[发明专利]基于信誉的区块链共识方法、装置和计算机设备

说明书

本发明涉及区块链技术领域，提供了一种基于信誉的区块链共识方法、装置和计算机设备，所述方法包括：统计节点的历史共识投票信息，根据所述历史共识投票信息和恶意投票惩罚权重进行逻辑回归计算，得到所述节点的当前信任度；利用信誉修正阈值对所述节点的上一轮信誉值和所述当前信任度进行权重均衡，确定当前轮信誉值；根据各所述节点的所述当前轮信誉值进行当前轮的共识。采用本方法能够避免权益粉碎攻击、贿赂攻击以及Sybil攻击等而提高健壮性且保证去中心化特性。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，尤其涉及一种基于信誉的区块链共识方法。

背景技术

区块链技术也被称为分布式账本技术，可以解决不受信任的各方达成协议的问题。它具有去中心化、可追溯、匿名性、可审计性等特点。共识协议用于保证区块链网络中所有节点维护的数据副本的一致性，避免数据不统一和信息不对称问题的发生，是一种用于驱动区块链向前推进的算法。目前，区块链技术使用三种主流共识协议，包括PoW(Proof ofWork，工作量证明机制)协议，PoS(Proof of Stake，权益证明机制)协议和PBFT(PracticalByzantine Fault Tolerance，拜占庭容错协议)协议。其中，PoW协议通常被称为中本聪共识，共识内节点必须反复计算哈希值以达成共识。哈希值的计算使得在PoW中生成区块必须消耗算力，并且随着区块高度的增加，所消耗的算力也在增加，这就造成了不必要的浪费。此外，为了确保安全，PoW中的交易必须等待六个区块被确认，这大大降低了PoW协议的吞吐量。

PoS协议达成共识的核心原则是基于节点持有的股权而非PoW中的计算能力，已经被应用于PPCoin中，其能有效避免PoW共识中算力浪费的问题。但是，由于PPCoin使用币龄作为权重，所以即使节点没有连接到网络，硬币的“年龄”也会增加。如图1所示，节点J通过故意网络离线，积累了高达70%的权重。它允许节点J逐渐主导了共识，甚至决定了新区块的生成。也就是说，一个节点主导了区块链的记账，这不符合区块链的去中心化特性。衍生协议PoA将PoS与中本聪共识结合起来，使得只有在线节点才能获得采矿收入和交易费用。然而，这些协议都是依靠节点的权益来达成共识的，这不能保证区块链的稳健性。如图2所示，低权益的节点O可以尝试不同的利益相关者的序列(分叉)来最大化自身利益，因为分叉不消耗任何资源，这在区块链中被称为权益粉碎攻击。高权益的节点P则会不断贿赂其他节点，而一旦他们的股权达到50%以上，就可以控制整个区块链来发动双花攻击，这只要在贿赂金额小于商品交易价格的情况下总是有利可图，这在区块链中被称为贿赂攻击。另外还有一种随机选举竞争机制Follow-the-satoshi算法，它与PoS不同在于其使用安全的多方计算来保持领导人的不可预测性，但它假设了大多数参与联合炒币协议的节点在相当长的时间内不会被对手破坏。总的来说，上述基于PoS协议所衍生出来的几个协议都存在易遭受权益粉碎攻击、贿赂攻击、需要安全假设等问题。

而PBFT协议由BFT（拜占庭容错）协议改进而来，相比PoW协议和PoS协议来说，能够实现良好的容错性和出色的性能。但是在PBFT协议中，区块链中的节点是平等的，可以随意参与。因此就容易导致恶意节点可以创建任意数量的假名，如图3所示，然后就可以利用这些假名为自己的不正当利益投票(即双重消费)，从而容易破坏网络的安全性，甚至控制整个网络系统，这在区块链中被称为Sybil攻击。虽然已有人提出将中本聪共识与PoS或BFT协议结合，以及用BFT协议完全取代中本聪共识的方式来规避Sybil攻击。然而，所有这些协议都是基于节点最近的资源、股权或外部信任来实现共识，可能会潜在地在节点之间建立了不理想的等级制度，并损害了区块链系统的去中心化。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够避免权益粉碎攻击、贿赂攻击以及Sybil攻击等而提高健壮性且保证去中心化特性的基于信誉的区块链共识方法、装置、计算机设备和存储介质。

本发明提供一种基于信誉的区块链共识方法，包括：

统计节点的历史共识投票信息，根据所述历史共识投票信息和恶意投票惩罚权重进行逻辑回归计算，得到所述节点的当前信任度；