[发明专利]区块链的规则维护方法及其系统

说明书

本发明公开了一种区块链的规则维护方法，包括如下步骤：获取仲裁轮值席的提名节点；对提名节点进行全体投票，根据预设投票规则，确定仲裁轮值席的正式节点，其中所述正式节点为单数个，具体包括一个原始节点和若干个经投票选出的提名节点；所述仲裁轮值席的正式节点按预设时间段对区块链的规则进行维护管理。本发明还公开了一种区块链的规则维护系统，包括获取单元、投票单元和规则维护单元。采用本发明，可以在保证资源耗费小、共识达成时间短、性能效率高的效果同时，还可以对区块链进行公平合理的维护。

技术领域

本发明属于区块链的技术领域，具体涉及一种区块链的规则维护方法及其系统。

背景技术

近年来，世界对比特币的态度起起落落，但作为比特币底层技术之一的区块链技术日益受到重视。在比特币的形成过程中，区块是一个一个的存储单元，记录了一定时间内各个区块节点全部的交流信息。各个区块之间通过随机散列(也称哈希算法)实现链接，后一个区块包含前一个区块的哈希值，随着信息交流的扩大，一个区块与一个区块相继接续，形成的结果就叫区块链。

具体来说，区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链(Blockchain)，是比特币的一个重要概念，它本质上是一个去中心化的数据库，同时作为比特币的底层技术，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。

对于区块链来说，如何防止账本被篡改，如何保证节点间的数据一致性都是区块链在建立“去中心化”交易时需要解决的问题，由此产生了共识机制。目前为止，区块链共识机制主要有以下三种：PoW工作量证明、PoS权益证明、DPoS授权股权证明。

工作量证明PoW机制(Proof of work)，其在比特币区块链系统中有个Nonce(难度随机数)，它由若干个前导零构成，前面零的个数越多，整个网络的难度系数就越大。一个节点想要获得记账的权利，则根据PoW的规则，算力最大最先算出某个hash值的节点能够获得记账权利。当某个节点最先向全网广播计算出了某个合理的hash值，则该节点就获得记账权。也就是说PoW机制就是谁的算力大谁就有更大的概率获得记账权。PoW依赖机器的运算性能来获得记账权，这使得机器的配备性能要十分好才行，因为每次全网广播节点算出了hash值都需要全网节点共同达成共识来证明该节点的有效性，所以所需确认某个区块的有效性的时间就比较长。其优点很明显：纯去中心化，节点自由进出，缺点就是：资源消耗大、共识达成的时间较长、性能效率低。

权益证明PoS机制(Proof of Stake)，是节点的记账权获得的难度与节点持有的权益成反比，就是说某节点持有较多的权益，那该节点获得记账权的难度就会较低。更简单来说就是越有钱越有可能获得记账权。与PoW机制相比，它减少了数学运算带来的资源消耗，共识性能得到相应的提升。它跟PoW机制的相同点就是两者都是基于hash运算获取，竞争获取记账权的方式，且容错性相同。它根据每个节点拥有代币所占比例和时间，等比降低挖矿难度，使节点能提高找到随机数的速度。其优点：缩短达成共识的时间，不用消耗大量资源去挖矿。缺点就是：跟PoW机制一样，还是需要机器进行运算挖矿，没有解决商业应用的痛点。

授权股权证明DPoS机制(Delegated Proof of Stake)，并不是所有的拥有代币在机制中的节点都能成为验证者，它比较像股东大会选举股东代表一样，在一堆拥有股份的股民中投票选择前数十个票数最高的股东能成为股东代表，从而获得股东代表各种权利。其优点：大大减少参与验证与记账的节点数量，达到秒级的共识验证，即共识验证的时间大大缩短。缺点就是：可能出现管理节点的权利过大，管理节点与非管理节点之间存在勾结，管理节点包庇违规的非管理节点，导致降低行业内节点的管理和事务处理的公平性。

因此，亟需一种资源消耗小、共识达成时间短、性能效率高，并且公平合理的规则维护机制。

发明内容