[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

说明书

本发明公开了一种基于投票与信用机制的主从多链跨链方法及系统，通过引入投票机制来决定记账权的归属，避免了节点之间的算力竞争，使系统中的节点都能公平地获得记账权；通过给节点赋予信用值，从而减小权益对系统的影响，同时对节点的行为进行量化评价能够更好地约束节点的行为，使其对恶意行为产生顾虑；并且在此基础上构建一个从链基于POVT共识，主链基于PBFT共识的主从多链分层跨链模型，并对其性能进行了实验分析，结果表明系统的效率有了提高，同时对诸如双花攻击、自私挖矿、权益粉碎等攻击手段都有一定的防御能力。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种基于投票与信用机制的主从多链跨链方法及系统。

背景技术

区块链作为一种分布式数据库，最基本也是最核心的要求是所有的节点能对所保存的数据达成一致，因此共识机制一直是被研究的重点。

目前，区块链技术常用的共识算法有工作量证明PoW(Proof of Work)、权益证明PoS(ProofofStake)与实用拜占庭容错算法PBFT(PracticalByzantineFaultTolerance)等。其中，PoS共识与PoW共识相比，节点通过投入权益使挖矿的难度下降，投入的权益越多，挖矿的难度越低，该方法考虑的是持有代币越多的人越希望保持系统的稳定，这样才能使其利益不受损害。但是，这样也带来了新的问题，拥有代币越多的人越有更大的可能性获得出块权，以此得到出块奖励，这样会形成一个恶性循环，不利于系统长期的公平与稳定，并且PoS共识最终还是要通过哈希运算来竞争记账权。

因此，如何更加公平的选择出块节点，彻底避免节点之间的算力竞争，提高参与共识的节点的可靠性，同时降低权益对记账权分配的影响，提高系统的效率，以及增大对系统发起权益粉碎攻击、双花攻击、自私挖矿攻击的难度，是一个亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明一方面提供了一种基于投票与信用机制的主从多链跨链方法，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)}；

将集合中的节点进行编号；

将时间划分为时间片段；

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。

优选的，所述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。

优选的，所述出块节点从交易池中取出一些交易打包并组装成区块，随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。

优选的，所述随机数R的生成过程如下：