区块链混合共识数据处理方法和系统与流程

1.本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种区块链混合共识数据处理方法和系统以及电子设备、存储介质。


背景技术：

2.区块链从2009年发展至今，已经演变出多种的公链共识机制，主要包括：工作量证明机制(pow)、权益证明机制(pos)、股份授权证明机制(dpos)等。
3.pow机制(proof of work，工作量证明)
4.工作量证明机制即对于工作量的证明，工作原理纯粹依靠算力，谁的算利大谁就拥有更多的生成区块的可能。
5.优点：算法简单，具有完全去中心化的优点。同时就是安全性非常的高，破坏系统需要极大成本，比特币安全运行十年依然没有出现任何大的系统隐患。
6.缺点：因为矿机设备需要耗费了大量的电力和水力，资源浪费严重，处理效率比较低。
7.pos机制(proof of stake,权益证明)
8.权益证明要求证明人提供一定数量加密货币的所有权即可。它把pow中的算力，改成了权益，拥有币多的人，权益大，而拥有权益越大，成为下一个记账人的可能越大。
9.优点：矿工不需要去拼算力，也不那么费电，会缩短达成共识的时间。
10.缺点：拥有代币的大户可以坐享其成，而且所有参与者可以持币拿利息。卖币的人变少，流动性相对不足。
11.dpos机制(delegated proof of stake，股份授权证明)
12.基于dpos机制建立的区块链的去中心化依赖于一定数量的代表，而非全体用户。全体节点投票选举出一定数量的节点代表，由他们来代理全体节点确认区块、维持系统有序运行。区块链中的全体节点具有随时罢免和任命代表的权力。是把pos中，记账人的角色专业化，通过权益选出记账人，记账人之间轮流记账。
13.优点：继承了pos的有点且比pos更快的效率和更高的性能，达到秒级的共识验证速度。
14.缺点：为了性能，对去中心化做了一个妥协。已经不是真正意义上的“去中心化”，变成了“部分去中心化”。
15.与很多分布式系统一样，区块链技术中有一个“不可能三角形”，就是去中心化(公平)、效率和安全性不可能同时做到最优。一些区块链技术系统更加注重去中心化的公平性，交易效率相对较低；一些区块链技术系统更加注重效率，去中心化的公平性就要被牺牲；强调公平性和效率的同时，也不能忽视安全性。这三者之间的兼顾和均衡，就产生了区块链技术创新的不同方向。
16.去中心化和公平性是区块链技术的核心价值。它是共识、不可篡改、可信、价值传递的基础。可以说，去中心化是区块链技术系统的第一原则。比特币区块链是第一个区块链
系统，在设计上是非常讲究去中心化和公平性的，比如采用pow共识算法，很多节点共识，这种系统公平性做的很好。但是，在完全去中心化的系统中，效率还是存在很大问题的。以比特币为例，每个区块2m，每秒交易笔数只有7笔，交易效率很低。以太坊的交易效率也不高，每秒交易笔数也只有十几笔。某种程度上，这些系统的安全性也受到很大挑战，围绕比特币、以太坊的密钥被盗、智能合约漏洞、隐私泄露等问题也比较突出。
17.效率是区块链技术在经济社会各个领域应用的关键性能要求。比特币提高效率的方法是采用侧链、闪电网络等解决方案。这些方案必然要求降低公平性，例如，把很多小额交易放到了相对中心化系统上去做。以太坊希望通过pos算法和分片的技术来实现效率提升，也是要把节点分片，降低去中心化程度。在更加商业化的eos系统中，交易效率达到每秒2000笔以上，直接采用dpos共识，21个超级节点，通过降低“去中心化”来提高效率。实际上，对区块链系统的技术改造和创新，就是要能够兼顾公平和效率，侧链、跨链、pos、dpos、分片、闪电网络等都是这样的做法。当然，提升效率的同时，同样要加强安全性。
