[发明专利]区块链的共识方法

说明书

本发明公开了一种区块链的共识方法，包括：区块链网络中的节点可以创建区块，在不同的区块高度上，区块的出块时间间隔可变。本发明的上述技术方案提供了一种区块链的共识方法，使得区块的出块时间间隔能够根据网络状态进行调节。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体来说，涉及一种区块链的共识方法。

背景技术

由于加密货币多数采用去中心化的区块链设计，节点是各处分散且平行的，所以必须设计一套制度，来维护系统的运作顺序与公平性，统一区块链的版本，并奖励提供资源维护区块链的使用者，以及惩罚恶意的危害者。这样的制度，必须依赖某种方式来证明，是由谁取得了一个区块链的打包权(或称记帐权)，并且可以获取打包这一个区块的奖励；又或者是谁意图进行危害，就会获得一定的惩罚，这就是共识机制。

共识机制有很多，主流的共识机制包括：

(1)PoW(Proof of Work，工作量证明机制)：PoW机制中根据矿工的工作量来执行货币的分配和记账权的确定。算力竞争的胜者将获得相应区块记账权和比特币奖励。因此，矿机芯片的算力越高，挖矿的时间更长，就可以获得更多的数字货币。

(2)PoS(Proof of Stake，权益证明机制)：POS机制采用类似股权证明与投票的机制，选出记帐人，由它来创建区块。持有股权愈多则有较大的特权，且需负担更多的责任来产生区块，同时也获得更多收益的权力。

简单地说，PoS就是把PoW由算力决定记账权变成由持有币数来决定记账权。在PoW中，是按照算力占有总算力的百分比，从而决定你获得本次记账权的概率。在PoS中，持有币数占系统总币数的百分比，决定着获得本次记账权的概率。

(3)DPoS(Delegated Proof of Stake，股份授权证明机制)：DPoS是在POS基础之上发展起来的。与PoS的主要区别在于持币者投出一定数量的节点，代理他们进行验证和记账。其合规监管、性能、资源消耗和容错性与PoS相似。

(4)PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错)，实用拜占庭容错在保证活性和安全性(livenesssafety)的前提下提供了(N-1)/3的容错性。在分布式计算上，不同的计算机通过讯息交换，尝试达成共识；但有时候，系统上协调计算机(Coordinator/Commander)或成员计算机(Member/Lieutanent)可能因系统错误并交换错的讯息，导致影响最终的系统一致性。拜占庭将军问题就根据错误计算机的数量，寻找可能的解决办法，这无法找到一个绝对的答案，但只可以用来验证一个机制的有效程度。而拜占庭问题的可能解决方法为：在N≥3F+1的情况下一致性是可能解决。其中，N为计算机总数，F为有问题计算机总数。信息在计算机间互相交换后，各计算机列出所有得到的信息，以大多数的结果作为解决办法。

(5)DBFT(Delegated Byzantine Fault Tolerance，授权拜占庭容错算法)：是由权益来选出记账人，然后记账人之间通过拜占庭容错算法来达成共识。DBFT和PBFT的关系类似于PoS和DPoS的关系。

(6)PoA(Proof of Authority，权威证明机制)：所谓权威证明，就是使用一组所谓的“权限”来允许人们在区块链上创建新的节点并确保区块链的安全。

在PoA中，验证者(validator)是整个共识机制的关键。验证者不需要昂贵的显卡，也不需要足够的资产，但他必须具有已知的，并且已获得验证的身份。验证者通过放置这个身份来获得担保网络的权利，从而换取区块奖励。若是验证者在整个过程中有恶意行为，或与其他验证者勾结。那通过链上管理可以移除和替换恶意行为者。现有的法律反欺诈保障会被用于整个网络的参与者免受验证者的恶意行为。

PoA共识机制能达到较高的TPS(transactions per second，每秒的交易数)，具有高并发的特点，非常适合私有链和联盟链。