一种基于委托的数据广播服务证明共识协议应用方法技术

本申请公开了一种基于委托的数据广播服务证明共识协议应用方法，包括：区块链共识初始化步骤；数据传播服务步骤；通证转账和服务证明交易转换步骤；选举被委托节点步骤；委托节点构造创块交易发放奖励步骤；委托节点构造新区块步骤；委托节点区块共识步骤。与现有的基于区块链的共识协议相比，本申请通过奖励(虚拟通证)激励用户进行数据传播，可以有效的促进网络中各个节点参与数据传播服务从而提高消息的传播范围以及影响力；提出的共识协议可以减少传统区块链共识协议如工作量证明协议等的资源浪费问题；进一步提供数据的传播范围以及影响力；且不依赖任何金融机构，减少因存在第三方带来的信任问题。存在第三方带来的信任问题。存在第三方带来的信任问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于委托的数据广播服务证明共识协议应用方法


[0001]本申请涉及网络空间安全
，尤其涉及一种基于委托的数据广播服务证明共识协议应用方法。

技术介绍

[0002]随着互联网技术的快速发展，越来越多的设备开始接入互联网中，广告以及路况情况等等用于提高服务质量的消息如何在传播的范围尽可能多是目前亟需解决的一个问题涉及的场景包括但不限于自动驾驶、广告广播等。但由于在数据传播中需要消耗一定的通信资源，包括网络带宽和存储资源等，使得网络中的节点缺乏动力参与数据传输服务。一些节点甚至为了节省通信资源的成本，会试图丢弃分配给它的消息。例如，在自动驾驶的场景中，如果车辆等具有通信能力的移动设备不及时的传播其他设备共享的路况信息，就可能导致由于缺乏及时路况消息，导致车辆作出错误的操作从而发生严重的事故。
[0003]为了解决上述问题，迫切需要一个有效的激励机制，一些方案提出了基于信誉的解决方案，在网络中引入一个可信的机构，根据节点的行为确立其信誉值从而确定每个节点提供消息传递服务时可获得的奖励。基于信誉的解决方案的一个缺点是，中心化的可信机构可能会受到单点故障的影响。在中心化的可信机构的情况下，也有一些方案提出在区块链上建立了激励机制，提供了一个分布式的解决方案。然而，PoW(Proofof
‑
Work)中的传统激励方案不适合数据传输的场景，因为POW需要参与者消耗大量的计算资源到挖矿工作中，而往往参与数据传递的节点缺乏计算能力。
[0004]因此，目前迫切需要一个不仅能减少计算资源的浪费，而且能激励资源有限的节点参与消息传递时的方法。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种基于委托的数据广播服务证明共识协议应用方法，以解决现有技术中计算资源被浪费、节点缺乏计算能力的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提出一种基于委托的数据广播服务证明共识协议应用方法，包括：区块链共识初始化步骤：区块链的参与节点分为服务器节点、消息认证机构以及轻量级客户端节点；其中，轻量级客户端节点以及服务器节点进入区块链系统前需要向消息认证机构注册其身份，申请一对用于区块链交易的公钥和私钥；同时，根据节点注册的物理地址将其划分为不同的分片，在初始化节点每一分片还需随机选举出负责第一轮新区块生成的共识节点列表；其中上一轮的共识节点列表中的最后一个节点负责更新下一轮的共识节点列表；数据传播服务步骤：轻量级客户端获取到待发送的消息后，轻量级客户端对待发送消息进行签名构建，并向附近的其他节点一对一发送签名构造消息，其他节点接收到签名构造消息后验证签名构造消息是否有效；当签名构造消息有效时，其他节点则回发响应消息；通证转账和服务证明交易转换步骤：提供数据传播服务后，需要通过构造服务证明交易将数据传播服务转换为服务证明，其中服务证明用于在节点所属分片中使用；同
