[发明专利]一种基于投票与信用机制的主从多链跨链方法及系统

权利要求书

1.一种基于投票与信用机制的主从多链跨链方法，其特征在于，所述基于投票与信用机制的主从多链跨链方法包括如下步骤：

从希望参与共识的节点中根据节点的权益及STrust值选择一些节点组成共识节点集合N＝{(A1，S1，STrust1)，(A2，S2，STrust2)...(An，Sn，STrustn)}，其中，A为节点的公钥地址，S为节点的权益，STrust值为节点的信用值，所述共识节点集合N中的节点由3种角色组成：生产节点、投票节点、候补节点，所述生产节点从交易池中取出交易并打包组装成区块，所述投票节点对数据进行验证并投票，所述候补节点负责在生产节点或投票节点无法继续提供服务时递补成为该角色继续行使使命，保证系统的安全性与稳定性；

将集合中的节点进行编号，编号1到Num_p的节点成为生产节点，编号Num_p+1到Num_p+Num_v的节点为投票节点，剩下的个数为Num_c的节点成为候补节点，普通节点N_o不参与共识但需同步最新数据块至本地；其中，Num_p为生产节点的个数，Num_v为投票节点的个数，Num_c为候补节点的个数；

将时间划分为时间片段，每一个时间片段为一个周期，每一个周期分成多个时隙，每个时隙从链完成完整的从出块到上链的过程；

从链通过POVT共识完成完整的从出块到上链的过程；

通过运行梅森旋转算法生成一个伪随机数来产生组成主链的代表节点编号；

主链节点之间通过PBFT算法对数据达成共识，完成上链过程；

其中，POVT共识包括如下步骤：

在共识节点集合中从范围为(1,2，…，Num_p)的生产节点中选择编号与随机数R相同的节点成为出块节点；

投票节点在收到生产节点发出的区块验证请求后，对区块中的数据进行验证；根据生产节点接收的消息，选择记录此时时间的时间戳，或立即取消该节点的共识资格；

判断每个被选择的生产节点出块时间是否超过设定的时间T_b；

在每一轮周期结束后，成功参与共识的节点会获得STrust值奖励。

2.如权利要求1所述的一种基于投票与信用机制的主从多链跨链方法，其特征在于，在所述出块节点从交易池中取出交易并打包组装成区块后，将区块广播给投票节点并准备接受投票节点的反馈消息，如果产生的区块是创世区块，则随机数R为1；如果产生的区块是非创世区块，则随机数R由上一生产节点在生成新区块的过程中产生。

3.如权利要求1所述的一种基于投票与信用机制的主从多链跨链方法，其特征在于，所述随机数R的生成过程为：

生产节点在向投票节点提交区块后同时收集投票节点的反馈消息，即Signature[i](1≤i≤Num_v)，同时根据时间戳Timestamp由式(1)得到Rsource：

对得到的Rsource由式(2)进行哈希运算，然后取字符串的后32位将其转化成整数，得到R'：

R'＝StrToInt(SubStringEnd32(Hash(Rsource))) (2)

将R'由式(3)可得随机数R：

R＝R'mod Num_p(1≤R≤Num_p) (3)。

4.如权利要求1所述的一种基于投票与信用机制的主从多链跨链方法，其特征在于，综合考虑一个节点的有效出块数、有效投票数、参与度，使用STrust值来定量地描述一个节点的可信度，再结合节点本身的权益来决定节点是否能够参与共识过程。

5.如权利要求1所述的一种基于投票与信用机制的主从多链跨链方法，其特征在于，主链节点从集合N中选择，利用从链生产节点计算随机数R的过程中得到的中间数据R'作为梅森旋转算法的种子得到一个随机数R_m，再从集合N中选择编号与R_m相同的节点作为代表节点构成主链。

6.如权利要求5所述的一种基于投票与信用机制的主从多链跨链方法，其特征在于，在从链的生产节点生成随机数R_m后，将其写进新生成的区块中，在每一周期最后一个从链区块产生后，集合N中所有编号与写入各区块中的R_m相同的节点成为代表节点，代表节点将自己所在从链中已确认的区块数据上传至主链网络中，随后参与共识并将主链区块保存至本地。