[发明专利]区块链节点群间DPOS与节点群内POW结合的共识机制方法

权利要求书

1.区块链节点群间DPOS与节点群内POW结合的共识机制方法，其特征在于包括以下步骤：

（a）通过普通投票的方式产生节点群落，划分每个节点群落，在完成一个轮循周期T后，系统会自动再次进行节点群落，重新进行新的节点群落划分及开始新的周期,即群落间通过DPOS算法确定生成区块节点所在的群落；

（b）被轮换到的节点群落内部进行POW机制，本节点群落内的各个节点竞争一个生成Token区块的机会，先完成第一个POW运算的节点，在完成第一个POW运算的节点后，将由其他节点验证POW计算结果的有效性，最后具有POW有效性的节点将生成Token区块的节点；通过设置降低难度，Token链的难度每经过m个区块改变一次，m的取值范围为2000以上，保障节点用户参与计算，计算难度公式为：计算难度=（difficulty-target）/（current-target）, target为一个128位长的Hash值；

（c）当TOKEN链出现分叉时，由于网络延时原因出现两个不同区块拥有同一个父区块的现象时，采取承认较长链的方法来解决分叉问题，当最长链的长度超过第二长的链两个区块后，若最长链的长度为n，则之前n-1个区块的交易信息被确认并无法被更改。

2.根据权利要求1所述的区块链节点群间DPOS与节点群内POW结合的共识机制方法，其特征在于：所述通过普通投票的方式产生节点群落的过程如下：

（1）假设系统由n个节点群落组成，节点群落标号1到n；

（2）每个普通节点给自己的每一个相邻节点生成一个随机数x，这个过程称为投票；

（3）每个普通节点会得到来自相邻节点的投票，获得的票数最多的节点进行运算，运算结果就为这个节点所在的节点群落标号；

（4）获得相同节点群落标号的普通节点，属于同一个节点群落。

3.根据权利要求2所述的区块链节点群间DPOS与节点群内POW结合的共识机制方法，其特征在于： 在所述通过普通投票的方式产生节点群落的过程的步骤（2）中，为防止恶意修行为，引入公式：S=5*sinx+5，x为产生的随机数，S表示节点群落标号，进行节点群落的投票。

4.根据权利要求2所述的区块链节点群间DPOS与节点群内POW结合的共识机制方法，其特征在于：划分结束后，检查此普通节点获得票数及所在节点群落，若发现此节点上报结果与所在节点群落不符合，说明此节点存在作弊行为，将对此节点做出惩罚，并奖励举报节点。

5.根据权利要求1所述的区块链节点群间DPOS与节点群内POW结合的共识机制方法，其特征在于：在所述步骤（c）中，解决TOKEN链出现分叉问题的步骤如下：

（c 1）假设群落1的两个用户A和B在相近的时间完成了POW，并将结果广播给了群落2，则群落2会有Q%用户根据用户A的结果计算，Q的取值为0＜Q＜100，剩下的根据用户B的结果计算；

（c 2）假设群落2基于A结果计算的用户C首先计算出了结果，其他群落2的用户没有计算出结果，则C将该结果全网广播，同时群落3的用户开始基于C的结果进行计算，此时：

（c 2.1）由于群落2的用户C已经计算出了结果并进行了广播，因此群落2将停止接收从群落1发送来的位于用户C上链区块之前的新区块上链计算请求；

（c 2.2）若在C用户广播之后，位于群落2的恶意用户D仍基于A的结果计算，并于C广播8-10秒钟后算出同样符合要求的POW结果并广播，此时由于群落3已经在基于C的结果计算，因此D的广播会被节点忽略；

（c 2.3）若群落3有恶意用户D的同伙E，则为了确保在群落3用户D的结果会被更早计算出来，则群落3用户E的算力要超过51%；

（c 2.4）由于当一个群落计算出POW结果并广播后，该群落就不再接受前一群落的新区块信息，因此当两条分叉的链相差超过两个区块后，短的链就会被完全否定；

（c 2.5）从概率上来说，即使恶意用户D的同伙E节点的算力很低，节点E仍有不低的概率先于基于C结果计算的节点完成POW计算；

（c 2.6）这种情况下的分叉是被允许的，该机制保证链无法被从很早的区块被硬分叉，这种段分叉是合法的并且是无法防止的；同时，即使恶意节点D的区块被承认了，另一条基于C的短链上的交易也不会被取消掉，而是会回到交易池中等待下次区块打包；

（c 3）基于步骤（c 1），假设群落2基于A结果计算的用户C，基于B结果计算的用户D，也在相近的时间完成了POW，并将结果广播给了群落3，则将重复上述步骤（c 2）。