[发明专利]一种基于秘密共享随机数共识算法的系统

说明书

本发明涉及基于秘密共享随机数共识算法的系统，包括随机数的生成步骤和基于随机数的共识算法；随机数的生成步骤包括区块高块的周期签名、带有中心机构的秘密分享和随机数的生成；基于随机数的共识算法包括权益证明算法、拜占庭共识和随机选择共识节点；基于秘密共享随机数共识算法的系统是在权益证明权益证明共识算法的基础上，引入了基于可验证随机函数的随机选择共识节点和拜占庭共识，保证共识算法的快速高效性和安全一致性。

技术领域

本发明涉及区块链的应用领域，为基于秘密共享随机数共识算法的系统。

背景技术

区块链是共识算法、分布式存储、点对点传输、加密算法等计算机技术的新型系统。被广泛应用于证券交易、电子商务、智能合约、物联网、社交通讯以及文件存储等众多领域。当前的区块链技术是由一串使用密码学方法产生的数据块组成的，每一个区块都包含了上一个区块的哈希值(hash)，并且确保按照时间顺序在上一个区块之后产生，从创始区块(genesis block)开始连接到当前区块，形成块链。共识算法是区块链的核心技术。它决定着区块链的效率和部分安全性。

共识算法是保证区块链平台各节点账本数据一致的关键，目前常见的共识算法有RAFT、P拜占庭、PoW、权益证明、D权益证明等。RAFT算法是传统分布式系统的一致性成熟解决步骤，性能高、资源消耗低，但不具备对拜占庭的容错。P拜占庭算法是一种许可投票、少数服从多数的共识机制，具有可容忍拜占庭错误的能力，但灵活性和可靠性不够完善；PoW算法依赖机器的计算能力来获取记账权，资源消耗大且速度慢。权益证明权益证明共识算法由系统中具有最高权益而非最高算力的节点获得记账权，其中权益体现为节点对特定数量货公链通证的所有权，称为公链通证龄或公链通证天数；权益证明算法在一定程度上解决了PoW算法的算力浪费问题；但依然存在监管性弱的问题；PoW、权益证明和D权益证明都需要奖励机制来激励节点参与记账，同时存在可监管性弱等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种解决或部分解决上述问题的基于秘密共享随机数共识算法的系统；

为达到上述技术步骤的效果，本发明的技术步骤为：一种基于秘密共享随机数共识算法的系统的系统，其特征在于，包括随机数的生成装置和共识算法模块，共识算法模块用于输出基于随机数的共识算法；基于随机数的共识算法，包括随机选择共识节点、权益证明算法、拜占庭共识；

随机数的生成装置，包括用于生成区块高块的周期签名的装置；带有中心机构的秘密分享计算装置；以及还可以随机生成就可产生一个唯一的、确定的、随机的、可验证的随机数seed_high；

其中生成区块高块的周期签名的装置，用于生成区块高块的周期签名；生成区块高块的周期签名的装置中的区块高块的周期签名基于双线性映射的密码学算法进行计算，包括密钥的生成、签名和验签；在区块高块的周期签名中，生成区块高块的周期签名的装置设定一个中心机构和n个参与者，其中n个参与者标记为，p₁,p₂,...,p_n并且记P＝{P₁,P₂...P_n}，P为参与者集合；中心机构生成组公私钥对，其中包括组公钥pk和组私钥sk，sk∈[1,p-1]，其中 n,p为整数，

通过组私钥sk，来计算组公钥:pk＝g^sk；记e:G×G→G'，e为一个非退化的双线性映射，G,G'为素数p阶乘法群，g是群G的生成元；

每个参与者都使用区块高块的周期签名算法和自己的私钥对消息m签名，输出分片签名σ_i，并将分片签名σ_i广播，参与者P_i产生的分片签名σ_i：参与者P_i的公私钥对:sk_i＝f(i)modp，pk_i＝g^f(i)mod p；