18.安全性是区块链技术应用的保障。在区块链技术创新中，安全性往往被忽略。但是，区块链涉及数字货币和数字资产，安全性其实是更为重要的。360公司给eos上过一课，任何漏洞都可能造成不可挽回的损失。安全性是每一个区块链系统都要面对的问题，不管是去中心化的比特币，还是多中心化的eos和其他区块链系统。安全性涉及网络安全、数据安全、计算节点安全、合约安全、钱包安全、隐私保护等多个方面，需要采用立体化的防御手段来加固安全措施。


技术实现要素：

19.本发明实施例的目的在于提供一种区块链混合共识数据处理方法和系统以及电子设备、存储介质，用以解决现有区块链不可能三角的平衡的问题。
20.为实现上述目的，本发明实施例提供一种区块链混合共识数据处理方法，采用工作量证明和股份授权证明结合的混合共识机制，包括：
21.通过质押用户的加密货币创建该用户的区块链节点；
22.通过获取用户对已创建节点质押的加密货币对该节点进行投票，其中，当所述已创建节点满足最低投票条件时，激活该节点；
23.通过工作量证明竞争给予已激活节点作为记账组节点的资格；
24.令所述获得记账组资格的节点进行轮巡出块记账，根据出块结果对所述获得记账组资格的节点进行奖惩。
25.进一步的，所述通过质押用户的加密货币创建该用户的区块链节点，包括：
26.预设创建区块链节点所需质押的加密货币数值；
27.获取用户创建区块链节点的请求，并收取该用户质押的加密货币；
28.核算所述质押的加密货币数值，其中，当所述质押的加密货币数量达到预设的数值时，创建区块链节点，否则拒绝用户请求；
29.将所述创建的区块链节点与该用户的地址绑定。
30.进一步的，所述通过获取用户对已创建节点质押的加密货币对该节点进行投票，包括：
31.预设激活区块链节点所需的投票数值；
32.获取用户激活区块链节点的请求，并收取该用户质押的加密货币作为投票；
33.核算所述质押的加密货币数值作为投票数值，其中，当所述投票数值达到预设的投票数值时，激活该区块链节点，否则拒绝用户请求；
34.为所述激活的区块链节点提供竞争记账组节点的资格。
35.进一步的，所述通过工作量证明竞争给予已激活节点作为记账组节点的资格，包括：
36.在本轮记账开始时，对所述已激活节点继续工作量证明的对比，其中，工作量证明更高的所述已激活节点获得记账组资格，未获得记账资格的节点，继续通过工作量证明竞争下一轮记账组资格；
37.令所述获得记账组资格的已激活节点进入本轮出块记账，直至本轮记账结束，其中，所述禁止进入本轮出块记账的已激活节点获取进入下一轮出块记账的资格；
38.进一步的，所述令所述获得记账组资格的节点进行轮巡出块记账，根据出块结果对所述获得记账组资格的节点进行奖惩，包括：
39.获取出块记账的节点的出块结果，其中，当所述出块记账的节点的出块结果满足正常要求，将该节点作为正常出块节点，否则作为非正常出块节点；
40.对所述正常出块节点提供出块加密货币作为奖励，对所述非正常出块节点记录黄牌、红牌作为惩罚，其中，一次非正常出块记录黄牌，两次非正常出块记录红牌，得到所述红牌记录的出块节点禁止获得出块资格；
41.对参与工作量证明竞争但未进入记账组的节点，提供本轮工作量证明竞争的奖励，其中，所述本轮工作量证明竞争的奖励为加密货币。
42.一种区块链混合共识数据处理系统，采用工作量证明和股份授权证明结合的混合共识机制，包括：
43.节点创建模块，用于通过质押用户的加密货币创建该用户的区块链节点；
44.节点激活模块，用于通过获取用户对已创建节点质押的加密货币对该节点进行投票，其中，当所述已创建节点满足最低投票条件时，激活该节点；
45.节点竞争模块，用于通过工作量证明竞争给予已激活节点作为记账组节点的资格；
46.节点奖励模块，用于记账令所述获得记账组资格的节点进行轮巡出块记账，根据出块结果对所述获得记账组资格的节点进行奖惩。
47.进一步的，所述节点创建模块，包括：
48.质押设置单元，用于预设创建区块链节点所需质押的加密货币数值；
49.质押收取单元，用于获取用户创建区块链节点的请求，并收取该用户质押的加密货币；
