[发明专利]一种区块链DAG宽度的控制方法与系统

说明书

本发明公开了一种区块链DAG宽度的控制方法与系统，对于某一笔交易x当前的累积权重为Hx，本发明先过滤得到累计权重在L和2L之间的所有交易，然后从中随机选择N个交易，再让这N个交易进行独立的离散时间随机行走，这个行走是朝向tips的，行走的基本规则是：当且仅当交易y能够验证交易x，就可以从x转到y，其中转移概率中的γ值在Hx小于某一固定值，将γ值减小；选择一个固定的参数α∈(0，1)，得到先到达tips的αN个随机行走，选取其对应的tips；选择一个固定的参数β∈(0，1)，然后对αN个tips基于交易积分排序，选取最前βαN个tips，即为最终要进行验证的tips。本发明对DAG的宽度进行控制，提高了交易确认速度。

技术领域

本发明涉及面向物联网的去中心共识技术领域，更具体地说，涉及一种区块链DAG(有向无环图)宽度的控制方法与系统。

背景技术

去中心化的物联网能够就地部署和交换价值，类似区块链的技术是一种潜在的解决办法。然而，普通区块链技术与物联网的结合会遇到一些挑战：分布式共识机制可确保数据的最终一致性，但比特币的工作量证明机制(PoW)资源消耗太大，显然不适用于部署在物联网节点中。其次，以太坊等区块链2.0技术也是PoW+PoS，正逐步切换到PoS。在性能瓶颈方面，传统比特币的交易是7笔/秒，每十分钟才出一个块，经6个出块确认后，需要约1个小时才写入区块链，以太坊好很多，但是出块速度也需要十几秒。这种时延引起的反馈时延、报警时延，在时延敏感的工业互联网上不可行。可见，现有的区块链为代表的无中心可信价值网络不适合物联网，不可能直接把现有的区块链技术原封不动地应用到物联网的应用当中。

区块链网络数据结构创建了一组无信任的参与节点(设备)，它们共享一个公共账本数据库，没有中间人参与。为了防止分布式环境的混乱，每个数据库交易应该遵循像比特币中的最长链规则(LCR)这样的预定规则。如果没有这个规则，区块链的单独副本将会分成不同的分叉。除了传统的比特币区块链数据结构之外，还有其他三种可能的区块链变体：侧链，离线链和替代链。闪电网络属于其中的离线链，离线交易记录有时同步或广播到主链的本地分类账上，它通过建立点对点的支付渠道使比特币的小额支付成为可能。闪电网络提高了比特币的可扩展性，但不能有效的减少资源消耗，提高交易性能，不适用于物联网。

相比于区块链数据结构的变体，Nxt社区第一次提出DAG跟区块链结合，改变区块的链式存储结构，变成区块DAG。在区块打包时间不变的情况下，网络中可以并行的打包N个区块，网络中的交易就可以容纳N倍。这个时候DAG跟区块链的结合还是停留在侧链的思路，不同类型的交易可以并行在不同的链条进行，达到提升性能的目的。但BlockDAG不适用于轻量级的物联网。

2015年Dagcoin被提出，Dagcoin是一种基于DAG结构的加密货币技术，它将交易和块的概念融合在一起，使每个用户成为矿工，认证数据结构是交易的有向无环图(Transaction Directed Acyclic Graph，TDAG)。TDAG在速度和可扩展性上都要优于区块链或BlockDAG，更适用于应用到物联网中。

2016年IOTA Tangle和Byteball相继发布，它们采用的数据结构都是TDAG。不过，Tangle仍然使用工作量证明机制(PoW)，而Byteball使用主链来完成交易的总排序，引入见证人的机制，并不适用于物联网。

在采用基于无区块的DAG技术的共识和账本数据组织方法时，DAG的宽度即DAG结构的剪切面，当前DAG的宽度是指当前未被验证过的交易数。当DAG的宽度比较大时，一些交易也许需要等待较长时间才能得到第一次验证，故需要控制DAG宽度，提高交易确认速度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有的当DAG的宽度比较大时，一些交易也许需要等待较长时间才能得到第一次验证，故需要控制DAG宽度，提高交易确认速度的技术缺陷，提供一种区块链DAG宽度的控制方法与系统。