[发明专利]一种基于遗传算法的区块链共识节点待打包数据选取方法

说明书

本发明公开了一种基于遗传算法的区块链共识节点待打包数据选取方法，包括以下步骤：S1：矿工从P2P网络接收待打包数据，并得到每个待打包数据的体积最大值、尘埃阈值和输出值；S2：验证每个待打包数据的合法性，并放入待打包数据池；S3：利用矿工从待打包数据池中获取合法的待打包数据，并得到每笔合法的待打包数据的激励值和体积，并给定区块容量、遗传算法的最大迭代次数、交叉概率和变异概率；S4：利用遗传算法确定总激励值最高的待打包数据组合，完成待打包数据选取。本发明使用遗传算法，求出矿工选择待打包数据打包进入区块的过程中具有最大激励值的最优解，从而提高矿工挖矿过程获得的激励值。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，具体涉及一种基于遗传算法的区块链共识节点待打包数据选取方法。

背景技术

区块链技术通过建立一个共同维护且不可被篡改的数据库来记录过去所有信息传输记录和历史数据，所有的数据都是分布式存储且公开透明的。在这种技术下，任何互不相识的网络用户都可以通过合约、点对点存储和数字加密等方式达成信用共识，而不需要任何的中央信任机构。在这种技术下，可以建立数字货币、数字资产、智能财产以及智能合约等。

区块链本质上是一个对等网络(peer-to-peer)的分布式账本数据库，它本身其实是一串链接的数据区块，其链接指针是采用密码学哈希算法对区块头进行处理所产生的区块头哈希值。每一个数据块中记录了一组采用哈希算法组成的默尔克树状数据状态信息，这样保证了每个区块内的数据不可篡改。一般来说区块链系统由应用层、网络层和数据层等结构组成。其中，数据层封装了底层数据区块、共识算法以及密码学基础等。网络层则包括P2P网络的组网、传播机制和验证机制。应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。

目前常用的挖矿节点选择待打包数据的方法首先计算所有待打包数据的优先级，然后按照优先级进行降序排序，按优先级从高向低来选择。对于一笔待打包数据，如果选择了待打包数据后，已选的待打包数据总体积之和超过了区块容量，那么待打包数据不会被挖矿节点选择，挖矿节点会考虑优先级更低的待打包数据。这种算法只需要对待打包数据按照单位激励值的高低进行排序，依次选择，这是一种简单的贪心算法思想。贪心算法每次所做的选择，不是从整体最优进行考虑，而是仅考虑当前局部最优的选择。由于目前主流的区块链应用中规定10分钟左右产生新区块，因此矿工会尽量选择算法复杂度低的算法以保证在规定的时间之内完成待打包数据选择并完成区块打包工作，但得到的结果通常不是激励值最高的待打包数据组合。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统挖矿节点选择待打包数据不是最优解的问题，提出了一种基于遗传算法的区块链共识节点待打包数据选取方法。

本发明的技术方案是：一种基于遗传算法的区块链共识节点待打包数据选取方法包括以下步骤：

S1：利用矿工从P2P网络接收待打包数据，并得到每个待打包数据的体积最大值、尘埃阈值和输出值；

S2：根据每个待打包数据的体积最大值、尘埃阈值和输出值，利用矿工验证每个待打包数据的合法性，并将合法的待打包数据放入待打包数据池；

S3：利用矿工从待打包数据池中获取合法的待打包数据，并得到每笔合法的待打包数据的激励值和体积，并给定区块容量、遗传算法的最大迭代次数、交叉概率和变异概率；

S4：基于每笔合法的待打包数据的激励值、每笔合法的待打包数据的体积、区块容量、遗传算法的最大迭代次数、交叉概率和变异概率，利用遗传算法确定总激励值最高的待打包数据组合，完成待打包数据选取。

2.进一步地，步骤S2中，验证待打包数据合法性的方法为：若待打包数据同时满足四个验证规则，则该待打包数据合法，否则不合法；

四个验证规则具体为：该待打包数据未被纳入区块中、该待打包数据的体积小于等于体积最大值、所有待打包数据的输入值总和大于等于所有待打包数据的输出值总和以及该待打包数据输入输出有效；