案写入共识系统。在PBFT基础上有很多改进的方法：阈值签名采用BLS算法，能够有效降低节点投票时候的消息的大小；HOTSTUFF改进了视界（view）改变时候的通讯量；dPOS（权益证明）采用各个参与节点的所拥有的股权，通过代理的方式进行投票，或者与POW结合的方式实现共识。
[0003]对于有大量节点的去中心化系统，通常采用工作量证明的方式（POW）来实现共识。具体过程是，每个参与的节点通过解决一个运算量比较大的数学题目，通常是以暴力破解的方式，获得符合需求的结果。第一个获得结果的节点向网络递交这个结果，以及对去中心化系统更新的提案。其他节点在验证运算结果的有效性后，接受这个提案并更新本地的系统状态，从而实现去中心化系统的全局一致性。比特币就是利用这个工作量证明的共识方式。

技术实现思路

[0004]本专利技术由以下几部分组成：一种去中心化的串联寻址工作量证明，包括：可寻址的资源列表；对于所述资源列表中的资源地址，采用设定的相关函数，以提案、所述资源地址为参数，计算获得结果；比较计算结果与设定的要求；如满足要求，向所述资源地址递交所述提案，并获得该资源对所述提案的签名标识；根据定义的串联级数，重复0次或多次以下步骤： 以签名标识或者签名标识派生的标识作为新提案，对于所述资源列表中的资源地址，采用设定的相关函数，以新提案、所述资源地址为参数，计算获得结果；比较计算结果与设定的要求；如满足要求，向所述资源地址递交所述新提案，并获得该资源对所述新提案的签名标识；达到定义的串联级数后，每级的签名标识集合即为工作量证明。
[0005]一种去中心化的串联寻址工作量证明，包括：可寻址的资源列表；对于所述资源列表中的资源地址，采用设定的相关函数，以提案、所述资源地址为参数，计算获得结果；比较所有结果，获得优选结果以及对应的优选资源；向所述优选资源地址递交所述提案，并获得该优选资源对所述提案的签名标识；
根据定义的串联级数，重复0次或多次以下步骤： 以签名标识或者签名标识派生的标识作为新提案，对于所述资源列表中的资源地址，采用设定的相关函数，以新提案、所述资源地址为参数，计算获得结果；比较所有结果，获得优选结果以及对应的新优选资源；向所述新优选资源地址递交所述新提案，并获得该新优选资源对所述新提案的签名标识；达到定义的串联级数后，采用以每级的优选结果为参数的目标函数，计算获得最终结果；比较所述最终结果与设定的要求；如满足要求，每级的签名标识集合即为工作量证明。
[0006]根据上述的优选过程，其特征在于，可以选出一个或者多个优选资源，对每个优选资源按照上述过程处理。
[0007]一种去中心化的共识方案，包括：参与共识的多个共识节点；可寻址的资源列表；使用上述权利要求1 至 3 中任一项的串联寻址工作量证明；递交提案、串联寻址工作量证明至网络中；网络其他节点验证接受所述提案及串联寻址工作量证明，从而达成共识。
[0008]上述资源列表，其特征是：多个资源拥有者向资源列表注册其拥有的可寻址资源的信息；所述资源表的维护系统；所述资源表维护系统验证所述已注册资源的有效性、可寻址访问性；资源维护系统通过去中心化共识方式实现对资源列表的管理、增加、删除操作。
[0009]上述资源维护系统，其特征是:通过基于区块链的智能合约来实现对所述可寻址的资源列表操作。
[0010]上述可寻址资源，其特征是:资源拥有者维护所述资源的可寻址性；资源拥有者提供对节点的请求内容进行签名标识；资源拥有者返回签名标识给请求方。
[0011]上述可寻址资源包含但不限于资源拥有者的网络地址。
[0012]上述可寻址资源包含但不限于资源拥有者在地球表面空间的地址。
[0013]上述参与共识的节点，其特征是:网络接口；存储器；和耦合网络接口和存储器的处理器；处理器配置为：通过网络接口接收多个交易；处理每个交易获得结果，将交易结果合并成提案；从可寻址资源列表中寻找满足要求的资源；查询所述资源获得验证标识；递交提案与验证标识至其他共识节点；从其他共识节点接受提案与验证标识；验证该提案与验证标识符合预定要求；接受该提案，并更新本地状态。
附图说明