50.质押核算单元，用于核算所述质押的加密货币数值，其中，当所述质押的加密货币数量达到预设的数值时，创建区块链节点，否则拒绝用户请求；
51.节点绑定单元，用于将所述创建的区块链节点与该用户的地址绑定。
52.进一步的，所述节点激活模块，包括
53.投票设置单元，用于预设激活区块链节点所需的投票数值；
54.投票收取单元，用于获取用户激活区块链节点的请求，并收取该用户质押的加密
货币作为投票；
55.投票核算单元，用于核算所述质押的加密货币数值作为投票数值，其中，当所述投票数值达到预设的投票数值时，激活该区块链节点，否则拒绝用户请求；
56.记账资格设置单元，用于为所述激活的区块链节点提供竞争记账组节点的资格。
57.进一步的，所述节点竞争模块，包括：
58.工作量证明竞争单元，用于在本轮记账开始时，对所述已激活节点继续工作量证明的对比，其中，工作量证明更高的所述已激活节点获得记账组资格，未获得记账资格的节点，继续通过工作量证明竞争下一轮记账组资格；
59.出块记账单元，用于令所述获得记账组资格的已激活节点进入本轮出块记账，直至本轮记账结束，其中，所述禁止进入本轮出块记账的已激活节点获取进入下一轮出块记账的资格；
60.进一步的，所述节点奖励模块，包括：
61.出块结果核算单元，用于获取出块记账的节点的出块结果，其中，当所述出块记账的节点的出块结果满足正常要求，将该节点作为正常出块节点，否则作为非正常出块节点；
62.出块奖惩核算单元，用于对所述正常出块节点提供出块加密货币作为奖励，对所述非正常出块节点记录黄牌、红牌作为惩罚，其中，一次非正常出块记录黄牌，两次非正常出块记录红牌，得到所述红牌记录的出块节点禁止获得出块资格；
63.竞争奖励核算单元，用于对参与工作量证明竞争但未进入记账组的节点，提供本轮工作量证明竞争的奖励，其中，所述本轮工作量证明竞争的奖励为加密货币。
64.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在所述处理器中执行可实现上述中任一种方法。
65.一种存储介质，存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在处理器中执行可实现上述中任一种方法。
66.本发明实施例具有如下优点：
67.1、质押创建区块链节点增加了节点作恶的成本；
68.2、质押投票使更多用户可以方便的参与到区块链网络的治理，质押同时可以减少流动性，保持币价稳定升值；
69.3、节点激活后的pow工作量竞争机制，使区块链网络节点具备高去中心化特性；
70.4、同一节点不会连续进入的记账组，有效避免51％算力攻击，网络出块记账更加安全；
71.5、采取pow竞争记账组方式，使网络效率得到大幅提高。
附图说明
72.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
73.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的
实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
74.图1为本发明实施例提供的区块链混合共识数据处理方法示意图。
75.图2为本发明实施例提供的区块链混合共识数据处理系统示意图。
具体实施方式
76.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
77.实施例1
78.本技术技术方案原理简单类比议会制度，创建节点就像竞争议员资格，首先要表明自己竞选议员的承诺(质押创建节点)，通过选民投票(投票质押)获得支持，投票支持达到一定条件获得议员资格(节点激活)，获得议员资格后通过工作量(工作能力)证明竞争议会常务委员资格(出块记账资格)。
79.提供一种区块链混合共识数据处理方法，采用工作量证明和股份授权证明结合的混合共识机制，包括：
