[发明专利]一种基于有向无环图的区块链共识系统

说明书

本发明涉及一种基于有向无环图的区块链共识系统。包括委员会模块、链增长模块、排序模块以及网络模块，网络模块用于完成系统中各个模块之间的网络通信；委员会模块、链增长模块和排序模块共同完成区块链共识；委员会模块用于确认下一世代的活跃节点，第零世代的活跃链节点形成初始委员会，每个世代的委员会成员数量均为L；链增长模块用于根据当前委员会成员生成的链交易CTs更新有向无环图；排序模块首先完成普通交易NNTs的确认，形成共识，然后采用所确定的算法对确认的NNTs进行排序，形成一致的顺序。本发明将权益证明和有向无环图结合，不需要在一个委员会中运行拜占庭容错算法，也避免了需要见证节点或协调服务器的情况。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，更具体地，涉及一种基于有向无环图的区块链共识系统。

背景技术

有向无环图链是以有向无环图为形式的链，其顶点是一个区块或交易，区块或交易包含之前的区块或交易的哈希值，两顶点间的边表示顶点的顺序。有向无环图链允许大量节点同时产生区块或事务。当节点数量增加时，交易的吞吐量也随之增加。目前，大多数有向无环图链使用工作量证明(PoW)来生成块或交易。

权益证明(PoS)是一种保证节点产生区块或交易的更有力的共识机制。PoS项目通常将时间划分为一个个时槽，一些时槽构成一个世代。在每一个世代中，根据节点的权益和其他的参数来选择出一个或若干个节点构成一个委员会，这个委员会运行类似拜占庭容错算法或其他基于投票的算法就区块或交易达成共识。

一些基于权益证明(PoS)的项目为保证公平，采用随机方式选举领导者，这使得权益较少的节点有可能被选为一个世代的领导者，敌手可以更少的成本破坏该节点并发起远程攻击。而基于工作量证明(PoW)的有向无环图链在完全依赖于有向无环图的拓扑结构时，可能遭受分裂攻击。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中的至少一个缺陷，提供一种基于有向无环图的区块链共识系统，有效避免PoS中随机选取领导者导致的远程攻击问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于有向无环图的区块链共识系统，包括委员会模块、链增长模块、排序模块以及网络模块，所述的网络模块用于完成系统中各个模块之间的网络通信；所述的委员会模块、链增长模块和排序模块共同完成区块链共识；所述的委员会模块用于确认下一世代的活跃链节点，第零世代的活跃链节点形成初始委员会，每个世代的委员会成员数量均为L；所述的链增长模块用于根据当前委员会成员生成的链交易CTs更新有向无环图；所述的排序模块首先完成普通交易NNTs的确认，形成共识，然后采用所确定的算法对确认的NNTs进行排序，形成一致的顺序。

进一步的，所述的有向无环图中包含链交易CTs，所述的链交易CTs构成有向无环图的顶点，所述的链交易CTs由链节点生成；所述的链交易CTs中包含两大类内容，一类是普通交易NNTs，由客户端节点生成，是区块链的共识对象；另一类是哈希确认列表，由链节点生成，用于委员会模块。

进一步的，所述的链节点可以按照其工作认为分为活跃链节点、候选链节点和静默链节点。链节点和客户端节点可以同时存在于一个物理节点中，形成本发明区块链系统的节点。

进一步的，客户端节点包含网络模块、NNT模块和分布式应用模块DAPP，其中。NNT模块生成交易NNTs，承载DAPP的应用消息，