[发明专利]用于区块链的共识机制性能的分析方法和装置、存储介质

权利要求书

1.用于区块链的共识机制性能的分析方法，其特征在于，包括：

从P2P网络同步区块链状态；

从工作客户端获取任务；

使用PoUW共识机制处理任务并挖掘新区块，其中，在PoUW共识机制中，根据已执行的任务指令的数量来确定挖矿的工作量，并将每条任务指令视为伯努利分布；

将PoUW共识机制的处理结果传输到工作客户端；

将挖出的区块广播到P2P网络。

2.根据权利要求1所述的共识机制性能的分析方法，其特征在于，从P2P网络同步区块链状态具体包括：

在区块链P2P网络中，所有生成的区块都在所有矿工之间传播，当矿工准备开采新区块时，从P2P网络同步最新的区块链状态，并获取到区块链中的最后一个区块后，由矿工验证并提交记录在新区块中的内容。

3.根据权利要求1所述的共识机制性能的分析方法，其特征在于，使用PoUW共识机制处理任务并挖掘新区块具体包括：

当矿工在TP时间内完成有用的任务时，计算执行任务指令的数量，由矿工生成随机值，并将随机数与目标值进行比较，若随机数不大于目标值，则该矿工将赢得竞争并获得有用工作的证明，即表明该矿工挖到了新的区块。

4.根据权利要求1所述的共识机制性能的分析方法，其特征在于，

在使用PoUW共识机制处理任务的过程中，当出现处理任务停止时，矿工将计算出的处理结果返回给有用工作客户端。

5.根据权利要求1所述的共识机制性能的分析方法，其特征在于：

在新区块的传播到P2P网络过程中，若某些矿工也挖出了一个新块，则会出现分叉；

从矿工的角度分析找到区块的分叉概率，从系统的角度计算分叉概率。

6.根据权利要求5所述的共识机制性能的分析方法，其特征在于，所述从矿工的角度分析找到区块的分叉概率具体包括：

在PoUW共识机制中，矿工将在完成任务后开采一个区块，假设每个矿工完成任务后的TP时间服从指数分布，则TP时间Δt_i的概率密度函数表示为公式(1)：

其中，t称为Δt_i的值，平均值λ_i为矿工i的TP时间常数。

7.根据权利要求6所述的共识机制性能的分析方法，其特征在于：

假设矿工i在其TP时间内找到一个区块的概率为P_i，P_i表示为公式(2)：

其中，C_i是矿工i的计算能力，D是系统难度；

基于P_i计算矿工i每秒发现一个区块的概率，令p_i为矿工i每秒发现一个区块的概率，利用公式(1)和(2)得到P_i的计算公式，如公式(3)：

8.根据权利要求7所述的共识机制性能的分析方法，其特征在于，从系统的角度计算分叉概率具体包括：

令系统在任何给定的时刻内生成块的概率为p，如公式(4)：

在区块链中，在生成一个区块后，若在前一个区块的传播过程中发现了一个新区块，就会发生分叉，令P_F为分叉概率，表示为公式(5)：

P_F＝1-(1-p)^τ，(5)

其中，τ是网络延迟，而(1-p)^τ表示所有矿工在周期内不会生成块。

9.根据权利要求5所述的共识机制性能的分析方法，其特征在于，

在使用PoUW共识机制处理任务的过程中，将系统吞吐量Γ定义为单位时间内成功确认的块数，令T表示两个连续成功确认的区块之间的间隔时间，令E(T)表示T的平均值，则系统吞吐量Γ可以表示为公式(6)：