[发明专利]一种区块链构造方法

说明书

本发明涉及一种基于有向无环图和权益证明的区块链构造方法，涉及客户端、区块链节点两类逻辑主体。区块链节点把时间划分为不同的世代，在每个世代的开始根据节点权益等信息确定该世代的区块链节点列表，客户端节点通过分布式应用DAPP产生应用消息，封装为净交易NT，并通过网络发送给多个区块链节点；之后区块链节点接收NT，封装为区块链交易BT，并通过网络发给其它区块链节点，当区块链节点接收到BT，形成有向无环图，更新不稳定NT的权重证明，当权重证明超过权重门限后，NT稳定，区块链节点通过合约执行稳定NT所含应用消息，更新NT所属账户的状态。该发明能够并行的确认交易，具有较好的安全性和效率。

技术领域

本发明涉及信息安全领域，特别是涉及一种区块链的构造方法，该方法基于有向无环图技术和权益证明技术。

背景技术

中本聪提出一种点到点的现金系统，并在2009年公开了源代码。之后，出现了如莱特币、点点币、名字币等密码货币。Gavin在2014年提出对比特币做两个改进：第一个是提供以太坊虚拟机(EVM)，用于执行任意用户自定义的代码，实现智能合约；第二个就是把比特币中存放在未花费输出交易(UTXO)中的货币转而和一些状态、代码存放在一个账户下面，即账户模型。IBM开发的Fabric避开以太坊，构造联盟链，在企业中运行。Fabric的特点是不用密码货币，用节点背书。每个参与者身份可以识别。目前在大部分应用中，例如银行、供应链、积分、税务等场景，采用了联盟链的模式。

上述这三种区块链结构依旧采用了以块为单位，把区块链接起来的基本机构。IOTA(希腊字母艾欧塔)项目率先提出取消区块的束缚，采用有向无环图(简称DAG)的结构形成区块链。使用该结构的一个好处在于先提交的交易可以优先处理，无需等待一个区块形成后再确认，潜在的可以提高交易的处理速度。然而IOTA项目基于节点挖矿获得的小权重，依赖诚实节点的交易速度，在安全性上存疑。后续的Byteball项目采用了见证节点，优化了有向无环图(DAG)中各个节点的功能，希望能够提供更好的处理速度。然而这种思路之下的见证节点成了集中化的节点，具有信任集中的趋势。

发明内容

本发明意在提供一种新的区块链构造方法，以各个节点的权益值作为节点维护区块链的基本动力和信任源泉，为有意愿维护区块链且权益较高的用户分配非零权重，并分析有向无环图(DAG)中每个交易被引用的权重分布情况，当权重超过权重门限后判定交易稳定。本发明通过动态的权益分布和固定的活动区块链节点数目的限制形成动态的活动区块链节点，解决背景技术中信任集中的问题；通过识别权重来源，限制活动区块链节点对每个交易的有效引用来解决背景技术中依赖交易速度，安全性存疑的问题。

为实现上述目的，本发明给出以下方法：

1、本发明包括客户端节点、区块链节点两类逻辑节点。一台计算设备可以同时充当客户端节点和区块链节点。所述区块链节点划分为三类：用于发出区块链交易BT的活动区块链节点、不发出区块链交易BT但准备成为活动区块链节点的准区块链节点、和不发出区块链交易也不准备成为活动区块链节点的静默区块链节点；其中，客户端节点包含网络模块、净交易NT模块和分布式应用DAPP模块；区块链节点包含网络模块、NT/BT模块、节点管理模块、合约模块、状态数据库模块、交易数据库/缓存模块；其中符号“/”表示和的关系；预付权益数是客户端节点为此次处理NT预付的权益的数量；权益是客户端节点的资产，以整数的形式存储在客户端节点的公钥所指向的账户中，该账户存储在区块链节点的状态数据库中；

所述网络模块完成网络通信的功能；

所述NT模块封装DAPP的应用消息、生成NT；

所述DAPP模块提供面向用户的应用；

所述净交易NT是客户端节点向区块链节点发送的内容，至少包括应用消息、预付权益数、NT的生成时间、客户端节点的计数器、客户端节点的公钥、客户端的数字签名等；

所述状态数据库模块用于存储所有账户的权益、计数器等状态；