一种基于权重计划行为证明的区块链共识方法技术

本发明专利技术属于区块链技术领域，公开了一种基于权重计划行为证明的区块链共识方法，基于权重计划行为证明的区块链共识方法包括：用户通过调用智能合同提出交易请求，填写合同要求的参数后，用户签署交易并发送至区块链网络；进行交易验证，并基于计划行为理论结合计算得到的最优的信誉阈值筛选得到符合条件的用户作为高信誉授权组成员；进行区块生成、块验证以及区块上链。本发明专利技术提出的基于权重计划行为证明的区块链共识方法，优化了共识机制应用的可信度，提高了系统的性能，对区块链及其应用具有重要意义，在微电网能源交易等场景中具有实际应用价值。际应用价值。际应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于权重计划行为证明的区块链共识方法


[0001]本专利技术属于区块链
，尤其涉及一种基于权重计划行为证明的区块链共识方法。

技术介绍

[0002]目前，区块链技术应用于能源交易等场景中可以解决去中心化和隐私保护等问题，但是传统的共识机制应用于微电网能源交易中存在可信度不高和系统性能低下等问题。近些年来，区块链技术在智能电网、能源交易等众多应用场景中被广泛使用。共识机制作为区块链的核心技术，由于其在效率和系统性能方面的良好平衡，逐渐成为研究的主流框架。基于权重计划行为证明的区块链共识机制应用于能源交易场景，可以提高能源交易中的可信度和系统性能。在 PoWPB中，首先建立了基于TPB的自主共识过程模型。利用该模型，得到了块数据授权人资格的可计算阈值。此外，动态授权人组机制被开发的可信性和分散性的考虑。与传统的共识机制PoA和PoT相比，PoWPB具有高效性和安全性的优点。
[0003]在能源交易场景中，存在可信度和系统性能两个挑战。基于TPB理论我们提出了PoWPB共识协议，配备一定计算能力和存储资源的任务参与者，共同来维护区块链的运行。同时，区块链记录了每个任务参与者参与任务后的信誉评估。PoWPB依据链上的信誉信息，结合竞争记账权的参与者总人数，综合衡量共识算法的信任度和去中心化程度，设置一个信誉门槛来选举验证委员会，推选成为验证者的委员会成员负责区块的生成和验证。与现有的共识协议相比， PoWPB进一步探讨了共识协议的理论建模和优化。
[0004]因此，设计一种新的基于权重计划行为证明(PoWPB)的区块链共识机制具有很重要的实际意义。
[0005]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0006](1)现有的共识机制应用于微电网能源交易场景中可信度低和系统性能不高，需要使用受信任的第三方或集中控制，使得系统的去中心化程度得不到保障。
[0007](2)现有的共识机制应用于微电网能源交易，存在达成共识的过度延迟和有限的吞吐量问题；
[0008](3)大部分现有的共识机制可扩展性不强，只能适用于一定的应用场景中；
[0009](4)现有的区块链共识机制，应用于特定的场景中通常需要耗费大量的资源，并且普遍存在较大的延迟和吞吐量不高的问题，系统性能普遍偏低，系统整体的可信度和系统性能问题。