80.s100、通过质押用户的加密货币创建该用户的区块链节点；
81.s200、通过获取用户对已创建节点质押的加密货币对该节点进行投票，其中，当所述已创建节点满足最低投票条件时，激活该节点；
82.s300、通过工作量证明竞争给予已激活节点作为记账组节点的资格；
83.s400、令所述获得记账组资格的节点进行轮巡出块记账，根据出块结果对所述获得记账组资格的节点进行奖惩。
84.在进一步的此实施例中，所述通过质押用户的加密货币创建该用户的区块链节点，包括：
85.s110、预设创建区块链节点所需质押的加密货币数值；
86.s120、获取用户创建区块链节点的请求，并收取该用户质押的加密货币；
87.s130、核算所述质押的加密货币数值，其中，当所述质押的加密货币数量达到预设的数值时，创建区块链节点，否则拒绝用户请求；
88.s140、将所述创建的区块链节点与该用户的地址绑定。
89.在进一步的此实施例中，所述通过获取用户对已创建节点质押的加密货币对该节点进行投票，包括：
90.s210、预设激活区块链节点所需的投票数值；
91.s220、获取用户激活区块链节点的请求，并收取该用户质押的加密货币作为投票；
92.s230、核算所述质押的加密货币数值作为投票数值，其中，当所述投票数值达到预设的投票数值时，激活该区块链节点，否则拒绝用户请求；
93.s240、为所述激活的区块链节点提供竞争记账组节点的资格。
94.在进一步的此实施例中，所述通过工作量证明竞争给予已激活节点作为记账组节点的资格，包括：
95.s310、在本轮记账开始时，对所述已激活节点继续工作量证明的对比，其中，工作量证明更高的所述已激活节点获得记账组资格，未获得记账资格的节点，继续通过工作量证明竞争下一轮记账组资格；
96.s320、令所述获得记账组资格的已激活节点进入本轮出块记账，直至本轮记账结束，其中，所述禁止进入本轮出块记账的已激活节点获取进入下一轮出块记账的资格；
97.在进一步的此实施例中，所述令所述获得记账组资格的节点进行轮巡出块记账，根据出块结果对所述获得记账组资格的节点进行奖惩，包括：
98.s410、获取出块记账的节点的出块结果，其中，当所述出块记账的节点的出块结果满足正常要求，将该节点作为正常出块节点，否则作为非正常出块节点；
99.s420、对所述正常出块节点提供出块加密货币作为奖励，对所述非正常出块节点记录黄牌、红牌作为惩罚，其中，一次非正常出块记录黄牌，两次非正常出块记录红牌，得到所述红牌记录的出块节点禁止获得出块资格；
100.s430、对参与工作量证明竞争但未进入记账组的节点，提供本轮工作量证明竞争的奖励，其中，所述本轮工作量证明竞争的奖励为加密货币。
101.方案中创建节点首先采取dpos选举机制，创建节点质押提高节点作恶的处罚成本，节点投票激活使更多用户可以方便参与，质押同时可以减少流动性，保持币价稳定升值，用户更加公平的参与节点网络建设。节点激活后的pow工作量竞争机制，使区块链网络节点具备高去中心化特性；同一节点不会连续进入的记账组，有效避免51％算力攻击，网络出块记账更加安全。采取pow竞争记账组方式，使网络效率得到大幅提高。
102.本方案的创新点主要在解决区块链不可能三角问题。通过对pow和dpos共识机制的有效组合，在保证高去中心化、安全、公平的前提下，使区块链效率(tps)得到数量级提高。即保证了pow的高去中心化的安全性、公平性，又保证了dpos的高效率。使用该混合共识机制技术方案的区块链更加具备商业化应用前景。
103.实施例2
104.提供一种区块链混合共识数据处理系统，采用工作量证明和股份授权证明结合的混合共识机制，包括：
105.节点创建模块，用于通过质押用户的加密货币创建该用户的区块链节点；
106.节点激活模块，用于通过获取用户对已创建节点质押的加密货币对该节点进行投票，其中，当所述已创建节点满足最低投票条件时，激活该节点；
107.节点竞争模块，用于通过工作量证明竞争给予已激活节点作为记账组节点的资格；
