[发明专利]一种区块链架构

说明书

本发明涉及一种区块链架构。所述区块链架构引入了新颖的混合共识机制，除了普通节点，还引入了超级节点。每个主节点只要符合资格都可以成为超级节点的候选者，随机算法在同一概率下选出超级节点进行PoW挖矿。该区块链架构设计了一个树状网络，超级节点可以把交易验证和工作量证明任务分配给其下层节点，以并发方式完成相应计算。这样做能够获得更强的算力增加赢得顶层PoW的机会。本发明的MATRIX链结构具有三大优势：第一，节点之间的冗余工作大量减少；第二，并行计算全面提升了验证交易的吞吐量和工作量证明的计算性能；第三，区块链网络能够组织为类似于大规模算力输出平台。

技术领域

本发明涉及一种区块链及其底层架构，特别涉及MATRIX链架构。

背景技术

比特币：区块链1.0—加密货币时代的里程碑。

2009年1月3日，区块链技术的创造者中本聪发布了开源的第一版比特币客户端。同日，世界上第一个比特币区块链诞生，首批50个比特币同时被创造出来，这标志着比特币网络的正式成立。作为比特币的底层技术，区块链作为新一代的网络技术正式登上历史舞台。比特币网络开创了一个全新的技术时代，中本聪用超越时代的理念建立了一个去信任化、去中心化、分布式自治的网络社会。比特币可以称为区块链的开山鼻祖，也可以看做区块链1.0时代的里程碑——加密货币时代。虽然有着远超于所在时代的智慧和理念，但中本聪创造的区块链仍然存在着与当时的技术发展相对应的局限性，例如在设计比特币的时候，中本聪并没有想到区块链会成为一项划时代的技术，在未来会被如此广泛地商业化应用，所以1.0时代的区块链网络在现在已经无法满足时代的需求，无法真正地为大规模商业化应用提供支持，但尽管如此，比特币仍然是加密货币核心价值定位的标杆。

以太坊：区块链2.0—规模应用时代。

2013年末，以太坊创始人Vitalik Buterin发布了以太坊初版白皮书，正式拉开了区块链2.0时代的序幕。与初期目标只服务于加密货币的比特币不同，以太坊引进了智能合约的概念，从真正意义上可以满足商业化应用发布的需求。以太坊可以用来编程，分散，担保和交易任何事物，如：投票、域名、金融交易、众筹、公司管理、合同以及大部分的协议、知识产权，还有各种得益于硬件集成的智能资产。

作为第二代区块链技术的典范，以太坊仍然存在不满足人们需求的地方。

定性的问题定量化：以太坊虽然提供了智能合约，但目前的以太坊智能合约只能解决简单的线性问题，无法解决更复杂的合约条款，也就是无法将定性的条件定量地转为计算机语言，这也大大限制了区块链的交易和应用的空间和范围。所以为了区块链可以更广泛地商业化应用，智能区块链技术必须具备可以将定性的问题定量化的特征。

智能合约平民化：作为第二代区块链技术的核心，智能合约提升了区块链的应用范围和想象空间，但目前智能合约(以以太坊为例)必须由少数熟悉代码的技术人员来提供技术上的服务与支持，不掌握计算机语言的用户，无法主动、方便地使用智能合约。所以如何让智能合约平民化，是区块链技术真正渗透到每个人生活的一个重要条件，也是智能区块链技术必须具备的一个重要标准特征。

与时俱进的特性：传统的区块链技术都受限于其研发的时代，也就是“发布即定型”，然后逐渐会因的发展而难以适应时代，今天的比特币技术就是个很好的例子。虽然在过去，几乎所有的技术都具有这样的特点，但在技术高速发展的今天，尤其是区块链这种并未成为主流的新技术，几年一次的更新换代，会给几乎所有的应用开发者和使用者都带来不同程度的困扰。

算力公益化：众所周知，PoW(Proof of Work)是当前区块链行业最主要的一种共识机制，而目前大多数的挖矿型加密货币都是在毫无社会意义地浪费算力和资源，如比特币，大量的电力和算力被用来计算毫无意义的HASH值。虽然这个值是这个链条上很重要的一个组成部分，但这个数值本身对整个社会来说，毫无意义。如何充分利用这些算力和资源，来为公众做更多的有益的事，即算力公益化，也是下一代区块链技术要思考的一个重要问题。