一种基于节点信誉评估的区块链多层DPoS共识方法

本发明涉及区块链，尤其涉及一种基于节点信誉评估的区块链多层dpos共识方法。

背景技术：

1、区块链技术是一种由数字加密货币发展而来的分布式账本，融合p2p网络、共识算法、智能合约、密码学等创新技术。区块链构建了由数据区块按时间顺序组成的链表结构，确保了数据信息的安全可靠存储。区块链因其去中心化、防篡改、可溯源等特性，为开放网络环境的安全和信任问题提供新的解决思路，对物联网、人工智能、金融等领域产生深远影响。区块链通过共识算法建立了节点之间的信任，确保分布式网络中的所有节点在对区块链上的交易或状态变更达成一致意见。

2、权益委托证明共识方法(delegate proof of stake,dpos)是一种创新的区块链共识方法，通过权益委托的方式，有效提高了系统的性能和可扩展性。在dpos中，代币持有者通过将代币委托给特定的代理节点，参与网络的共识过程。相比于传统的pos机制，dpos采用少数代理节点的方式，轮流产生新区块，从而加快了交易确认速度。然而，dpos共识方法也面临着一些技术问题和挑战：一方面，由于只有少数代理节点负责网络的区块生成，可能导致系统过于中心化；另一方面，由于代理节点的数量相对较少，dpos系统可能更容易受到恶意攻击。此外，大额代币持有者可能会集中大量的委托权，导致少数人能够对网络的决策产生较大的影响。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于节点信誉评估的区块链多层dpos共识方法，该方法能够解决dpos共识机制系统过于中心化，委托权集中，节点投票积极性不高的问题，能够有效增强系统的安全性和稳定性。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种基于节点信誉评估的区块链多层dpos共识方法，所述方法包括：

4、步骤1、基于活跃性、安全性、经济性和稳定性指标评估各节点的综合信誉值，计算各节点投票票据，所得到的投票票据即为各节点的投票权重；

5、步骤2、利用多层委托投票机制，将各节点划分至不同的投票层，计算各投票层节点的投票票据，由投票选举出的委员会层节点进行共识过程；

6、步骤3、根据信誉值和沙普利值对各节点行为进行奖励和惩罚；其中，对于诚实节点，通过沙普利值计算诚实节点的收益；对于恶意节点，扣除恶意节点的押金和信誉值。

7、由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法能够解决dpos共识机制系统过于中心化，委托权集中，节点投票积极性不高的问题，能够有效增强系统的安全性和稳定性。

技术特征：

1.一种基于节点信誉评估的区块链多层dpos共识方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述基于节点信誉评估的区块链多层dpos共识方法，其特征在于，在步骤1中，活跃性是指节点的活动对系统的贡献度，节点i的活跃性表示为：

3.根据权利要求1所述基于节点信誉评估的区块链多层dpos共识方法，其特征在于，在步骤2中，首先将节点分为四种类型，主节点由委员会节点轮流担任，负责交易打包、生成新区块；委员会节点由受托投票节点投票选举产生，组成主节点的候选节点集合；受托投票节点指投票权重高的节点，负责接收普通投票节点的投票委托，并对委员会节点进行投票；普通投票节点指投票权重低的节点，将投票权重委托给更高层投票节点；

4.根据权利要求3所述基于节点信誉评估的区块链多层dpos共识方法，其特征在于，在步骤2中，所述由投票选举出的委员会层节点进行共识过程，具体为：

5.根据权利要求1所述基于节点信誉评估的区块链多层dpos共识方法，其特征在于，在步骤3中，节点之间关系是相互制约与合作的关系，所以将参与共识的节点集合看成一个联盟n，联盟中的节点称为局中人；为每一个联盟定义一个价值函数v，用来衡量该联盟的总收入，用合作博弈(n,v)来表示，节点i的边际贡献表示为：

技术总结
本发明公开了一种基于节点信誉评估的区块链多层DPoS共识方法，基于活跃性、安全性、经济性和稳定性指标评估各节点的综合信誉值，计算各节点投票票据，确定各节点的投票权重；利用多层委托投票机制，将各节点划分至不同的投票层，计算各投票层节点的投票票据，由投票选举出的委员会层节点进行共识过程；根据信誉值和沙普利值对各节点行为进行奖励和惩罚；其中，对于诚实节点，通过沙普利值计算诚实节点的收益；对于恶意节点，扣除恶意节点的押金和信誉值。上述方法能够解决DPoS共识机制系统过于中心化，委托权集中，节点投票积极性不高的问题，能够有效增强系统的安全性和稳定性。

技术研发人员：徐刚,雷乐乐,姚腾锴,张可佳,崔宇,肖珂,何云华,段建勇,马礼
受保护的技术使用者：北方工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4