一種去中心化的共識方案制造技術

傳統的支持海量節點的去中心化共識方式需要引入工作量證明，通過遞交符合要求的運算量來獲得提案的發布權。這樣的共識方式會導致消耗大量的能源來滿足無限制的運算能力的輸入。本發明專利技術提出一種新的共識方式，在支持海量節點、非許可準入的條件下，實現低耗能的工作量證明。本發明專利技術采用可尋址的資源，通過選擇合適的資源，使得資源地址與提案的相關函數的值滿足設定的要求，加上選中資源的簽名驗證標識，采用串聯的方式，將多個標識合并作為工作量證明，以此為基礎，作為網絡中多個節點的共識手段。識手段。

【技術實現步驟摘要】
一種去中心化的共識方案


[0001]本專利技術涉及去中心化的系統包括區塊鏈和其他分布式系統，具體來說是一種創新的去中心化共識方式。

技術介紹

[0002]去中心化共識的傳統方法有PBFT，采用投票的方式，通過網絡節點之間對某個提案進行投票，將獲得大多數節點同意的提案寫入共識系統。在PBFT基礎上有很多改進的方法：閾值簽名采用BLS算法，能夠有效降低節點投票時候的消息的大小；HOTSTUFF改進了視界（view）改變時候的通訊量；dPOS（權益證明）采用各個參與節點的所擁有的股權，通過代理的方式進行投票，或者與POW結合的方式實現共識。
[0003]對于有大量節點的去中心化系統，通常采用工作量證明的方式（POW）來實現共識。具體過程是，每個參與的節點通過解決一個運算量比較大的數學題目，通常是以暴力破解的方式，獲得符合需求的結果。第一個獲得結果的節點向網絡遞交這個結果，以及對去中心化系統更新的提案。其他節點在驗證運算結果的有效性后，接受這個提案并更新本地的系統狀態，從而實現去中心化系統的全局一致性。比特幣就是利用這個工作量證明的共識方式。