时，节点利用转账交易将虚拟通证转发至其他节点，如果交易双方来自不同分区，则交易的处理由接收方所属分区进行处理；选举被委托节点步骤：轻量级客户端节点选举某一服务器节点作为被委托者替代轻量级客户端节点参与区块链共识，轻量级客户端节点以获得的服务证明交易作为输入构造投票交易，投票交易输出为所选择的服务器节点的公钥；委托节点构造创块交易发放奖励步骤：以委托节点的投票交易作为输入构造创块交易，并根据各个节点委托给其的服务证明交易来构造创块交易，其输出将创币奖励按比例发放给各个委托节点；委托节点构造新区块步骤：被委托节点按照上一轮区块的共识节点列表生成新的区块，打包属于同一分片的未处理交易以及创块交易；若此时被委托节点是共识节点列表中的最后一个节点，则负责计算本轮新打包的投票交易；根据投票交易计算被委托节点的权值，按照权值高低排序选择前k个权值对应的节点为下一轮的共识节点列表，其中，k为预设常数；委托节点区块共识步骤：广播新生成的区块给同一分片中的其他服务器节点，共识节点列表中的其他节点收到新区块后需要对区块进行签名并广播签名消息，获得超过共识节点列表中三分之二节点确认的区块才被加入到区块链中。
[0007]可选地，区块链共识初始化步骤，包括：服务器节点包括通信资源、计算资源以及存储资源，能够完整存储区块链的数据，并存储有网络中传播的各类消息，服务器节点之间定期的同步区块链数据，并且根据委托方的委托与其他服务器节点竞争挖矿权；服务器节点进入区块链系统前，先向消息认证机构提交其物理地址以及其公钥；轻量级客户端节点通过接受和转发消息来提供数据传播服务，并通过区块链的服务交易证明将其提供的服务转换为服务证明，并且作为委托方利用投票交易将其委托服务证明委托给服务器节点，并且作为委托方利用投票交易将其委托服务证明委托给服务器节点，由服务器节点代替其参与区块链共识获得奖励，同时还能够进行虚拟通证的交易；轻量级客户端节进入区块链系统前，先向消息认证机构提交其物理地址以及其公钥；消息认证机构负责对进入区块链的节点的公钥进行认证并颁发证书，将进去区块链的节点划分到不同的分片中，同时，从不同的分片中随机选取一定数量的节点作为负责第一轮新区块生成的共识节点列表。
[0008]可选地，数据传播服务步骤，包括：轻量级客户端节点将需要传播的消息通过网络发送给周围的实体，节点将签名构造信息转发至其他节点，首先需要用其密钥在传递消息的上构造签名；接受到其他节点发送过来的消息后，节点需要使用发送方提供的公钥进行验证，若验证通过则回复相应的响应消息证明接受到发送方发送的消息；同时，接受到新消息后，节点能够将新消息传播给其他节点以提供数据传播服务。
[0009]可选地，通证转账和服务证明交易转换步骤，包括：轻量级客户端节点将其获得的签名构造信息对应的响应消息绑定，用其私钥进行签名作为输入，轻量级客户端对应的公钥作为交易的输出，构造服务证明交易；轻量级客户端节点进行通证转账，获得虚拟通证后能够通过转账交易花费通证；转账接收方接收到转账交易后能够以交易作为输入继续构造转账交易进行花费。
[0010]可选地，选举被委托节点步骤，包括：轻量级客户端节点构造投票交易将服务证明交易委托给其选定的属于相同分片的服务器节点，投票交易的输入为未使用的服务证明交易，输出为服务器节点的公钥，投票交易的票值Vote
i
按以下公式计算：Vote
i
＝BM*a+FM*b其中，i表示轻量级客户端节点，BM表示未使用的服务证明交易所包含的广播消息的数量，FM表示未使用的服务证明交易所包含的传递消息的数量，a代表BM消息的权重取值，为0
‑
1；b
代表FM消息的计算权重取值，为0
‑
1。
[0011]可选地，委托节点构造创块交易发放奖励步骤，包括：服务器节点以未花费的投票交易作为创币交易的输入，根据所有作为输入的未花费投票交易的权值，其中权值Vote计算公式如下：Vote＝∑
i
Vote
ij
其中，Vote
ij
