[发明专利]一种动态节点选举的高并发共识机制

说明书

本发明涉及分布式网络系统中的区块链技术领域，且公开了动态节点选举的高并发共识机制，包括共识机制，所述共识机制包括吸积层模块、模进层模块和双层共识架构。该动态节点选举的高并发共识机制，相比于同类区块链项目，可以一方面，在性能实现高并发机制，保证交易和合约事务的高性能，在安全上实现动态见证人质押选举机制，增加了见证人的可信性，该共识创新性的结合了PoA共识策略与DAG数据组织方式，从底层构建了高并发的安全区块链共识网络，在精心设计和分析的基础上，本文方案提出了一种可实现动态节点选举的高并发双层混合共识机制，一方面能够保证信息的一致性，另一方面在性能和安全上也有良好的表现。

技术领域

本发明涉及分布式网络系统中的区块链技术领域，具体为一种动态节点选举的高并发共识机制。

背景技术

计算机的迅猛发展极大的推动了数字网络，互联网从早年的中心计算设备逐渐过渡为个人移动网络，区块链的发展也同样伴随着分散化和移动化的趋势，从2008年比特币的诞生，至2013年的以太坊，至2017年的EOS网络，区块链稳步越过了几个具备里程碑意义的基石，区块链网络本身所具备的不可抵赖性、防篡改特性、可追溯性和单向性都为现有的大量应用的产生提供了基础的借鉴方向，但与此同时，区块链由于构建于分布式网络中，其交易的确认速度(TPS)一直是该领域的瓶颈。

DAG(Directed acyclic graph)，有向无环图，源于计算机领域常用的数据结构，以其独特的拓扑结构伴随的特性，经常被用到处理动态规划，导航中寻求最短路径，数据压缩等场景中，DAG作为底层数据结构，在2014年被引入于区块链项目中，并在2018年迅速被该领域发展和传播，在发展过程中，逐步涌现了一些项目和产品。

Byteball[GBYTE17]提出以见证机制来形成主链，每当目击者看到一个顶点时，便会将此消息公开声明，然后系统将选择由更多人见证过的节点来作为主链的一部分，只有在大多是见证人不会和攻击者合谋进行攻击的情况下，该机制才能保证选择的安全性，但是为了激励见证人的正直行为，Byteball将收取一定的交易费最为奖励，IOTA引入“纠缠“的概念来描述任意主链的拓扑机构，当一个新的节点生成时，都将选择之前两个点作为父节点来进行POW挖掘，IOTA将根据父顶点的支持关系向子节点分配更多的权重，然而，其哈希算法中存在脆弱性，将导致秘密密钥在特定概率下的泄漏，Nano[NANO17]为每个帐户生成一个单独的链，当发送或接收事务时，相关的信息将被更新，因此每个链只处理与自身相关的事务，极大地降低处理时间的成本，Nano使用DPOS加POW的混合共识机制，并且将在表决或仲裁时决定该协议，然而在实践中，Nano的帐户链架构使得中心化的代币转移非常不便，因为交换帐户需要非常规大量的交易，故而提出一种动态节点选举的高并发共识机制来解决上述问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种动态节点选举的高并发共识机制，具备保证信息的一致性等优点，解决了节点在通信时，选择的连接对象都是随机的，同个信息到达不同节点的时间也会有差异的问题。

(二)技术方案

为实现上述保证信息的一致性目的，本发明提供如下技术方案：一种动态节点选举的高并发共识机制，包括共识机制，所述共识机制包括吸积层模块、模进层模块和双层共识架构。

优选的，所述吸积层模块采用PoA共识思路，实现动态节点的规划和选举，为见证人的选择提供质押型可信保障。

优选的，所述吸积层模块包括PoA共识机制的节点轮换机制同提前质押的结合方式，任意节点欲进入节点池则需要进行该轮次的轮询与抵押，实现可信度的积累。

优选的，所述模进层模块采用DAG数据结构进行底层组织，实现对于交易确认的高并发状态，将事务的逻辑进行高性能分发处理。