技術實現思路

[0004]本專利技術由以下幾部分組成：一種去中心化的串聯尋址工作量證明，包括：可尋址的資源列表；對于所述資源列表中的資源地址，采用設定的相關函數，以提案、所述資源地址為參數，計算獲得結果；比較計算結果與設定的要求；如滿足要求，向所述資源地址遞交所述提案，并獲得該資源對所述提案的簽名標識；根據定義的串聯級數，重復0次或多次以下步驟： 以簽名標識或者簽名標識派生的標識作為新提案，對于所述資源列表中的資源地址，采用設定的相關函數，以新提案、所述資源地址為參數，計算獲得結果；比較計算結果與設定的要求；如滿足要求，向所述資源地址遞交所述新提案，并獲得該資源對所述新提案的簽名標識；達到定義的串聯級數后，每級的簽名標識集合即為工作量證明。
[0005]一種去中心化的串聯尋址工作量證明，包括：可尋址的資源列表；對于所述資源列表中的資源地址，采用設定的相關函數，以提案、所述資源地址為參數，計算獲得結果；比較所有結果，獲得優選結果以及對應的優選資源；向所述優選資源地址遞交所述提案，并獲得該優選資源對所述提案的簽名標識；
根據定義的串聯級數，重復0次或多次以下步驟： 以簽名標識或者簽名標識派生的標識作為新提案，對于所述資源列表中的資源地址，采用設定的相關函數，以新提案、所述資源地址為參數，計算獲得結果；比較所有結果，獲得優選結果以及對應的新優選資源；向所述新優選資源地址遞交所述新提案，并獲得該新優選資源對所述新提案的簽名標識；達到定義的串聯級數后，采用以每級的優選結果為參數的目標函數，計算獲得最終結果；比較所述最終結果與設定的要求；如滿足要求，每級的簽名標識集合即為工作量證明。
[0006]根據上述的優選過程，其特征在于，可以選出一個或者多個優選資源，對每個優選資源按照上述過程處理。
[0007]一種去中心化的共識方案，包括：參與共識的多個共識節點；可尋址的資源列表；使用上述權利要求1 至 3 中任一項的串聯尋址工作量證明；遞交提案、串聯尋址工作量證明至網絡中；網絡其他節點驗證接受所述提案及串聯尋址工作量證明，從而達成共識。
[0008]上述資源列表，其特征是：多個資源擁有者向資源列表注冊其擁有的可尋址資源的信息；所述資源表的維護系統；所述資源表維護系統驗證所述已注冊資源的有效性、可尋址訪問性；資源維護系統通過去中心化共識方式實現對資源列表的管理、增加、刪除操作。
[0009]上述資源維護系統，其特征是:通過基于區塊鏈的智能合約來實現對所述可尋址的資源列表操作。
[0010]上述可尋址資源，其特征是:資源擁有者維護所述資源的可尋址性；資源擁有者提供對節點的請求內容進行簽名標識；資源擁有者返回簽名標識給請求方。
[0011]上述可尋址資源包含但不限于資源擁有者的網絡地址。
[0012]上述可尋址資源包含但不限于資源擁有者在地球表面空間的地址。
[0013]上述參與共識的節點，其特征是:網絡接口；存儲器；和耦合網絡接口和存儲器的處理器；處理器配置為：通過網絡接口接收多個交易；處理每個交易獲得結果，將交易結果合并成提案；從可尋址資源列表中尋找滿足要求的資源；查詢所述資源獲得驗證標識；遞交提案與驗證標識至其他共識節點；從其他共識節點接受提案與驗證標識；驗證該提案與驗證標識符合預定要求；接受該提案，并更新本地狀態。
附圖說明
[0014]附圖1中顯示的是共識節點獲得有效資源的簽名的一個實例過程。107是一個去中心化的資源列表，其中包含若干個可尋址的資源101. 每個可尋址資源維護可尋址性和可服務性。共識節點構建一個提案103. 共識節點尋找資源列表中符合要求的可尋址資源。共識節點向所述可尋址資源102提交一個請求，請求中包含提案103。 資源102收到請求后，對請求內容生成簽名標識104，并將簽名標識104返回給請求方。請求方將原提案103 與簽名標識104組合成新提案105。共識節點第二次尋找資源列表中符合要求的新資源。共識節點向所述新資源106提交一個請求，請求中包含新提案105。新資源106收到請求后，對請求內容生成簽名標識108，并將簽名標識108返回給請求方。共識節點重復這個串聯驗證過程，直至串聯級數達到預定要求。共識節點將最終提案109提交到共識網絡110，共識網絡110中的每個共識節點111都可以收到這個最終提案，并對有效性進行驗證。如果驗證成功，則更新本地狀態，達成共識。
[0015]具體實施形式類PBFT的共識方式對網絡的通訊量要求很高，隨節點數量的增加呈級數級增長（O(n^2)-O(n^3)）。因此，此方法限制了能夠參與的網絡節點的數量（<100）。 此外，參與共識的節點的有效性必須事先得到確定，因此這個共識系統是個封閉的、許可準入的網絡。
[0016]工作量證明共識方式（POW）支持大量的、無準入許可的網絡。但是，POW需要消耗大量的算力，也就是需要消耗大量的電力。目前比特幣網絡的總耗電量已經超過一個中等國家的耗電量。并且，這個耗電量還在持續地增長中。
[0017]本專利技術是一個支持海量的節點、無準入許可、并且低耗能的去中心化共識方案。
[0018]傳統的POW的耗能問題，其根源在于算力的并行性和不可區分性。共識節點可以任意增加所控制的算力，并行處理運算，從而增加自身獲得滿足要求的結果的幾率。因此，導致競爭者需要投入更多的算力資源。
[0019]本專利技術采用可尋址的資源，通過串聯的方式，依次查詢滿足要求的資源，獲得資源的簽名，以資源簽名作為工作量證明，避免了不必要的能量消耗。
[0020]本專利技術第一個可具體實施的方式是采用廣泛存在的可尋址資源：IP地址。
[0021]任何一個擁有IP地址的用戶可以成為資源提供者。資源提供者向一個去中心化的資源列表遞交本人的資源信息，包括IP地址，接受查詢和簽名服務的端口。資源提供者需要維護該資源IP地址本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種去中心化的串聯尋址工作量證明，包括：可尋址的資源列表；對于所述資源列表中的資源地址，采用設定的相關函數，以提案、所述資源地址為參數，計算獲得結果；比較計算結果與設定的要求；如滿足要求，向所述資源地址遞交所述提案，并獲得該資源對所述提案的簽名標識；根據定義的串聯級數，重復0次或多次以下步驟： 以簽名標識或者簽名標識派生的標識作為新提案，對于所述資源列表中的資源地址，采用設定的相關函數，以新提案、所述資源地址為參數，計算獲得結果；比較計算結果與設定的要求；如滿足要求，向所述資源地址遞交所述新提案，并獲得該資源對所述新提案的簽名標識；達到定義的串聯級數后，每級的簽名標識集合即為工作量證明。2.一種去中心化的串聯尋址工作量證明，包括：可尋址的資源列表；對于所述資源列表中的資源地址，采用設定的相關函數，以提案、所述資源地址為參數，計算獲得結果；比較所有結果，獲得優選結果以及對應的優選資源；向所述優選資源地址遞交所述提案，并獲得該優選資源對所述提案的簽名標識；根據定義的串聯級數，重復0次或多次以下步驟： 以簽名標識或者簽名標識派生的標識作為新提案，對于所述資源列表中的資源地址，采用設定的相關函數，以新提案、所述資源地址為參數，計算獲得結果；比較所有結果，獲得優選結果以及對應的新優選資源；向所述新優選資源地址遞交所述新提案，并獲得該新優選資源對所述新提案的簽名標識；達到定義的串聯級數后，采用以每級的優選結果為參數的目標函數，計算獲得最終結果；比較所述最終結果與設定的要求；如滿足要求，每級的簽名標識集合即為工作量證明。3.根據權利要求2所述的優選過程，其特征在于，可以選出一個或者多個...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳小虎，
申請(專利權)人：陳小虎，
類型：發明
國別省市：