[发明专利]改进的基于声誉因子与社区化管理的区块链共识算法

说明书

本发明属于互联网和区块链领域，特别涉及一种改进的基于声誉因子与社区化管理的区块链共识算法，包括初始化新节点，新节点加入网络选择社区加入，并在满足参选条件之后有权参与选举；有权参与选举的节点成为候选人参与竞选或者成为选民为候选人投票；竞选成功的节点履行记账操作，并对上一次轮选举的赏金进行分配，社区中其他节点对社区代表进行监督操作；本发明一方面依据声誉因子与节点行为的关联性，声誉因子作为节点行为指征可以在投票选举辅助选民投票，将声誉因子跟节点权益、记账赏金联结；另一方面采用社区化管理，不仅可以使记账节点的个数随着网络体量的变化自动调节，也可以让记账节点作为不同利益团体的代表参与决策。

技术领域

本发明属于互联网和区块链领域，特别涉及一种改进的基于声誉因子与社区化管理的区块链共识算法。

背景技术

在区块链技术中，共识算法作为其底层技术发挥着至关重要的作用。目前，区块链DPoS共识算法虽然摆脱了如PoW算法与PoS算法中的挖矿过程，但由于社区代表需要由全网投票决定，而投票本身是人工投票，投票需要时间、精力的投入，更需要对网络有一定的了解。而在目前的DPoS算法中，首先，选民在选举过程中选票的数量，等于币龄(或持币量)，致使一些持有高币龄(或代币)的节点权益过大而左右选举结果；第二，目前并没有一种可以对网络节点行为倾向有较为直观的量化表示方式，使选民惫于对大量参选节点进行了解；其次，网络激励只针对社区代表，而选民缺乏相应的激励，导致选民投票意愿的降低，与社区代表对选民的贿赂选票行为；第四，在很多实际应用场景中并不需要代币，使DPoS共识算法的使用场景受限；第五，该算法中，网络的记账代表数量往往提前设定，不能根据网络体量的变化和实际需要进行动态调整。为了解决这些问题，需要对算法的选举机制进行改进，故提出了基于声誉因子的选举机制；并将有利益相关的节点组成社区，对网络进行社区化管理，不仅加强了节点对网络的责任感和归属感，也使社区代表的数量可以随网络体量的变化而动态增减。将选举与监督跟激励机制相挂钩，从声誉和经济两方面激励节点对共识过程的参与和监督。该方法摆脱了区块链DPoS共识算法中代币的束缚，加强了网络节点行为倾向与实际利益的关联度，提高了算法的鲁棒性和其在实际应用场景的可行性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有的不足，提供一种改进的基于声誉因子与社区化管理的区块链共识算法，包括以下步骤：

S1：在网络链路上线前成立默认社区，网络链路上线后根据网络链路中节点的活动建立新的社区，当社区不满足社区成立条件时，该社区进入社区消亡过程；

S2：当新节点加入网络链路中时，初始化新节点，新节点选择一个社区加入，并在满足参选条件之后有权参与选举；

S3：在可进行选举的社区的选举期间内，有权参与选举的节点成为候选人参与竞选或者成为选民为候选人投票；

S4：竞选成功的节点成为社区代表，社区代表缴纳保证金并履行记账操作，并对上一轮选举的赏金进行分配，社区中其他节点对社区代表进行监督操作；

S5：监督操作中，当当前社区代表不合法记账达n次或者代表的节点声誉降低到R_I-min之后，返回步骤S3重新选举一个社区代表替换当前社区代表；否则当前社区代表一直记账直到本轮任期结束。

进一步的，网络中的社区必须满足以下社区成立条件：

社区节点数量需在min到max+min之间，其中max为满员警示线，min为社区节点数量下限；

社区声誉需保持在R'以上；

社区内有选举权的节点比例需达到r％，且选举参与率需达到r^*％。