表示轻量级客户端节点i投票给服务器节点j的权值；根据权值为交易对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于委托的数据广播服务证明共识协议应用方法，其特征在于，包括：区块链共识初始化步骤：区块链的参与节点分为服务器节点、消息认证机构以及轻量级客户端节点；其中，所述轻量级客户端节点以及所述服务器节点进入区块链系统前需要向所述消息认证机构注册其身份，申请一对用于区块链交易的公钥和私钥；同时，根据节点注册的物理地址将其划分为不同的分片，在初始化节点每一分片还需随机选举出负责第一轮新区块生成的共识节点列表；其中上一轮的共识节点列表中的最后一个节点负责更新下一轮的共识节点列表；数据传播服务步骤：所述轻量级客户端获取到待发送的消息后，所述轻量级客户端对所述待发送消息进行签名构建，并向附近的其他节点一对一发送签名构造消息，所述其他节点接收到所述签名构造消息后验证所述签名构造消息是否有效；当所述签名构造消息有效时，所述其他节点则回发响应消息；通证转账和服务证明交易转换步骤：提供所述数据传播服务后，需要通过构造服务证明交易将所述数据传播服务转换为服务证明，其中所述服务证明用于在节点所属分片中使用；同时，所述节点利用转账交易将虚拟通证转发至其他节点，如果交易双方来自不同分区，则所述交易的处理由接收方所属分区进行处理；选举被委托节点步骤：所述轻量级客户端节点选举某一服务器节点作为被委托者替代轻量级客户端节点参与区块链共识，所述轻量级客户端节点以获得的所述服务证明交易作为输入构造投票交易，所述投票交易输出为所选择的服务器节点的公钥；委托节点构造创块交易发放奖励步骤：以委托节点的投票交易作为输入构造创块交易，并根据各个节点委托给其的服务证明交易来构造所述创块交易，其输出将创币奖励按比例发放给各个委托节点；委托节点构造新区块步骤：被委托节点按照上一轮区块的共识节点列表生成新的区块，打包属于同一分片的未处理交易以及创块交易；若此时被委托节点是所述共识节点列表中的最后一个节点，则负责计算本轮新打包的投票交易；根据所述投票交易计算被委托节点的权值，按照所述权值高低排序选择前k个权值对应的节点为下一轮的共识节点列表，其中，k为预设常数；委托节点区块共识步骤：广播新生成的区块给同一分片中的其他服务器节点，所述共识节点列表中的其他节点收到新区块后需要对区块进行签名并广播签名消息，获得超过所述共识节点列表中三分之二节点确认的区块才被加入到区块链中。2.根据权利要求1所述的基于委托的数据广播服务证明共识协议应用方法，其特征在于，所述区块链共识初始化步骤，包括：所述服务器节点包括通信资源、计算资源以及存储资源，能够完整存储区块链的数据，并存储有网络中传播的各类消息，服务器节点之间定期的同步区块链数据，并且根据委托方的委托与其他服务器节点竞争挖矿权；所述服务器节点进入所述区块链系统前，先向所述消息认证机构提交其物理地址以及其公钥；所述轻量级客户端节点通过接受和转发消息来提供所述数据传播服务，并通过所述区块链的服务交易证明将其提供的服务转换为服务证明，并且作为委托方利用所述投票交易将其委托服务证明委托给所述服务器节点，并且作为委托方利用所述投票交易将其委托服务证明委托给服务器节点，由所述服务器节点代替其参与区块链共识获得奖励，同时还能
够进行虚拟通证的交易；所述轻量级客户端节进入所述区块链系统前，先向所述消息认证机构提交其物理地址以及其公钥；所述消息认证机构负责对进入区块链的节点的公钥进行认证并颁发证书，将进去区块链的节点划分到不同的分片中，同时，从不同的分片中随机选取一定数量的节点作为负责第一轮新区块生成的共识节点列表。3.根据权利要求2所述的基于委托的数据广播服务证明共识协议应用方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宇娴，李明，王志宏，李勇标，叶琳芸，
申请(专利权)人：区块链新科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：