北京大学深圳研究生院;中移互联网有限公司李挥获国家专利权
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龙图腾网获悉北京大学深圳研究生院;中移互联网有限公司申请的专利一种安全且可扩展的基于权益投票的共识方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119583076B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411838435.3,技术领域涉及:H04L9/32;该发明授权一种安全且可扩展的基于权益投票的共识方法及系统是由李挥;李武扬;黄伟湘;张燕平;马化军;孙宝寅;熊冰林;温秉璐设计研发完成,并于2024-12-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种安全且可扩展的基于权益投票的共识方法及系统在说明书摘要公布了:本发明提供一种安全且可扩展的基于权益投票的共识方法及系统,包括:步骤S1,定义系统模型;步骤S2,对系统的使用者进行角色分配;步骤S3,定义区块提交规则,在满足预设生成规则的条件下,主节点构建法定证书;当新视图的主节点接收到条超时消息后,生成超时证书;步骤S4,在每个纪元中,验证者委员会的所有验证者运行共识流程,以无冲突的顺序提交区块;步骤S5,每一个纪元的第一个区块,由前一个纪元的最后一个领导者提议,并通过连续两个纪元的验证者委员会一致提交。本发明不仅具有良好的兼容性,适用于Web3.0及元宇宙等多种应用场景,还能够实现更安全的共识过程,有效提高了区块链的可扩展性及安全性。
本发明授权一种安全且可扩展的基于权益投票的共识方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种安全且可扩展的基于权益投票的共识方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤S1,定义系统模型,包括定义故障模型和密码学原语; 步骤S2,对系统的使用者进行角色分配,分配的角色包括用户、候选验证者、验证者和领导者; 步骤S3,定义区块提交规则,在满足预设生成规则的条件下,主节点使用聚合签名从对区块的投票中构建法定证书,其中,预设生成规则的条件为:收到至少个合法投票,并且,收到的这些合法投票的总权益超过;表示拜占庭验证者的上限数量,表示全体验证者的总权益值;当新视图的主节点接收到条超时消息后,生成超时证书; 步骤S4,在每个纪元中,验证者委员会中的所有验证者运行共识流程,以无冲突的顺序提交区块; 步骤S5,每一个纪元的第一个区块,由前一个纪元的最后一个领导者提议,并且通过连续两个纪元的验证者委员会一致提交,以此区块作为特殊区块,实现验证者委员会的动态轮换; 所述步骤S1包括以下子步骤: 步骤S101,设系统模型由个验证者组成,记为集合,其中验证者总权益为,验证者总数量为; 步骤S102,所述故障模型中拜占庭验证者数量不超过个,所有拜占庭验证者所掌控的权益总和小于,以实现对故障模型的定义; 步骤S103,当主节点接收来自每个验证者消息及其相应的签名时,通过公式生成聚合签名;给定消息,其中,通过公钥,验证者对聚合签名进行验证,以实现对密码学原语的定义; 所述步骤S3中,主节点使用聚合签名从对区块的投票中构建法定证书的过程为:当主节点接收到每个验证者的携带权益值的合法投票时,通过个合法投票的签名生成聚合签名,然后由聚合签名和投票权益值列表组合成法定证书;当接收到法定证书,则对应的区块被认证,其新鲜度由视图编号进行排序,视图编号为的区块和法定证书分别表示为和; 所述步骤S3中,当新视图的主节点接收到条超时消息后,将对这些超时消息中的最高视图法定证书签名进行聚合,生成的聚合签名将与新视图信息及原始最高视图法定证书的列表一起拼接出超时证书;随后,新视图的主节点提出一个携带该超时证书的新区块; 所述步骤S3的区块提交规则为:通过验证者检查本地区块链,当最高视图法定证书和该最高视图法定证书所指向的块以及其父块这三者之间构成了双链,且第一个链是单直接链,则验证者提交该最高视图法定证书指向的块的父块;否则,继续等待,直到本地区块链满足双链规则; 所述步骤S4包括以下子步骤: 步骤S401,用于实现领导者选举,共识过程运行在一系列单调递增的视图中,每个视图都映射到一个唯一的领导者来提议有效的区块;当一个验证者在视图接收到包含法定证书的区块并提交了视图的区块时,提交的区块中的法定证书将作为确定视图的领导者的随机性来源,领导者从当前的验证者列表中按照权益加权随机选举;当一个验证者在视图中未能提交视图的区块时,将使用轮询回退机制来确定视图的领导者; 步骤S402,用于实现领导者提案,当领导者收集到的投票数不少于,并且高度连续的特定数量区块的权益和超过时,视图号连续增加,此时,视图的领导者从视图接收投票并将其聚合为法定证书;随后,这个法定证书被包含在视图的区块提案中,并广播给其他验证者; 步骤S403,用于实现验证者投票,如果收到的区块包含法定证书,验证者验证的条件;如果区块包含超时证书,验证者验证超时证书的聚合签名和最高视图法定证书的有效性,先通过迭代每个法定证书的视图编号并选择最高的编号,获取对应的最高视图法定证书,然后确认区块是否基于该最高视图法定证书指向的区块扩展来进行验证;当区块验证有效,验证者接受该提议,并将其对区块的投票发送给下一视图的领导者;当区块验证无效,验证者拒绝该提议; 步骤S404,验证者本地检查区块链是否满足双链规则,直到是则判断为检查到双链的形成,提交区块; 所述步骤S5中,两个连续纪元的委员会都对特殊区块以及该特殊区块后续的两个区块进行投票;其中,来自纪元的投票形成纪元的法定证书,来自纪元的投票形成纪元的法定证书,特殊区块在纪元和纪元之间满足双链规则。
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