[发明专利]一种基于交易的区块链共识机制

说明书

本发明提供了一种基于交易的区块链共识机制，包括以下步骤：统计当前区块的前X个区块中的交易数据，根据交易数据进行排序，按照排序结果选取出相应的前Y个节点，交易数据包括有交易数量和/或交易金额；前Y个节点根据目标值进行算力竞争，计算出结果值且结果值得到验证的节点作为获胜节点并获得新区块的记账权；获胜节点将新产生的交易数据打包至新区块中，并得到货币奖励。相较于现有的PoW机制以及PoS机制，本发明机制选取出的节点在区块链网络中活跃度较高，维护区块链网络的意愿高，能够有效降低算力的浪费，避免过度中心化，减少资源的消耗。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，特别是涉及一种基于交易的区块链共识机制。

背景技术

共识机制是用来维持区块链网络中各个分布式节点一致性的机制。目前应用于区块链中的共识机制最主要有证明机制(Proof of Work，PoW)和权益证明机制(Proof ofStake，PoS)。

(1)如比特币区块链中使用PoW来达成节点间的共识，该机制需要节点进行一定难度的计算以得到新区块的记账权。具体来说，比特币PoW的过程首先是将所有准备打包进区块的交易组成交易列表并通过Merkle树算法生成Merkle根哈希；然后把Merkle根哈希值与其他相关信息组装成区块头；最后不断变更区块头中的随机数，对每次变更后的区块头做双重SHA256算法的运算，直至得到满足目标值的哈希值；

(2)权益证明机制PoS是根据钱包里面货币的多少以及货币在钱包里存放的天数由一种混合算法来合成一个单元币龄。根据币龄调整节点进行哈希计算的难度，币龄高会降低铸币的门槛。它把钱包和区块链系统的一致性绑定在一起。谁的钱包里的币龄数越大，谁拥有记账权的概率就越大。

但目前的证明机制PoW和权益证明机制PoS还存着以下缺陷：

在证明机制PoW中，由最初的CPU挖矿到GPU挖矿到现在的ASIC挖矿，已经偏离了最初设计算力竞争的目的。为了竞争得到记账权获得比特币，消耗了大量的算力资源来计算这个意义不大的随机数值。例如，在PoW作为共识机制的区块链中，新区块的产生需要矿工节点根据随机数值进行哈希运算，通过不断地递增随机数值并进行哈希运算来达到目标值。当某一矿工节点计算出的哈希值达到目标值时，该节点向全网广播，验证成功后该节点获得新区块的记账权和货币作为奖励。而当前的矿机和矿场掌握的算力远高于平均水平，掌握着大部分的区块记账权和货币开采权，造成算力的集中，与区块链的去中心化思想相违背，同时矿机和矿场在运行的过程中会造成大量的电力消耗。

在权益证明机制PoS中，拥有数额较大货币的用户能够更容易地获取新的货币，而新区块的记账权最终将集中于拥有大量货币的用户手中。不利于货币的流动性，同时从一定程度上造成了中心化的结果。例如，在PoS作为共识机制的区块链中，引入了币龄(交易的货币数量和该货币在钱包中存储时间的乘积)的概念，拥有较大数额的货币且持有币龄时间长的节点在竞争铸币权时的难度会降低。当节点间进行交易且交易成功时，节点将消耗相应的货币和币龄。拥有大量货币的节点能够通过低难度的竞争获得铸币权获取新的货币而不需要通过交易获取，导致货币将集中在小部分拥有大量货币的节点的钱包中，不利于货币的流通。

综上，工作量证明机制PoW需要消耗的资源较大，这些资源仅仅只是用于进行反复的无意义的哈希运算消耗并没有得到合理的利用，还会造成大量的电力消耗；权益证明机制PoS中小部分节点拥有大量货币的情况下会导致货币流通性降低和中心化的情况发生。主要的现有技术缺点还是在于工作量证明机制PoW，因为解决工作量证明机制PoW问题需要对算力的集中进行约束，使得所有节点获得记账权的概率维持在一个稳定地状态下，同时减少资源的消耗；如果工作量证明机制PoW问题被解决了，在本质上权益证明机制PoS的问题也将被解决。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种基于交易的区块链共识机制，能够减少资源的消耗以及提高货币的流通性。