[0014]附图1中显示的是共识节点获得有效资源的签名的一个实例过程。107是一个去中心化的资源列表，其中包含若干个可寻址的资源101. 每个可寻址资源维护可寻址性和可服务性。共识节点构建一个提案103. 共识节点寻找资源列表中符合要求的可寻址资源。共识节点向所述可寻址资源102提交一个请求，请求中包含提案103。 资源102收到请求后，对请求内容生成签名标识104，并将签名标识104返回给请求方。请求方将原提案103 与签名标识104组合成新提案105。共识节点第二次寻找资源列表中符合要求的新资源。共识节点向所述新资源106提交一个请求，请求中包含新提案105。新资源106收到请求后，对请求内容生成签名标识108，并将签名标识108返回给请求方。共识节点重复这个串联验证过程，直至串联级数达到预定要求。共识节点将最终提案109提交到共识网络110，共识网络110中的每个共识节点111都可以收到这个最终提案，并对有效性进行验证。如果验证成功，则更新本地状态，达成共识。
[0015]具体实施形式类PBFT的共识方式对网络的通讯量要求很高，随节点数量的增加呈级数级增长（O(n^2)-O(n^3)）。因此，此方法限制了能够参与的网络节点的数量（<100）。 此外，参与共识的节点的有效性必须事先得到确定，因此这个共识系统是个封闭的、许可准入的网络。
[0016]工作量证明共识方式（POW）支持大量的、无准入许可的网络。但是，POW需要消耗大量的算力，也就是需要消耗大量的电力。目前比特币网络的总耗电量已经超过一个中等国家的耗电量。并且，这个耗电量还在持续地增长中。
[0017]本专利技术是一个支持海量的节点、无准入许可、并且低耗能的去中心化共识方案。
[0018]传统的POW的耗能问题，其根源在于算力的并行性和不可区分性。共识节点可以任意增加所控制的算力，并行处理运算，从而增加自身获得满足要求的结果的几率。因此，导致竞争者需要投入更多的算力资源。
[0019]本专利技术采用可寻址的资源，通过串联的方式，依次查询满足要求的资源，获得资源的签名，以资源签名作为工作量证明，避免了不必要的能量消耗。
[0020]本专利技术第一个可具体实施的方式是采用广泛存在的可寻址资源：IP地址。
[0021]任何一个拥有IP地址的用户可以成为资源提供者。资源提供者向一个去中心化的资源列表递交本人的资源信息，包括IP地址，接受查询和签名服务的端口。资源提供者需要维护该资源IP地址本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种去中心化的串联寻址工作量证明，包括：可寻址的资源列表；对于所述资源列表中的资源地址，采用设定的相关函数，以提案、所述资源地址为参数，计算获得结果；比较计算结果与设定的要求；如满足要求，向所述资源地址递交所述提案，并获得该资源对所述提案的签名标识；根据定义的串联级数，重复0次或多次以下步骤： 以签名标识或者签名标识派生的标识作为新提案，对于所述资源列表中的资源地址，采用设定的相关函数，以新提案、所述资源地址为参数，计算获得结果；比较计算结果与设定的要求；如满足要求，向所述资源地址递交所述新提案，并获得该资源对所述新提案的签名标识；达到定义的串联级数后，每级的签名标识集合即为工作量证明。2.一种去中心化的串联寻址工作量证明，包括：可寻址的资源列表；对于所述资源列表中的资源地址，采用设定的相关函数，以提案、所述资源地址为参数，计算获得结果；比较所有结果，获得优选结果以及对应的优选资源；向所述优选资源地址递交所述提案，并获得该优选资源对所述提案的签名标识；根据定义的串联级数，重复0次或多次以下步骤： 以签名标识或者签名标识派生的标识作为新提案，对于所述资源列表中的资源地址，采用设定的相关函数，以新提案、所述资源地址为参数，计算获得结果；比较所有结果，获得优选结果以及对应的新优选资源；向所述新优选资源地址递交所述新提案，并获得该新优选资源对所述新提案的签名标识；达到定义的串联级数后，采用以每级的优选结果为参数的目标函数，计算获得最终结果；比较所述最终结果与设定的要求；如满足要求，每级的签名标识集合即为工作量证明。3.根据权利要求2所述的优选过程，其特征在于，可以选出一个或者多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小虎，
申请(专利权)人：陈小虎，
类型：发明
国别省市：