[发明专利]基于信誉与委员会背书机制的权威证明共识方法及系统

权利要求书

1.一种基于信誉与委员会背书机制的权威证明共识方法，其特征在于：区块链网络中由普通节点、记账节点、认证节点和监管节点组成；其中，记账节点根据信誉排名从认证节点中选出，记账节点收集并验证普通节点发送来交易信息，将验证通过的交易加入记账节点生成的新区块；在新区块验证通过后，会随机从监管节点中选出若干个节点组成委员会在提交的区块上签名进行背书；记账节点必须要收集到足够的监管节点背书，才能把其相关信息加入所要生成的新区块内；

共识工作过程包含以下三个阶段，

1)准备阶段：实体和监管机构在区块链中实名注册为验证节点和监管节点，据节点信誉度生成信誉排名；

2)执行阶段，包括以下步骤，选举时，根据当前信誉度排名列表，共识算法随机从排名在前的认证节点中选取一个作为生成区块的记账节点，为避免记账节点腐败或被敌手刻意攻击，限制每个记账节点的有效生命周期为X，每个记账节点的只接收X个交易；每当交易数量超过X时则由新的记账节点进行记录；如果被选中的认证节点没有响应，那么共识算法将重新选择记账节点，并在超时的情况下重新发送请求；实现方式为，根据当前第k轮的信誉度排名列表，共识算法将任务O和时间戳T随机向排名在前的认证节点之一P₀发送即记账请求Request(k，O，T)，若P₀返回结果Reply(k，T，O，P₀)，则它将作为本轮生成区块的记账节点；如果被选中的认证节点没有响应，那么共识算法将重新选择记账节点，并在超时的情况下重新发送请求；

预备时，当选为记账节点后，记账节点收集区块链中的交易信息并打包成区块，实现如下，

当选为记账节点后，P₀开始收集区块链中的交易信息TX＝{TX₁,...,TX_L}，并打包成区块B_k，其中TX_l为交易信息，然后将其封装为预备请求是记账节点对Request(k，O，T)的数字签名，作为当选记账节点的证明；

验证时，共识算法从监管节点中随机选出若干个节点组成委员会，记账节点向委员会成员请求验证，在记账节点收集到足够数量的委员会签名后，就将背书签名添加进新区块，实现方式如下，

共识算法从监管节点中选出节点D_u|u＝1,2,3,...,U组成委员会，记账节点向委员会成员发送预备请求Prepare进行验证，在通过验证后D_u将发送验证请求其中是用P₀公钥加密的D_i对Prepare的背书签名，U是选出的节点总数，u为节点标号，在P₀收集到v个委员会签名后，就将背书签名打包进区块B_k；

接受时，记账节点向全网的节点广播新区块，并获得信誉度奖励，进入下一轮，实现如下，

P0向全网的节点广播B_k，并获得信誉度奖励r_z，进入下一轮执行，记账节点的奖励信誉得分其中E是前一个区块之后生成的记录数，T(e)是执行记录e消耗的gas，奖励因子S(e)被用来奖励或惩罚不同的行为；

3)存储阶段，在全网进行广播的新区块被存储在区块链上。

2.根据权利要求1所述基于信誉与委员会背书机制的权威证明共识方法，其特征在于：节点信誉度的计算方式如下，

设评估集存在一组影响因子，记为S＝(S₁,S₂,...,S_i,...,S_I)，第i个影响因子是不同评价指标元素S_i1,S_i2,...,S_ij...,S_iJ的集合，记为S_i＝(S_i1,S_i2,...,S_ij...,S_iJ)；其中，I是影响因子的数目，J是第i个影响因子的评价指标元素数目，i＝1,2,…,I，j＝1,2,…,J；

为每个S_ij分配不同的权重W_ij,然后计算加权平均值作为节点信誉度。