[发明专利]一种智能基于随机数的区块链共识方法

说明书

本发明涉及一种智能基于随机数的区块链共识方法，角色包括代选节点、跟随节点、业务记录节点、底层分片链、上层虚拟链。使用此共识方法，不仅能够在保证不耗费电力算力的基础上，提高跨链操作效率，拥有较高的共识效率，而且降低了区块链系统无法继续工作的概率。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，涉及一种智能基于随机数的区块链共识方法。

背景技术

现有的区块链共识方法通常需要在共识过程中与大多数节点连接，并获取投票，节点对网体依赖较大，降低系统数据传输效率。

共识算法的目的是在不信任网络中的节点间建立信任，可以在不超过1/3的错误节点的情况下完成共识，保证区块的一致性，且大大提高了共识速度。

在根据节点持币数量选择若干个储备共识节点(随时间和持币数量动态调整名单)后，随机选择其中一部分储备节点作为共识节点。既可以保证节点数量较多安全性高，同时又能够兼顾达成共识的效率。

综上所述，如果能提供一种一种智能基于随机数的区块链共识方法，引入基于可验证随机函数的随机选择共识节点方法和共识，就可以保证共识算法的安全性和一致性。

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一种智能基于随机数的区块链共识方法。

为达到上述技术方案的效果，本发明的技术方案包含：

方法一：基于随机数的区块链共识算法方法应用于区块链系统中，区块链系统包括代选节点、跟随节点、业务记录节点、底层分片链、上层虚拟链；底层分片链是由Block区块组成的单链；上层虚拟链是逻辑上更加高层的链，当业务操作需要在多个底层分片链上进行时，就会在逻辑上抽象出上层虚拟链；底层分片链和上层虚拟链上都包括业务记录节点；

方法二：业务记录节点包括代选节点和跟随节点，代选节点用于共识，跟随节点用于接收共识结果并记账；业务记录节点在底层分片链、上层虚拟链上可以有不同的角色，业务记录节点可以单独作为底层分片链的跟随节点，业务记录节点也可以同时作为底层分片链的代选节点与上层虚拟链的跟随节点，业务记录节点还可以作为底层分片链的代选节点与上层虚拟链的代选节点；

方法三：一种智能基于随机数的区块链共识方法生成区块的步骤包括：

步骤S1：新一轮共识之前，用户将业务操作委托给底层分片链上业务记录节点，受到委托的业务记录节点根据业务操作，通过第一随机算法选择M个底层分片链的代选节点作为参与共识的底层分片链上的代选节点，并将业务操作发送给参与共识的底层分片链上的代选节点；第一随机算法由区块链系统确定，写在智能合约中；

步骤S2：底层分片链上的代选节点接收到业务操作后对业务进行验证，并用第二随机算法算出跨分片判断值，如果跨分片判断值大于预设的跨分片阈值，则执行步骤S3，如果跨分片判断值不大于预设的跨分片阈值，则执行步骤S4；第二随机算法、预设的跨分片阈值由区块链系统确定，写在智能合约中；

步骤S3：参与共识的底层分片链上的代选节点在底层分片链上发起共识信号并广播，受到委托的业务记录节点执行投票操作；投票操作的步骤包括：

步骤T3-1：参与共识的底层分片链上的代选节点确定参与次轮投票的底层分片链上的代选节点，得到一组随机数的集合K，K＝(k₁,k₂,…,k_n)；其中，k为公钥地址，k1、k2、kn为参与次轮投票的底层分片链上的代选节点的公钥地址；参与共识的底层分片链上的代选节点将将计算出的区块高度打包，区块高度由业务操作决定；区块高度作为投票时间节点，超过区块高度后再进行的投票将不会被记录；

步骤T3-2：参与共识的底层分片链上的代选节点将投票信息发送给参与次轮投票的底层分片链上的代选节点；投票信息包括区块高度；