[发明专利]关于区块链的快速分布式共识

说明书

可提供一种计算机实现的方法。可以使用诸如比特币网络这样的区块链网络来实现所述方法。所述计算机实现的方法包括：i)节点通过将令牌转移到公共群组地址而加入群组，以成为群组成员，所述群组与阈值签名方案相关联，针对所述阈值签名方案，所述节点控制私钥份额，所述令牌的转移在工作量证明区块链网络上进行；以及ii)所述节点与所述群组的其他节点合作，以响应于对提议者的工作成果的质询，针对所述工作成果的正确性达成分布式共识，所述质询响应于请求者所作出的请求，其中，达成所述分布式共识包括：a)部署虚拟链，以达成解决所述质询的分布式共识，所述虚拟链是权益证明区块链，其中，所述虚拟链的矿工是所述群组的成员；以及c)在解决所述质询时终止所述虚拟链。

技术领域

本发明一般涉及分布式系统，更具体而言，涉及用于分布式共识的方法和系统，其具有应用程序以改善分布式系统中区块链交易的可靠性。本发明特别适合用于改善计算交换中计算的可靠性，但不限于此。

背景技术

在本文献中，我们使用术语“区块链”来包括所有形式的电子、基于计算机的分布式账本。它们包括区块链和交易链技术、许可的账本和未经许可的账本、共享账本及其变体。区块链技术最广为人知的应用是比特币账本，但是也提出并开发了其他区块链实施方式。虽然本文中出于方便和说明的目的可以引用比特币，但是应当注意，本发明不限于与比特币区块链一起使用，替代性的区块链实施方式和协议也落入本发明的范围内。

区块链是一种基于共识的电子账本，它被实现为基于计算机的分散式、分布式系统，该系统由区块组成，而区块相应地由交易和其他信息组成。对于比特币而言，每个交易是一个数据结构，该数据结构对区块链系统中的参与者之间的令牌的控制的转移进行编码，并包括至少一个输入和至少一个输出。每个区块包含前一个区块的散列，以致于这些区块变为链接在一起，以创建自区块链开始以来就已经写入区块链的所有交易的永久、不可更改的记录。交易包含嵌入其输入和输出中称为脚本的小程序，它们指定如何以及通过谁来访问交易的输出。在比特币平台上，这些脚本是使用基于堆栈的脚本语言来编写的。

为了将交易写入区块链，必须对其进行“验证”。某些网络节点充当矿工并进行工作以确保每次交易都有效，而无效交易从网络中被拒绝。例如，安装在节点上的软件客户端对引用的交易以及未耗用的交易输出(UTXO)进行该验证工作。可通过执行其锁定和解锁脚本来进行验证。如果锁定和解锁脚本的执行评估为TRUE，并且如果满足某些其他条件(诸如包括足够的开采费用)，则交易有效并且可以被写入区块链。因此，为了将交易写入区块链，该交易必须i)由接收交易的节点来验证-如果交易被验证，则节点将其中继到网络中的其他节点；ii)被加入由矿工建造的新区块；iii)被开采，即加入过去交易的公共账本。当向区块链添加足够数量的区块以使交易实际上不可逆时，认为交易被确认。

虽然区块链技术由于加密货币实现方式的使用而广为人知，但是数字企业家已经开始探索比特币所基于的加密安全系统以及可以存储在区块链上以实现新系统的数据这两者的使用。如果区块链可用于并非限于加密货币领域的自动化任务和过程，这将是非常有利的。这样的解决方案将能够利用区块链的好处(例如，事件的永久性、防篡改记录，分布式处理等)，同时在其应用中更通用。

在某些此类解决方案中，可以达成分布式共识。例如，与很多传统的支付系统不同，区块链在很大程度上是不可变的，并且通常可以是匿名的。在保护用户免受恶意行为侵害时，区块链技术的不可变和很大程度上是匿名的性质带来很多技术质询。例如，因为建立在包括交易的区块上的多个区块导致交易实际上是不可逆的，所以退款通常是不可获得的，并且需要新的技术系统来维持交易的完整性。由于区块链技术的分散式无信任性质，此类质询也很困难。也就是说，没有中心方来确保交易的完整性，而是通过技术手段来实现交易的完整性。因此，希望区块链技术例如通过采用数字共识来提高交易的可靠性。