108.节点奖励模块，用于记账令所述获得记账组资格的节点进行轮巡出块记账，根据出块结果对所述获得记账组资格的节点进行奖惩。
109.在进一步的此实施例中，所述节点创建模块，包括：
110.质押设置单元，用于预设创建区块链节点所需质押的加密货币数值；
111.质押收取单元，用于获取用户创建区块链节点的请求，并收取该用户质押的加密货币；
112.质押核算单元，用于核算所述质押的加密货币数值，其中，当所述质押的加密货币数量达到预设的数值时，创建区块链节点，否则拒绝用户请求；
113.节点绑定单元，用于将所述创建的区块链节点与该用户的地址绑定。
114.在进一步的此实施例中，所述节点激活模块，包括
115.投票设置单元，用于预设激活区块链节点所需的投票数值；
116.投票收取单元，用于获取用户激活区块链节点的请求，并收取该用户质押的加密货币作为投票；
117.投票核算单元，用于核算所述质押的加密货币数值作为投票数值，其中，当所述投票数值达到预设的投票数值时，激活该区块链节点，否则拒绝用户请求；
118.记账资格设置单元，用于为所述激活的区块链节点提供竞争记账组节点的资格。
119.在进一步的此实施例中，所述节点竞争模块，包括：
120.工作量证明竞争单元，用于在本轮记账开始时，对所述已激活节点继续工作量证明的对比，其中，工作量证明更高的所述已激活节点获得记账组资格，未获得记账资格的节点，继续通过工作量证明竞争下一轮记账组资格；
121.出块记账单元，用于令所述获得记账组资格的已激活节点进入本轮出块记账，直至本轮记账结束，其中，所述禁止进入本轮出块记账的已激活节点获取进入下一轮出块记账的资格；
122.在进一步的此实施例中，所述节点奖励模块，包括：
123.出块结果核算单元，用于获取出块记账的节点的出块结果，其中，当所述出块记账的节点的出块结果满足正常要求，将该节点作为正常出块节点，否则作为非正常出块节点；
124.出块奖惩核算单元，用于对所述正常出块节点提供出块加密货币作为奖励，对所述非正常出块节点记录黄牌、红牌作为惩罚，其中，一次非正常出块记录黄牌，两次非正常出块记录红牌，得到所述红牌记录的出块节点禁止获得出块资格；
125.竞争奖励核算单元，用于对参与工作量证明竞争但未进入记账组的节点，提供本轮工作量证明竞争的奖励，其中，所述本轮工作量证明竞争的奖励为加密货币。
126.实施例3
127.本发明实施例，还包括一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储计算机程序，所述计算机程序在所述处理器中执行时用于实现上述的区块链混合共识数据处理方法，该方法包括：
128.s100、通过质押用户的加密货币创建该用户的区块链节点；
129.s200、通过获取用户对已创建节点质押的加密货币对该节点进行投票，其中，当所述已创建节点满足最低投票条件时，激活该节点；
130.s300、通过工作量证明竞争给予已激活节点作为记账组节点的资格；
131.s400、令所述获得记账组资格的节点进行轮巡出块记账，根据出块结果对所述获得记账组资格的节点进行奖惩。
132.实施例4
133.本发明实施例还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现上述的区块链混合共识数据处理方法，该方法包括：
134.s100、通过质押用户的加密货币创建该用户的区块链节点；
135.s200、通过获取用户对已创建节点质押的加密货币对该节点进行投票，其中，当所
述已创建节点满足最低投票条件时，激活该节点；
136.s300、通过工作量证明竞争给予已激活节点作为记账组节点的资格；
137.s400、令所述获得记账组资格的节点进行轮巡出块记账，根据出块结果对所述获得记账组资格的节点进行奖惩。
138.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。