[发明专利]基于区块链节点网络的共识出块方法

说明书

本发明公开了一种基于区块链节点网络的共识出块方法，本发明先进行出块投票节点的选取，得到下一出块的投票节点，然后所有区块链节点将其对应的出块机会值OP分别发送至投票节点，投票节点对接收的出块机会值OP进行优先级的划分和数字签名，最后生成数字签名投票请求，并把数字签名投票请求发送至对应的发送节点，发送节点根据数字签名投票请求得到投票结果，根据投票结果进行出块。本发明采用选取投票节点根据出块机会值OP进行优先级的划分，并返回至发送节点，其实质为根据出块机会值OP进行投票，使得通信的次数与投票节点的个数成线性关系，从而可以降低通信复杂度，同时所有区块链节点均可进行出块机会值OP的发送，保证了去中心化程度，安全性能高。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链节点网络的共识出块方法。

背景技术

区块链网络中的每一个节点，就相当于存储所有区块数据的每一台电脑或者服务器终端，所有新区块的生产以及交易的验证与记账，并将其广播给全网同步，这些都由节点来完成。

节点，就是我们俗称的矿工，每个矿工的不同算力，决定了它能分配到多少记账权，收获多少奖励。

区块链第一代共识机制叫POW，也就是工作量证明共识机制，俗称挖矿，要想生产新的区块，就必须进行成千上万次哈希碰撞运算，而高强度的运算带来了极大的电力资源损耗，且POW共识机制一旦大部分算力被垄断，其去中心化就受到威胁，使得安全性大大的降低。

区块链第二代共识机制叫POS，即权益证明共识机制，它是根据持币数量与时间来决定谁拥有更多的记账权，这种共识介质的优点是可以避免能源消耗，但缺点是话语权都被持币大户所掌握，形成中央集权的特征，与区块链的去中心化初衷背道而驰。

区块链的第三代共识机制叫DPOS，其最大的特征是在POS权益证明的基础上，加入了选举制度，经过所有持币用户投票选举诞生的最终获得记账权的超级节点进行记账，可以极大地降低能源的浪费，但是，由于通过选取一部分节点作为超级节点进行记账，其是通过降低中心化程度实现快速、高效的出块，使得中心化程度大大的降低，安全性能大打折扣。

发明内容

为了解决现有区块链共识出块方法所存在的运算复杂和去中心化程度低的问题，本发明的目的在于提供一种以通信复杂度，且在不降低去中心化程度的前提下，实现节点快速、高效且安全出块的共识出块。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于区块链节点网络的共识出块方法，包括出块投票节点选取阶段、出块阶段和出块广播阶段；

所述出块投票节点选取阶段包括以下步骤：

S101.获取一段连续的区块，将此区块定义为时段区块；

S102.所述时段区块利用哈希函数、逻辑距离函数和随机数函数，生成下一时段区块的出块投票节点集合D；

所述出块阶段包括以下步骤：

S201.通过可验证随机函数VRF，得到一个随机数A，根据所述随机数A，在所述出块投票节点集合D中选取若干个出块投票节点，作为下一出块的投票节点；

S202.针对每个区块链节点，根据自身的随机数B和自身能力值，计算得到当前区块链节点的出块机会值OP；

S203.每个区块链节点将其对应的出块机会值OP分别发送至若干个投票节点，定义发送出块机会值OP的区块链节点为发送节点；

S204.针对步骤S201中的每一个投票节点，只接收在规定时间内传入的出块机会值OP，然后对接收的每一个出块机会值OP进行优先级的划分，并对每个优先级对应的出块机会值OP进行数字签名，得到与每个出块机会值OP对应的数字签名投票请求，其中，每个数字签名投票请求包括与其对应的出块机会值OP、出块机会值OP对应的优先级以及数字签名；