申请/专利权人：重庆邮电大学

申请日：2022-10-10

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN116074310B

主分类号：H04L67/10

分类号：H04L67/10;H04L67/1097;H04L41/00;H04L9/40;H04L9/32

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2023.05.23#实质审查的生效;2023.05.05#公开

摘要：本发明请求保护一种基于环签名的改进的委托权益证明的区块链共识方法，属于区块链技术领域，其包括以下步骤：步骤1、共识节点的选取步骤；步骤2、共识达成步骤；步骤3、恶意节点处罚步骤。此共识方法结合了工作量证明共识机制，但能耗远比工作量共识机制要小的多，每个节点不需要像工作量证明共识机制一样，需要不停的竞争记账权。同时在达成公式的投票阶段使用环签名来对区块生成者的身份进行加密，见证者节点并不知道区块生成节点的具体身份，使其见证者节点不能合伙作恶。增加了匿名性与安全性。

主权项：1.一种基于环签名的改进的委托权益证明的区块链共识方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、共识节点的选取步骤；用于选出共识达成步骤中的投票节点与区块生成节点；步骤2、共识达成步骤；用于生成新区块，并且对新区块进行验证与投票；步骤3、恶意节点处罚步骤；用于处罚恶意节点；所述步骤1共识节点的选取步骤具体包括：1.1区块链系统广播选举消息；1.2节点计算Diffvalue值；Diffvalue表示根据基础难度值计算出的符合要求的难度值；1.3节点回应选举消息；1.4系统监管者筛选选举消息；1.5系统监管者选取见证者与候选者；所述步骤1.1区块链系统广播选举消息，具体包括：区块链系统向整个网络中的每个节点广播消息nonce、D节点Ni收到消息nonce，D后，从区块链中获取上一个区块头PreBlockHead，计算HASHHASHPreBlockHead，nonce作为自己的Diffvalue发送给系统监管者；所述步骤1.2节点计算Diffvalue值，具体包括：Diffvalue＝HASHHASHPreBlockHead，nonce；所述步骤1.3节点回应选举消息，具体包括：节点Ni观察比较公式Diffvalue＜D的值，如果该值为假，则重复步骤1.2，如果这是真的，那么将Diffvalue，Ni发给系统监管者；所述步骤1.4系统监管者筛选选举消息，具体包括：系统监管者解密后剔除状态为ERROR的块后，按照接收到选举消息的时间排序，选取前201个节点，并返回其标志位；所述步骤1.5系统监管者选取见证者与候选者，具体包括：前一百个节点为见证者节点，对其赋予第几轮次共识生成节点的权利，然后将节点Ni分配到见证者节点集合NC中，集合NC中的节点作为一个社区来进行共识；101-201节点为候选者节点，然后将节点Ni分配到一致节点集合NA中此类节点作为见证者节点的候补节点；所述步骤2共识达成步骤具体包括：系统监管者向区块见证者节点发送环签名的公钥集PKSet，与私钥SKcRsiggn；2.1每一个见证者节点都收集上一个块生成到目前的交易，并生成MakleTree；2.2区块生成者节点生成区块表达式；2.3区块生成者节点广播新区块信息；2.4见证者节点根据新区块信息进行投票；2.5见证者节点生成投票信息；2.6区块生成者节点统计投票信息，并广播结果；若不同意该新区块进入恶意节点处罚阶段；所述步骤2.1φ2.6具体为：每一个见证者节点都收集上一个块生成到目前的交易，并生成MakleTree；2.1排名第一的节点生成块的表达式Block＝《NORMAL，HASHPreBlock，MakleTreeRoot，Time，D，Diffvalue，txs，Time表示时间，txs表示最近交易；用SKRsign对其进行匿名环签名，然后在区块见证者之间广播，NORMAL代表该块的状态是默认的；如果该块达成了共识，该块的状态变为Good；其他的区块都会在此区块的后面挖掘新的区块，如果区块的状态为ERROR，那就说明没有达成共识，进入恶意节点处罚阶段后，重新进行共识；2.2排名第一的节点使用环签名FRsignPKSet，SKcRsign，order对order值进行加密，输出环签名σcRsign并生成广播消息，PKSet是环签名的公钥；σcRsign表示排名第一的节点的环签名；messc＝σcRsign，Time，D，order，MakleTreeRoot，PKSet，2.3其他见证者节点收到广播消息，选取最小order的进行验证签名的合法性，FRsign·verifyPKSet，order，σcRsign，FRsign·verify表示环签名验证；如果正确则证明广播消息确实来自于排名第一的节点，验证错误不对其进行投票，选取下一个order验证；2.4每个见证者节点将收到的MakleTreeRoot与自己生成的验证MakleTreeRootverify相比较，如果相同，投赞成票，如果不同，投反对票；见证节点Nci用私钥加密投票信息； 2.5区块生成者接受到广播消息后比较order值，如果与自身order值相同则用解密该消息，然后统计票数.countagree＝∑voteagree，countdisagree＝∑votedisagreecountagree、countdisagree分别表示同意的票数与不同意的票数；若countagree＜countdisagree，说明大部分见证者节点不同意该区域块的生成，则节点广播消息；BlockERROR＝《ERROR，HASHPreBlock，MekleTreeRoot，Time，D，Diffvalue，txs2.6所有的节点收到BlockERROR，后，区块生成节点被视作恶意节点，进入恶意节点处罚阶段；2.7进入恶意节点处罚阶段；2.8恶意节点处罚阶段结束后，重新进行共识阶段；2.9若同意该新区块，系统监管者验证新区块；2.10区块生成节点退出见证者节点集合；2.11系统监管者补全见证者集合与候选者集合；所述步骤3恶意节点处罚阶段具体包括：3.1系统监管者终止共识阶段；3.2系统监管者检查恶意操作；3.3对恶意节点进行处罚；3.4系统监管者补全见证者集合；3.5系统监管者补全候选者集合；3.6重新启动共识阶段；所述步骤3.1-3.6具体包括以下步骤：3.1系统监管者终止共识阶段；3.2监管者收集所有的恶意节点的投票信息，并用其公钥解密该消息，验证该节点确实进行了恶意操作；3.3将恶意节点的信息全网广播，并设置其不能参加此后的7日内公式节点的选取，并对其进行罚款操作；所以说如果恶意节点作恶，那么将收到极其严重的惩罚；节点被视作恶意节点处罚后，7日内不能竞争共识节点，只能作为普通的交易节点；3.4若总共有m个恶意节点，系统监管者将m个作恶节点剔除出见证者节点集合，然后选取候选者节点的前m个节点，进入见证者节点集合；系统监管者对见证者集合重新排序，并对各个节点返回其顺序标识；3.5系统监管者进行公式节点选取阶段，选取前m名进入候补队列，其他节点依旧是普通节点标志位返回T；3.6进行完如上操作，系统监管者重新启动共识阶段。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 重庆邮电大学 基于环签名的改进的委托权益证明的区块链共识方法

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