[发明专利]一种基于容量证明的区块链系统构建方法

说明书

本发明涉及一种基于容量证明的区块链系统构建方法，主要由初始化、区块构建，区块接收，主链选择，数据持久化五个阶段组成，本发明采用了新的共识模型，用存储容量来抵御假名攻击，采用可验证随机函数增加记账权转移的不可预测性，通过容量证明的过程来实现对区块的共识，从而构建一个完整的区块链系统。

技术领域

本发明涉及分布式系统技术领域，具体来说，涉及一种基于容量证明的区块链系统构建方法。

背景技术

为改善工作量证明共识机制高耗能缺点，权益证明的共识机制引起了行业的关注，但权益证明的思想在区块链系统中的实现一直未有完备性的解决方案。近年来，学术界提出的混合共识、权益证明、可验证随机函数权益证明等基于权益证明思想的共识机制在一定程度上将区块链技术向前推进了一大步。这些共识机制通过引入权益证明的过程来抵抗分布式系统中的假名攻击，可验证随机函数来提供记账权转移的不可预测性，在一定同步假设的基础上实现了区块链系统去中心化、高效能和安全的相对平衡。

为了追求极致的高效能，委托权益证明的共识机制牺牲了去中心化特性而追求高性能、多用途的区块链系统。委托权益证明共识机制在最小化网络成本的同时，赋予每个持股人一定的投票权，由他们投票产生“超级节点”代表。最后由获得票数最多的一定数量的超级节点轮流平等地产生区块，以此来维护一个高性能的全局账本。而这些共识机制都未能在去中心化、高效能和安全之前找到最优的平衡点。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种基于容量证明的区块链系统构建方法，以提高区块链系统的公平性、安全性和可扩展性，并同时降低共识过程中的能源消耗。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于容量证明的区块链系统构建方法，包括以下步骤：

S1：初始化，计算机节点通过配置文件配置客户端的启动参数，客户端程序进行初始化数据的计算并存储；

S2：区块构建，客户端程序从数据库中取出当前最新区块，进行计算后开始构造区块，构造完成后将其序列化后广播至点对点网络中；

S3：区块接收，客户端程序接收到来自网络的区块后对其进行反序列化，将其解析为区块的具体结构和相关字段，并对其进行检查；

S4：主链选择，客户端程序在接收到合格的区块后判断其是否为主链，如果是主链的区块则将其持久化到数据库中，如果不是主链的区块则将其放入孤块池中；

S5：数据持久化，客户端程序经过上述四个阶段后，如果区块被验证是合格的便将其持久化到本地数据库。

优选的，所述步骤S1中，启动参数包括：客户端账户和密码、初始化硬盘的空间。

优选的，所述步骤S1中，在进行计算之前，客户端程序通过调用随机数生成函数产生一个随机数，并利用该随机数采用椭圆曲线函数产生一对公私钥对，其中公钥用来作为初始化的参数，私钥用来对后续创建的区块进行签名。

优选的，所述步骤S2中，区块构建的具体过程如下：

客户端程序从数据库中取出当前最新区块，提取区块中目标挑战c字段，并在存储的哈希表B中查找目标挑战c的后log₂ N位与z的后log₂ N位相等的z；

在哈希表B中取出相等的z所对应的(x，x′)，并将其带入证明质量计算公式q＝(h(t//s，x，x′，h)/2^l)^1/s；

使用公式diff＝diff(n-1)+diff(n-1)//2048*max(1-(t-t(n-1))//10，-99)计算当前的目标难度diff；