傳統(tǒng)的支持海量節(jié)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(fā)布權(quán)。這樣的共識方式會導(dǎo)致消耗大量的能源來滿足無限制的運算能力的輸入。本發(fā)明專利技術(shù)提出一種新的共識方式，在支持海量節(jié)點、非許可準(zhǔn)入的條件下，實現(xiàn)低耗能的工作量證明。本發(fā)明專利技術(shù)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(guān)函數(shù)的值滿足設(shè)定的要求，加上選中資源的簽名驗證標(biāo)識，采用串聯(lián)的方式，將多個標(biāo)識合并作為工作量證明，以此為基礎(chǔ)，作為網(wǎng)絡(luò)中多個節(jié)點的共識手段。識手段。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種去中心化的共識方案
[0001]本專利技術(shù)涉及去中心化的系統(tǒng)包括區(qū)塊鏈和其他分布式系統(tǒng)，具體來說是一種創(chuàng)新的去中心化共識方式。
技術(shù)介紹
[0002]去中心化共識的傳統(tǒng)方法有PBFT，采用投票的方式，通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間對某個提案進(jìn)行投票，將獲得大多數(shù)節(jié)點同意的提案寫入共識系統(tǒng)。在PBFT基礎(chǔ)上有很多改進(jìn)的方法：閾值簽名采用BLS算法，能夠有效降低節(jié)點投票時候的消息的大小；HOTSTUFF改進(jìn)了視界（view）改變時候的通訊量；dPOS（權(quán)益證明）采用各個參與節(jié)點的所擁有的股權(quán)，通過代理的方式進(jìn)行投票，或者與POW結(jié)合的方式實現(xiàn)共識。
[0003]對于有大量節(jié)點的去中心化系統(tǒng)，通常采用工作量證明的方式（POW）來實現(xiàn)共識。具體過程是，每個參與的節(jié)點通過解決一個運算量比較大的數(shù)學(xué)題目，通常是以暴力破解的方式，獲得符合需求的結(jié)果。第一個獲得結(jié)果的節(jié)點向網(wǎng)絡(luò)遞交這個結(jié)果，以及對去中心化系統(tǒng)更新的提案。其他節(jié)點在驗證運算結(jié)果的有效性后，接受這個提案并更新本地的系統(tǒng)狀態(tài)，從而實現(xiàn)去中心化系統(tǒng)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(shù)實現(xiàn)思路
[0004]本專利技術(shù)由以下幾部分組成：一種去中心化的串聯(lián)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(shè)定的相關(guān)函數(shù)，以提案、所述資源地址為參數(shù)，計算獲得結(jié)果；比較計算結(jié)果與設(shè)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(biāo)識；根據(jù)定義的串聯(lián)級數(shù)，重復(fù)0次或多次以下步驟： 以簽名標(biāo)識或者簽名標(biāo)識派生的標(biāo)識作為新提案，對于所述資源列表中的資源地址，采用設(shè)定的相關(guān)函數(shù)，以新提案、所述資源地址為參數(shù)，計算獲得結(jié)果；比較計算結(jié)果與設(shè)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(biāo)識；達(dá)到定義的串聯(lián)級數(shù)后，每級的簽名標(biāo)識集合即為工作量證明。
[0005]一種去中心化的串聯(lián)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(shè)定的相關(guān)函數(shù)，以提案、所述資源地址為參數(shù)，計算獲得結(jié)果；比較所有結(jié)果，獲得優(yōu)選結(jié)果以及對應(yīng)的優(yōu)選資源；向所述優(yōu)選資源地址遞交所述提案，并獲得該優(yōu)選資源對所述提案的簽名標(biāo)識；
根據(jù)定義的串聯(lián)級數(shù)，重復(fù)0次或多次以下步驟： 以簽名標(biāo)識或者簽名標(biāo)識派生的標(biāo)識作為新提案，對于所述資源列表中的資源地址，采用設(shè)定的相關(guān)函數(shù)，以新提案、所述資源地址為參數(shù)，計算獲得結(jié)果；比較所有結(jié)果，獲得優(yōu)選結(jié)果以及對應(yīng)的新優(yōu)選資源；向所述新優(yōu)選資源地址遞交所述新提案，并獲得該新優(yōu)選資源對所述新提案的簽名標(biāo)識；達(dá)到定義的串聯(lián)級數(shù)后，采用以每級的優(yōu)選結(jié)果為參數(shù)的目標(biāo)函數(shù)，計算獲得最終結(jié)果；比較所述最終結(jié)果與設(shè)定的要求；如滿足要求，每級的簽名標(biāo)識集合即為工作量證明。
[0006]根據(jù)上述的優(yōu)選過程，其特征在于，可以選出一個或者多個優(yōu)選資源，對每個優(yōu)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(jié)點；可尋址的資源列表；使用上述權(quán)利要求1 至 3 中任一項的串聯(lián)尋址工作量證明；遞交提案、串聯(lián)尋址工作量證明至網(wǎng)絡(luò)中；網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點驗證接受所述提案及串聯(lián)尋址工作量證明，從而達(dá)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(hù)系統(tǒng)；所述資源表維護(hù)系統(tǒng)驗證所述已注冊資源的有效性、可尋址訪問性；資源維護(hù)系統(tǒng)通過去中心化共識方式實現(xiàn)對資源列表的管理、增加、刪除操作。
