统一协议共识制造技术

新颖的结构化随机样本共识协议，可极大地提高区块链和分布式账本技术的吞吐量和可扩展性，同时保持分散性和高水平的安全性。本发明专利技术充分利用固定规模的称为“氏族”的小型委员会，阈值密码学和称为“部落”的逻辑虚拟区域，以便确定性地随机采样不同的节点以对交易有效性进行情绪分析，从而只需要相对较小的节点子集来验证任何特定交易或交易批次，从而与其他更线性化的共识算法相比，能够实现更高的并发性和并行处理，同时保持高安全性。同时保持高安全性。同时保持高安全性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】统一协议共识
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年7月24日提交的美国临时申请号62/878,008的权益。


[0003]本公开涉及一种改进的操作系统，该操作系统在不牺牲分散性、安全性或速度的情况下解决了区块链的可扩展性。

技术介绍

[0004]数字账本技术中存在一个问题，其中进行的交易是安全的并按时间顺序公开地(或私密地)记录，即很难在不牺牲分散性、安全性或速度的情况下扩展系统(例如，“可扩展性问题”)。区块链(或区块链系统或区块链技术)是分布式账本的一种形式，例如，并非所有分布式账本都使用区块链来提供安全有效的分布式共识。
[0005]全球交易量以指数方式增长(例如，由于电子商务的增长、物联网(IoT)的兴起、应用程序内购买等)并放大了这个问题。例如，比特币区块链每秒处理4.6笔交易。然而，Visa平均每秒处理约1,700笔交易(基于官方声称的每天超过1.5亿笔交易的计算得出)。与许多其他公司一样，Visa采用区块链的潜力目前受到可扩展性的限制。
[0006]此外，由于大多数设计中的可扩展性挑战，区块链技术的全部潜力尚未实现。例如，越来越多的物联网设备被集成到工业中，并且使用区块链作为单一可靠的事实来源来实现数据完整性和各方之间的复杂协调，可以提供很多价值，但由于缺乏可扩展性，采用是有限的。我们的设计目的是解决传统区块链的可扩展性问题，从而解锁潜力以用于大量采用。
[0007]通常，区块链可扩展性受以下因素影响：局限性、块大小和响应时间，例如共识算法的局限性。
[0008]当随着事件和用户数量的增加，系统与数据“发生冲突”，由于试图处理的交易量，同时数据也在不断增加，导致严重的拥塞时，就会出现限制。
[0009]区块或数据大小是由每个区块或被处理交易中可用的数据量引起的限制。
[0010]响应时间是验证或创建区块或处理交易或一批交易所需的时间。
[0011]提供以下术语列表及其含义是为了帮助理解本公开内容，并不旨在将概念限制为所提供的术语和/或含义。
[0012]聚合签名：聚合签名方案用于将消息上的n个签名压缩成针对n个用户的恒定长度的单个签名。
[0013]自动扩展：能够根据需要扩展涉及寻求一致的节点的数量，以在不满足系统断言(predicate)的情况下维护网络的安全性、吞吐量和完整性。
[0014]批次ID：一批交易的唯一哈希值。
[0015]区块链：数字账本，其中进行的交易是安全的，并按时间顺序和防篡改方式记录。几乎任何有价值的东西都可以在区块链网络上进行跟踪和交易。
[0016]氏族：固定规模的法定数量(Quorums)节点，例如由13个节点组成的小型委员会，它们共同在网络中扮演各种角色(“领导者”、“预言机”、“RSIP”)。拥有固定规模的氏族可以更轻松地在每个新周期中在各个氏族之间转移系统角色和职责。
[0017]共识：当对交易的有效性达成协议时，例如，独立节点验证交易的有效性，即一套编码规则。
[0018]加密签名：一种签名算法，在给定消息和私人密钥时，生成签名。一种签名验证算法，在给定消息、公开密钥和签名的情况下，接受或拒绝消息的真实性声明。
[0019]周期：时间段，例如5分钟，在此期间，节点在被随机分配给网络中的用于下一周期的新位置和角色之前，会扮演协议的各种角色(例如，领导者、预言机、RSIPs)。
[0020]分布式账本：分布式账本是去中心化的数据库，例如，分布在多台计算机或节点上。在这项技术中，每个节点都会维护账本，如果发生任何数据变化，账本就会得到更新。更新在每个节点独立进行。
[0021]哈希函数：单向哈希函数，也称为消息摘要、指纹或压缩函数，是一种数学函数，它采用可变长度的输入字符串并将其转换为固定长度的二进制序列。
[0022]账本：交易的集合。
[0023]节点：连接到网络的拥有区块链数据副本的计算机或机器。
[0024]预言机(Oracles)：在区块链和智能合约的背景下，预言机是发现和验证现实世界事件并将此信息提交给区块链以供智能合约使用的代理。在本例中，预言机的含义还包括系统中交易路由的协调器的角色。
[0025]随机样本解释协议节点(RSIPs)：需要重新运行协议规则以进行附加验证的随机选择节点。
[0026]阈值签名：阈值签名是一种加密签名，在该加密签名中，m个中只有n个需要一起签署消息以创建有效的群签名。需要m个签名中的n个签名的任意组合来获得有效的群签名。在下面描述的系统中，为了让氏族创建阈值签名，在每个新周期的开始，他们都会经历一个分布式密钥生成过程，在这个过程中，他们都会为最终的群公开密钥做出贡献
[0027]部落领导者(部落领导者氏族，领导者氏族)：被选来处理第一阶段验证交易的氏族或节点。在下面描述的系统中，每个周期的部落领导者可能是从所有部落的氏族中随机选择的单个氏族。此外，下一个周期的部落领导者可能来自同一部落或不同部落。
[0028]部落地图：部落地图包含所有节点身份和他们在周期中扮演的逻辑位置，其可以包括他们当前参与的氏族、部落和角色。
[0029]部落：部落是由多个氏族组成的虚拟区域。
[0030]验证器节点：检查区块链账本以确定要处理的交易是否有效的节点。
[0031]可验证随机函数(VRF)：随机数生成器，其通过获取哈希函数的字母数字输出并将其转换为十进制值来获得随机性。

