[发明专利]一种具有动态信任的委托权益证明共识算法

说明书

本发明公开一种具有动态信任的委托权益证明共识算法，涉及区块链技术领域，为在实现分布式节点共识的基础上提高共识节点可靠性和隐私性，采用方案：区块链网络为节点定义信任值属性和评估值属性，并初始化每个节点的信任值和评估值；基于信任模型和上一选举周期内的历史交易记录，为相关节点计算局部信任值，进而计算每个节点的全局信任值；引入综合考虑投票数与信任值的评估准则，为每个节点计算一个评估值，并进行证人节点的选择，生成证人节点列表；证人节点列表中的证人节点轮流生成一个区块，并对块消息进行环签名，其余证人节点对环签名和区块的合法性与有效性进行校验，根据校验结果确认此区块是否达成共识。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体的说是一种具有动态信任的委托权益证明共识算法。

背景技术

区块链作为比特币的底层技术，其本质上是一个分布式系统，包含密码学、共识算法、分布式存储、智能合约等多种技术。它具有多种重要的特性，如不可篡改性、可追溯性、去中心化、透明性等。区块链依靠多种技术的整合与创新，实现了在不存在可信第三方的情况下节点间进行安全的点对点交易，这解决了传统交易带来的高成本、低效率等问题。它的一个关键问题是如何确保互不信任的节点之间达成一致。而共识算法作为区块链的重要组件，可以解决一致性问题，且其效率直接决定了区块链的性能。

在区块链中，共识算法可以使分布式系统中的分布式节点协商交易或者块是否有效，使得节点之间达成一个共识，从而最终将有效数据写入区块链中。到如今已有多种共识算法，如工作量证明共识算法、权益证明共识算法、委托权益证明共识算法、实用拜占庭容错共识算法。针对不同的需求和应用场景选择共识算法的标准也有所不同，但共识的效率与安全性是衡量共识机制好坏的重要因素。

虽然现有的委托权益证明共识算法与工作量证明共识算法、权益证明共识算法相比，已经大幅度地降低了生成一个块的时间成本。但由于每个证人节点轮流生成块的机制，导致证人的身份已经被知道，而且，证人节点总是固定的，并长期拥有生成块的权利，这将使区块链系统面临一些威胁，如证人节点相互勾结发起串通攻击。

因此如何在实现分布式节点共识的基础上，进一步提高共识节点的可靠性和隐私性，是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明针对目前技术发展的需求和不足之处，提供一种具有动态信任的委托权益证明共识算法，来解决如何在实现分布式节点共识的基础上提高共识节点可靠性和隐私性的问题。

本发明的一种具有动态信任的委托权益证明共识算法，解决上述技术问题采用的技术方案如下：

一种具有动态信任的委托权益证明共识算法，该算法的实现过程包括：

步骤S100、区块链网络为节点定义一个信任值属性和一个评估值属性，并对区块链网络中每个节点的信任值和评估值进行初始化；

步骤S200、区块链网络基于信任模型和上一选举周期内的历史交易记录为相关节点计算局部信任值，进而计算当前选举周期内每个节点的唯一全局信任值；

步骤S300、基于一个综合考虑投票数与信任值的评估准则，区块链网络为每个节点计算一个评估值，并进一步根据区块链网络中所有节点的评估值对证人节点进行选择，生成一个证人节点列表；

步骤S400、证人节点列表中的证人节点轮流生成一个区块，并对块消息进行环签名，同时广播此块消息到证人节点列表中，其余证人节点对环签名和区块的合法性与有效性进行校验，如果超过50％的证人节点校验通过并回复了确认消息，则此区块达成了共识，将此区块添加到区块链网络中，否则轮到证人节点列表中的下一个证人节点重新执行本步骤。

进一步的，该算法实现过程中，每一选举周期都需要重新进行证人节点的选择，当此选举周期结束并进入下一选举周期时，区块链网络要循环进行步骤S200到步骤S400的操作，重新进行唯一全局信任值的计算、评估值的计算、证人节点的选择、证人节点的出块。