[0009]上述資源維護(hù)系統(tǒng)，其特征是:通過基于區(qū)塊鏈的智能合約來實現(xiàn)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(hù)所述資源的可尋址性；資源擁有者提供對節(jié)點的請求內(nèi)容進(jìn)行簽名標(biāo)識；資源擁有者返回簽名標(biāo)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(wǎng)絡(luò)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(jié)點，其特征是:網(wǎng)絡(luò)接口；存儲器；和耦合網(wǎng)絡(luò)接口和存儲器的處理器；處理器配置為：通過網(wǎng)絡(luò)接口接收多個交易；處理每個交易獲得結(jié)果，將交易結(jié)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(biāo)識；遞交提案與驗證標(biāo)識至其他共識節(jié)點；從其他共識節(jié)點接受提案與驗證標(biāo)識；驗證該提案與驗證標(biāo)識符合預(yù)定要求；接受該提案，并更新本地狀態(tài)。
附圖說明
[0014]附圖1中顯示的是共識節(jié)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(hù)可尋址性和可服務(wù)性。共識節(jié)點構(gòu)建一個提案103. 共識節(jié)點尋找資源列表中符合要求的可尋址資源。共識節(jié)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(nèi)容生成簽名標(biāo)識104，并將簽名標(biāo)識104返回給請求方。請求方將原提案103 與簽名標(biāo)識104組合成新提案105。共識節(jié)點第二次尋找資源列表中符合要求的新資源。共識節(jié)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(nèi)容生成簽名標(biāo)識108，并將簽名標(biāo)識108返回給請求方。共識節(jié)點重復(fù)這個串聯(lián)驗證過程，直至串聯(lián)級數(shù)達(dá)到預(yù)定要求。共識節(jié)點將最終提案109提交到共識網(wǎng)絡(luò)110，共識網(wǎng)絡(luò)110中的每個共識節(jié)點111都可以收到這個最終提案，并對有效性進(jìn)行驗證。如果驗證成功，則更新本地狀態(tài)，達(dá)成共識。
[0015]具體實施形式類PBFT的共識方式對網(wǎng)絡(luò)的通訊量要求很高，隨節(jié)點數(shù)量的增加呈級數(shù)級增長（O(n^2)-O(n^3)）。因此，此方法限制了能夠參與的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的數(shù)量（<100）。 此外，參與共識的節(jié)點的有效性必須事先得到確定，因此這個共識系統(tǒng)是個封閉的、許可準(zhǔn)入的網(wǎng)絡(luò)。
[0016]工作量證明共識方式（POW）支持大量的、無準(zhǔn)入許可的網(wǎng)絡(luò)。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(wǎng)絡(luò)的總耗電量已經(jīng)超過一個中等國家的耗電量。并且，這個耗電量還在持續(xù)地增長中。
[0017]本專利技術(shù)是一個支持海量的節(jié)點、無準(zhǔn)入許可、并且低耗能的去中心化共識方案。
[0018]傳統(tǒng)的POW的耗能問題，其根源在于算力的并行性和不可區(qū)分性。共識節(jié)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(jié)果的幾率。因此，導(dǎo)致競爭者需要投入更多的算力資源。
[0019]本專利技術(shù)采用可尋址的資源，通過串聯(lián)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(shù)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(wù)的端口。資源提供者需要維護(hù)該資源IP地址本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種去中心化的串聯(lián)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(shè)定的相關(guān)函數(shù)，以提案、所述資源地址為參數(shù)，計算獲得結(jié)果；比較計算結(jié)果與設(shè)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(biāo)識；根據(jù)定義的串聯(lián)級數(shù)，重復(fù)0次或多次以下步驟： 以簽名標(biāo)識或者簽名標(biāo)識派生的標(biāo)識作為新提案，對于所述資源列表中的資源地址，采用設(shè)定的相關(guān)函數(shù)，以新提案、所述資源地址為參數(shù)，計算獲得結(jié)果；比較計算結(jié)果與設(shè)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(biāo)識；達(dá)到定義的串聯(lián)級數(shù)后，每級的簽名標(biāo)識集合即為工作量證明。2.一種去中心化的串聯(lián)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(shè)定的相關(guān)函數(shù)，以提案、所述資源地址為參數(shù)，計算獲得結(jié)果；比較所有結(jié)果，獲得優(yōu)選結(jié)果以及對應(yīng)的優(yōu)選資源；向所述優(yōu)選資源地址遞交所述提案，并獲得該優(yōu)選資源對所述提案的簽名標(biāo)識；根據(jù)定義的串聯(lián)級數(shù)，重復(fù)0次或多次以下步驟： 以簽名標(biāo)識或者簽名標(biāo)識派生的標(biāo)識作為新提案，對于所述資源列表中的資源地址，采用設(shè)定的相關(guān)函數(shù)，以新提案、所述資源地址為參數(shù)，計算獲得結(jié)果；比較所有結(jié)果，獲得優(yōu)選結(jié)果以及對應(yīng)的新優(yōu)選資源；向所述新優(yōu)選資源地址遞交所述新提案，并獲得該新優(yōu)選資源對所述新提案的簽名標(biāo)識；達(dá)到定義的串聯(lián)級數(shù)后，采用以每級的優(yōu)選結(jié)果為參數(shù)的目標(biāo)函數(shù)，計算獲得最終結(jié)果；比較所述最終結(jié)果與設(shè)定的要求；如滿足要求，每級的簽名標(biāo)識集合即為工作量證明。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的優(yōu)選過程，其特征在于，可以選出一個或者多個...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳小虎，
申請(專利權(quán))人：陳小虎，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。