技术实现思路

[0032]本公开的一个目的是设计一种去中心化通用计算机网络，该网络在不损害安全性、吞吐量或分散性的情况下实现可扩展性。
[0033]另一个目标是设计一种去中心化通用计算机网络，该网络使计算机组或节点组能
够就不同网络中的机器状态达成一致，从而通过随机并行、并发处理以非常高的吞吐量方式验证交易。
[0034]本专利技术的另一个目的是设计一种去中心化通用计算机网络，它不依赖于解决工作量证明(“PoW”)哈希，例如，块生成、挖掘等，以保持去中心化。
[0035]由本公开中描述的系统产生的技术优势包括，例如，减少对网络的资源需求(例如，较低的硬件成本、减少的功率处理和内存需求)、复制状态机分布式系统的更高交易吞吐量，比如在区块链的背景下，同时维持比其他共识协议更高的安全性、速度和可扩展性。其他优势包括最大限度地减少不良行为者(例如诈骗者或黑客)的机会和影响。
[0036]在本专利技术的一个方面，如下所述，交易(即，为了本公开的目的，交易可以是单个交易或一批交易，例如，每批交易数千个交易)是通过共识算法处理，每个来自随机“氏族”的节点子集签署交易。最终交易还将包括不可预测且无法伪造的聚合签名。为了验证聚合签名是真实的，因此交易通过共识，节点根据它的网络拓扑知识以及交易的“哈希”或批次ID检查聚合签名的正确性。如果正确，他们接受状态变化(即交易)。
[0037]根据一个实施例，节点在周期开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于进行交易的去中心化计算机网络，所述网络包括：包括多个节点的多个氏族；包括所述多个氏族的多个部落；预言机氏族，其中所述预言机氏族是所述多个氏族之一；和领导者氏族；其中，当所述交易被路由到所述领导者氏族时，所述领导者氏族确定是否认定所述交易；如果所述领导者氏族认定所述交易，则所述领导者氏族将具有领导者氏族签名的所述交易路由到所述预言机氏族；其中，如果所述预言机氏族认定所述交易和所述领导者氏族签名，则所述预言机氏族将(i)所述交易，(ii)所述领导者氏族签名，和(iii)预言机氏族签名路由到多个随机选择的氏族(RSIP氏族)；其中，如果所述RSIP氏族认定所述交易，所述领导者氏族签名...

【专利技术属性】
技术研发人员：约书亚，
申请(专利权)人：尤尼提联接有限公司，
类型：发明
国别省市：