技术实现思路

[0010]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于权重计划行为证明的区块链共识方法。其中下文所提出的公式中，B
i
代表个体最终的行为意图；α,β,λ表示个人意愿A
i
、节点的信誉值C
i
、算力P
i
前面的权重系数；R
i
表示授权人可获得预期的奖励，ρ
表示系数；N表示区块链网络中的节点个数；e
i
表示平均能源交易量；N
AG
表示授权者的数量；k表示当前最新的区块为第k个，K表示最新的K个区块；ρ表示系数；T(i)和S(i)分别表示结构脆弱指数和状态脆弱性指数；ω表示加权系数，表示拓扑信息和状态信息在评估节点脆弱性中的比例。
[0011]本专利技术是这样实现的，一种基于权重计划行为证明的区块链共识方法，所述基于权重计划行为证明的区块链共识方法包括：接收交易请求的用户按照交易验证规则进行验证，并得到最优的信誉阈值，经筛选得到符合条件的用户作为高信誉授权组成员；
[0012]区块授权人收集通过区块链网络广播的交易并将所述交易打包至块中；
[0013]根据块验证规则进行交易有效性、授权人组更新、授权人信用评分以及授权人合法性的验证；将已验证过的区块被添加到区块链中。
[0014]具体包括以下步骤：
[0015]步骤一，交易请求：用户通过调用智能合同提出交易请求，填写合同要求的参数后，用户签署交易并发送至区块链网络；
[0016]步骤二，交易验证：接收交易的其他用户按照交易验证规则进行验证，若一个用户成功验证事务，则将事务广播给所述用户的邻居；否则，丢弃所述事务；
[0017]步骤三，高信誉授权组产生：用户基于计划行为理论结合计算得到的最优的信誉阈值筛选得到符合条件的用户作为高信誉授权组成员；
[0018]步骤四，区块生成：区块授权人收集通过区块链网络广播的交易并将所述交易打包至块中；
[0019]步骤五，块验证：接收新块的用户根据块验证规则进行交易有效性、授权人组更新、授权人信用评分以及授权人合法性的验证；若验证成功，将块链接到区块链分类帐并在本地存储；主要网络节点成功验证块后，完成交易和新块的共识证明；
[0020]步骤六，区块上链：将已验证过的区块被添加到区块链中，立即开始生成下一个区块。
[0021]进一步，所述步骤二中，交易验证包括：
[0022]首先，进行区块头同步；其次，通过校验函数验证区块头中定义的字段是否合法，通过SPV验证交易是否存在且被区块链共识确认。
[0023]进一步，所述步骤三中，高信誉授权组产生包括：
[0024](1)基于TPB，同时结合用户选择偏好设置权重参数，构建决定最终个人行为意图的线性组合模型；
[0025](2)基于TPB建模的共识协议，从正态概率分布函数中确定授权人候选人资格的可配置信用阈值；
[0026](3)计算最优候选节点数和信用阈值，并制定高信誉授权组规则。
[0027]进一步，所述决定最终个人行为意图的线性组合模型如下：
[0028]B
i
＝αA
i
+βC
i
+λP
i
；
[0029]其中：
[0030][0031]P
i
＝TS(i)
[0032]进一步，所述步骤(2)中，基于TPB建模的共识协议，从正态概率分布函数中确定授权人候选人资格的可配置信用阈值包括：
[0033][0034]μ＝K(α
+
c
+
+α0c0+α
‑
c
‑
)；
[0035][0036]其中，ε表示授权人候选人资格的可配置信用阈值；。
[0037]进一步，所述步骤(3)中，计算最优候选节点数和信用阈值包括：
[0038]1)获取任务参与者i的信誉C
i
以及授权者的数量N
AG
；
[0039]2)根据C
i
的信用评分从高到低对节点进行排序；
[0040]3)利用下式计算申请人的平均信用值
[0041][0042]其中，N
AP
表示申请者的数量；
[0043][0044]4)循环执行直至取得最大值时，则利用下式计算信用阈值ε：
[0045][0046]5)计算信任度和去中心化程度
[0047][0048][0049]6)利用下式计算
[0050本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于权重计划行为证明的区块链共识方法，其特征在于，所述基于权重计划行为证明的区块链共识方法包括：接收交易请求的用户按照交易验证规则进行验证，并得到最优的信誉阈值，经筛选得到符合条件的用户作为高信誉授权组成员；区块授权人收集通过区块链网络广播的交易并将所述交易打包至块中；根据块验证规则进行交易有效性、授权人组更新、授权人信用评分以及授权人合法性的验证；将已验证过的区块被添加到区块链中。2.如权利要求1所述基于权重计划行为证明的区块链共识方法，其特征在于，所述基于权重计划行为证明的区块链共识方法具体包括以下步骤：步骤一，交易请求：用户通过调用智能合同提出交易请求，填写合同要求的参数后，用户签署交易并发送至区块链网络；步骤二，交易验证：接收交易的其他用户按照交易验证规则进行验证，若一个用户成功验证事务，则将事务广播给所述用户的邻居；否则，丢弃所述事务；步骤三，高信誉授权组产生：用户基于计划行为理论结合计算得到的最优的信誉阈值筛选得到符合条件的用户作为高信誉授权组成员；步骤四，区块生成：区块授权人收集通过区块链网络广播的交易并将所述交易打包至块中；步骤五，块验证：接收新块的用户根据块验证规则进行交易有效性、授权人组更新、授权人信用评分以及授权人合法性的验证；若验证成功，将块链接到区块链分类帐并在本地存储；主要网络节点成功验证块后，完成交易和新块的共识证明；步骤六，区块上链：将已验证过的区块被添加到区块链中，立即开始生成下一个区块。3.如权利要求2所述基于权重计划行为证明的区块链共识方法，其特征在于，所述步骤二中，交易验证包括：首先，进行区块头同步；其次，通过校验函数验证区块头中定义的字段是否合法，通过SPV验证交易是否存在且被区块链共识确认；所述步骤三中，高信誉授权组产生包括：(1)基于TPB，同时结合用户选择偏好设置权重参数，构建决定最终个人行为意图的线性组合模型；(2)基于TPB建模的共识协议，从正态概率分布函数中确定授权人候选人资格的可配置信用阈值；(3)计算最优候选节点数和信用阈值，并制定高信誉授权组规则。4.如权利要求3所述基于权重计划行为证明的区块链共识方法，其特征在于，所述决定最终个人行为意图的线性组合模型如下：B
i
＝αA
i
+βC
i
+λP
i
；；P
i
＝TS(i)
其中，B
i
代表个体最终的行为意图；α,β,λ表示个人意愿A
i
、节点的信誉值C
i
、算力P
i
前面的权重系数；R
i
表示授权人可获得预期的奖励，ρ表示系数；N表示区块链网络中的节点个数；e
i
表示平均能源交易量；N
AG
表示授权者的数量；k表示当前最新的区块为第k个，K表示最新的K个区块；ρ表示系数；T(i)和S(i)分别表示结构脆弱指数和状态脆弱性指数；ω表示加权系数，表示拓扑信息和状态信息在评估节点脆弱性中的比例。5.如权利要求3所述基于权重计划行为证明的区块链共识方法，其特征在于，所述步骤(2)中，基于TPB建模的共识协议，从正态概率分布函数中确定授权人候选人资格的可配置信用阈值包括：μ＝K(α
+
c
+
+α0c0+α
‑
c
‑
)；其中，ε表示授权人候选人资格...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐长兵，欧阳芳，鲍峥，林飞龙，张尧，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：