[发明专利]实用计算能力证明共识方法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种实用计算能力证明共识方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：通过节点状态赋值算法，修改节点状态，并计算修改节点状态依据的分数值；确定当前区块中由理事签名节点池中的相应节点负责出块的区块；确定理事签名节点出块以及其他签名节点验证区块中交易，并且规定了对拜占庭节点的惩罚以及成功出块之后的奖励。本发明实施例在不同项目开发中，适用于公链，联盟链和私有链全应用场景。具备强一致性，强容错，强容灾能力的特点。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种实用计算能力证明共识方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

以工作量证明（POW）为代表的第一代区块链共识算法，用求解哈希难题的方法作为保证区块链的一致性的重要途径，但是POW算法存在两点重要不足，首先是算力资源浪费严重，求解哈希难题的计算本身是毫无意义的，因此全网在计算哈希值的运算中浪费了巨大的算力资源，其次是性能问题，由于求解难度系数的要求，导致交易确认过程缓慢，以POW为做其共识算法的网络的TPS仅能达到20-200之间，这显然严重限制了应用场景。

为解决第一代共识算法中存在的不足，第二代共识算法发展起来，其中代表性的有股权证明共识算法（POS）和权威证明共识算法（POA）。POS和POA部分解决了算力资源浪费严重以及性能不足的问题，但是POS和POA算法带来了新的问题。POS和POA算法不是完全的去中心化共识算法，需要网络对参与治理的节点进行授权，因此改变了区块链的治理结构而且限制了网络的扩容能力。

有鉴于此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供了一种实用计算能力证明共识方法、装置、电子设备及存储介质，旨在解决现有技术中需要网络对参与治理的节点进行授权，从而导致网络的扩容能力有限的问题。

本发明的技术方案如下：

一种实用计算能力证明共识方法,用于通过动态计算并设置参与节点的状态以及动态调度节点出块顺序实现共识机制；其中,所述方法包括：

通过节点状态赋值算法，修改节点状态，并计算修改节点状态依据的分数值；

动态调度，用于确定当前区块中由理事签名节点池中的相应节点负责出块的区块；

出块，用于确定理事签名节点出块以及其他签名节点验证区块中交易，并且规定了对拜占庭节点的惩罚以及成功出块之后的奖励。

进一步的，所述节点状态赋值算法支持节点自由增删，新节点将自动获得普通节点状态，各节点存储一份相同的节点状态表，每一轮出块时，由节点状态赋值算法计算并更新状态表，状态表包含节点地址、节点状态以及分数；分数根据节点出块数量和出块平均时间加权计算得到，每5000个区块更新一次节点状态，所述状态表中的分数前0.1%的节点状态为理事签名节点，所述状态表中的分数前1%的节点为轮候签名节点，所述状态表中的分数前5%的节点为计算节点，剩余的为普通节点。

进一步的，所述动态调度包括：

判断，区块数是否是5000的整数倍+1；

如果不是，则在签名节点数组中将当前出块位置+1，返回当前出块位置签名节点；

如果是，根据上一个节点状态表更新签名节点数组，当前出块位置为0，返回当前出块位置节点。

进一步的，所述出块包括：

选中理事签名节点可自行从交易池中选择交易，且交易大小之和不能小于区块大小上限95%；选中交易需经过校验；

区块构建完成后提交其他理事签名节点校验；

log(n)数量的理事签名节点校验通过后，区块上链，其中，n为理事签名节点总数；