[发明专利]一种提高事务处理能力的区块链共识方法

说明书

本发明公开了一种提高事务处理能力的区块链共识方法，对于用户发布的交易，采用交易管理节点生成交易序列；通过节点选择算法选出当轮区块生成节点，区块生成节点根据交易序列，利用相互验证算法生成区块组广播至区块链中，区块链中的节点验证区块组中交易信息和节点身份的正确性后存储至本地。节点选择算法正向激励节点诚实行为，同时尽可能保证参与节点公平竞争，避免权力集中导致的中心化危机；相互验证算法使区块生成节点之间的验证形成闭环，减少作恶行为的同时提高区块生成质量。本发明能够减少区块链中节点的通信次数，降低节点存储消耗，在不依靠算力竞争减少算力资源消耗的前提下，提升区块链处理事务的能力。

技术领域

本发明涉及区块链共识机制领域，具体涉及一种提高事务处理能力的区块链共识方法。

背景技术

区块链技术是一种分布式账本技术，能够在不依赖于任何第三方可信机构前提下，解决开放网络中的信任问题，共识机制是区块链实现分布式一致性的核心环节。

在区块链系统中，多个主机通过异步通讯方式组成网络集群进行协作，共识机制保证每个主机在默认不可靠的异步网络中达成一致性状态，共识机制既要保证安全性，又要保证效率。以工作量证明机制为首的证明类共识是目前区块链系统中主流的共识机制。

传统共识机制的事务处理效率落后于区块链技术使用场景的处理需求，是影响区块链技术飞速发展的障碍和挑战。最为传统和使用广泛的比特币系统中使用的工作量证明机制，算力资源大量消耗下每秒只能处理大约7笔交易，单纯通过增大区块大小和提高区块生成频率的方法来提高交易的处理速度往往得不偿失，可能带来事务处理能力和系统安全性降低的副作用。具体而言，增大区块大小会引起：(1)区块传播时间增加；(2)区块验证时间增长，生成合法区块的节点在挖下一个区块时更有优势，从而容易导致挖矿集中化；(3)增大区块大小会导致硬分叉，失去向后兼容性。提高区块生成频率会引起：(1)孤块生成几率增加造成计算资源的浪费；(2)节点间通信频率增加，容易造成网络拥塞。

在区块链与物流结合的应用中，利用区块链技术构建物流追踪平台，将商品生产过程、流通过程、营销过程的信息写入区块链，实现一物一码的全流程追溯。品牌商、渠道商、零售商、消费者以及监管部门多方参与，用区块链技术使得消费者和生产者之间实现信息透明，实现安全信息共享，缩短商品运输时间，改善库存管理，最终减少浪费并降低成本。物流追踪平台需要对海量物品信息上链，系统必须具备较高的事务处理能力。

综上所述，当前亟需高效事务处理能力的共识方法以推动区块链适应更广阔的业务需求，有更实际的落地场景。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高事务处理能力的区块链共识方法，能够减少区块链网络中节点的通信次数，降低节点存储消耗，在不依靠算力竞争生成区块，减少算力资源消耗的同时提升区块链系统处理事务的能力，并且正向激励区块链系统稳定、健康、长久运行。

本发明公开了一种提高事务处理能力的区块链共识方法，包括如下步骤：

S1：用户在区块链网络中发布交易信息；

S2：交易管理节点收集区块链网络中发布的交易信息，所述交易管理节点是区块链网络中设置的专门对交易信息进行管理的节点，其任务是将区块链网络中发布的交易信息维护在交易池中，每轮共识，所述交易管理节点将交易池中的交易信息按照时间戳降序顺序用其交易id排列，生成交易信息id序列，并将该交易信息id序列广播到区块链网络中；

S3：每轮共识，通过节点选择算法，在参与区块链共识的所有节点中选择出n个节点成为区块生成节点，并由这n个区块生成节点组成区块生成节点组，在节点选择算法中，参与区块链共识的节点是否能够成为区块生成节点由节点综合评价值value决定，按照节点综合评价值value降序的方式选出节点综合评价值最高的n个节点成为区块生成节点；节点综合评价值value由信誉值credit、抵押值deposit和平衡值balance共同决定，如公式(1)所示：