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专利号: 2019101109593
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.改进的基于声誉因子与社区化管理的区块链共识算法,其特征在于,包括以下步骤:S1:在网络链路上线前成立默认社区,网络链路上线后根据网络链路中节点的活动建立新的社区,当网络链路中的社区不满足社区成立条件时,该社区进入社区消亡过程;

S2:当新节点加入网络链路中时,初始化新节点,新节点选择一个社区加入,并在满足参选条件之后有权参与选举;

S3:在可进行选举的社区的选举期间内,有权参与选举的节点成为候选人参与竞选或者成为选民为候选人投票;

S4:竞选成功的节点成为社区代表,社区代表缴纳保证金并履行记账操作,并对上一轮选举的赏金进行分配,社区中其他节点对社区代表进行监督操作;

S5:在监督操作中,当当前社区代表不合法记账达n次或者代表的节点声誉降低到RI-min之后,返回步骤S3重新选举一个社区代表替换当前社区代表;否则当前社区代表一直记账直到本轮任期结束。

2.根据权利要求1所述的改进的基于声誉因子与社区化管理的区块链共识算法,其特征在于,所述步骤S1包括:

在网络链路上线前成立的默认社区中,当节点达到满员警戒线max时,默认社区通过分裂形成两个默认社区;当默认社区的节点数量达到min时,社区中的节点进行选举操作、记账操作和监督操作;若默认社区的节点数量达到min,默认社区不参与选举操作和记账操作,仅为节点提供临时停靠点;

当链路上线后,链路中的节点通过申请创建社区,且通过申请创建的社区的初始声誉值为0;若社区达到满员警戒线max,社区进行社区分裂创建新的社区,分裂创建的社区的与原社区的声誉一致;

当有节点提出申请成立新的社区或者申请分裂成立新的社区时,网络中其他社区代表开始投票决定是否同意申请,若投票率达到成立条件则进入社区拟成立或者拟分裂阶段;

在拟成立或者拟分裂开始伴随记账,拟成立或者拟分裂阶段结束时,若该社区达到社区成立条件,则正式成立,否则取消成立;

当社区主动解散或者不满足社区成立条件时,该社区进入社区消亡,若该社区为通过分裂创建的社区,则将该社区中的节点划归到其他由原社区分裂的社区中,否则社区中的节点划归到默认社区。

3.根据权利要求1所述的改进的基于声誉因子与社区化管理的区块链共识算法,其特征在于,社区成立条件包括:

社区节点数量需在min到max+min之间;且社区声誉需保持在社区选举声誉阈值R'以上;且社区内有选举权的节点比例需达到节点选举权百分比r%,且参加选举的节点需达到竞选节点百分比r*%。

4.根据权利要求3所述的改进的基于声誉因子与社区化管理的区块链共识算法,其特征在于,社区声誉的增减包括:

当前社区在选举期间不同的投票率对应不同的社区声誉,设定一个最低声誉标准,当小于最低声誉标准时,对应的声誉值为负数,且声誉值的绝对值与投票率成反比;当大于最低声誉标准时,对应的声誉值为正数,且声誉值的绝对值与投票率成正比;

当社区代表进行记账时,每当社区代表非法记账时,社区声誉将被减分,且被减分数与本轮非法记账的总次数成正比;

当本社区当轮未出现非法记账以至于被替换时,则奖励该社区的社区声誉为X,X为正数;若出现但在规定替换时间Tcg内重新选举社区代表替换出现问题的社区代表,将奖励该社区的社区声誉为X1,且X1

5.根据权利要求1所述的改进的基于声誉因子与社区化管理的区块链共识算法,其特征在于,所述初始化新节点包括:当新节点加入网络,节点停靠在默认社区,且该节点申请加入其他社区时,若申请不成功,间隔t时间后才能重新申请加入该社区;当节点提出加入社区时,社区需向当前社区代表提交申请意向,申请意向包括申请缘由、是否符合该社区属*

性、情况简述,且节点成功加入该社区后,T时间内不允许退出。

6.根据权利要求1所述的改进的基于声誉因子与社区化管理的区块链共识算法,其特征在于,节点参与选举条件包括:节点加入该社区的时间不小于T0,且节点声誉达到节点参选声誉阈值R*;新节点的声誉初始值为0,根据对网络影响程度为不同网络活动设置不同的声誉分值,依据节点参加的网络活动的分值为该节点的节点声誉加分或扣分,且保持在线但未参加网络活动或离线的节点,节点声誉将随时间衰减。

7.根据权利要求6所述的改进的基于声誉因子与社区化管理的区块链共识算法,其特征在于,所述社区代表选举包括:当节点的声誉因子未达到节点参选声誉阈值R*时节点权益为0,当达到节点参选声誉阈值R*获得1点节点权益,当节点的声誉因子大于R*后,节点的声誉因子每升高R0,节点权益加1点;节点在作为选民为候选节点投票时,只能填写一份选票,参加竞选的节点获得的选票数量为所有选民的节点权益值之和;其中以节点提交选票的时间戳为依据,时间戳不在选举时间范围内的票将被丢弃;若该节点在投票期间内退出社区,则该节点选票权益值减半。

8.根据权利要求1所述的改进的基于声誉因子与社区化管理的区块链共识算法,其特征在于,步骤S4具体包括:

S41:记账权交接,本轮社区代表缴纳保证金,同步账本信息,并对上一轮社区代表的账本进行确认;

S42:上一轮记账赏金的分配,本轮社区代表开始行使记账权后,本轮社区代表则开始对上一轮记账获得的赏金进行分配,每次社区代表完成记账则网络发放赏金B,每轮记账社区可最多获得赏金Bonus,每个社区可分配的赏金B为Bonus乘以新社区选举交接完成时该社区的社区声誉Rc,即Bonus=B*Rc;其中Bonus的P%给社区代表,即社区代表分得的赏金总量为Bc=Bonus×P%;将Bonus的Q%分配给社区选民,其中Q%=1-P%,选民获得的赏金总量为BI=Bonus×Q%;

S43:选民节点对社区代表行为进行监督,若发现社区代表声誉值持续跌落到阈值,则选民节点自发投票选择替换。

9.根据权利要求8所述的改进的基于声誉因子与社区化管理的区块链共识算法,其特征在于,对上一次轮选举的赏金进行分配包括:若上一轮的社区代表全程合法记账,则上一轮的社区代表将获得赏金为Bc;若上一轮的社区代表因声誉降低被选民成功罚下,则不分配任何赏金;若上一轮的社区代表因声誉降低但为未被成功罚下,则上一轮的区域代表分得Bc/2赏金;

选民节点赏金的分配将依据上一轮该节点参与选举投票和替换投票的情况进行分配,即在选举期间和替换社区代表期间时共收到有效选票X张,则每张选票可分摊BI/X的赏金;

若节点在选举时投了a张选票,替换时投了b张选票,则该节点可分得赏金为(a+b)×(BI/X);其中节点的选票数量等于提交投票时该节点的节点声誉对应的节点权益值。

10.根据权利要求8所述的改进的基于声誉因子与社区化管理的区块链共识算法,其特征在于,社区中其他节点对社区代表进行监督操作包括当社区代表不合法记账达n次或代表的节点声誉降低到RI-min之后,其他节点从上一轮的候选人中重新投票选举社区代表;该重新选举的区域代表的有效期为本轮任期,若在任期内,该重新选举的社区代表不合法记账达n次或社区代表的声誉降低到RI-min,需有至少全网50%的节点参与投票才能启动替换程序;若社区代表在任期结束前被成功替换,则没收该社区代表的保证金。