委托权益证明共识机制的改进方案

发布时间：2021-04-10 20:02

　　针对委托权益证明（DPoS）共识机制由于投票不积极和选举周期过长造成的恶意节点剔除不及时的问题,提出了一种基于熔断机制、信用机制和备用见证人节点的DPoS共识机制改进方案。首先,引入熔断机制,提供了反对票功能,加快踢出作恶节点;其次,引入信用机制,为节点设置信用分数和信用等级,通过监测节点行为来动态调整节点信用分数和等级,加大作恶节点获得票数的难度;最后,加入备用见证人节点列表,及时填补因为节点作恶被撤销见证权后出现的空缺。搭建了基于本改进方案的测试区块链系统,通过实验验证改进方案的可用性和有效性。实验结果表明,采用改进后的DPoS共识机制的区块链可及时剔除作恶节点,适用于大多数场景的应用。 

【文章来源】：计算机应用. 2019,39(07)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

熔断机制流程Fig．1Flowchartoffusingmechanism2．2信用机制

?凑赵て谧?况生成、验证区块，在信用分数逐渐上升至90分以上时，系统会将该节点的信用等级标记为A级，使其在后续选举竞争中获得一定优势;若节点记录存在生成、验证无效区块的或其他作恶行为，信用分数逐渐下降到50分以下时，系统则标记该节点的信用等级为C级，使其在后续节点选举中处于劣势;若该节点持续生成无效区块或者作恶，信用分数持续下降至25分以下，则会被系统标记为D级信用等级，在后续选举中将处于绝对劣势，几乎没有再当选见证人的可能性。见证人信用的信用升降过程可用图2来表示。图2信用等级升降Fig．2Promotionanddemotionofcreditrank2．2．3信用系数信用系数是改进方案里计算节点在选举时获得最终票数的公式中的计算参数，是信用等级的一种表现形式。为保障高信用等级的见证人拥有更大的选举优势，改进方案基于信用等级引入信用系数，其在一定程度上左右节点的最终票数。最终票数计算式如下:Ｒesult=α×SupportVotes－β×AgainstVotes(2)其中:α和β是根据节点信用等级产生的系数，通常满足α+β=1。具体数值可根据业务特征由代表们设置并由选民节点投票决定，通常A级节点α大于0．75，β小于0．25;B级节点α和β皆为0．5;C级节点α小于0．5，β大于0．5;D级节点α小于0．25，β大于0．75。通过该算法，信用等级较低的节点想成为见证人节点需要更多的票数，而高信用的节点只需要少量的票数，从而提高作恶节点被撤销见证人权利的效率。具体算法如算法2所示。算法2VoteＲesult()。输入:节点的票数和信用等级;输出:最终票数。vote←Suppor

时系统依据投票结果成功地将该低信用等级的节点踢出见证人行列，那么对其投反对票的选民节点可以得到一定的信用分数奖励。若选民节点在某轮投票选举中未进行投票操作，则会扣除一定信用分数，直至信用分数到达50分的初始状态。选民节点通过正确行使投票权为自己赢得信用分数，使得自己在未来投票选举中作为被选举方时获得一定优势，增大自身节点日后成为见证人的可能性。借助这种基于信用分数的激励机制以达到改善原有DPoS机制选民节点投票积极性不佳的状况，增强系统的安全性。激励机制流程如图3描述所示。图3激励机制流程Fig．3Flowchartofincentivemechanism2．3备用见证人节点备用见证人节点是改进方案为保障在采用上述熔断机制4612计算机应用第39卷

【参考文献】：
期刊论文
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[2]加密数字货币系统共识机制综述[J]. 夏清,张凤军,左春.  计算机系统应用. 2017(04)
[3]区块链技术在教育教学中的应用与挑战[J]. 许涛.  现代教育技术. 2017(01)
[4]区块链技术综述[J]. 沈鑫,裴庆祺,刘雪峰.  网络与信息安全学报. 2016(11)



本文编号：3130255