(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210215898.9 (22)申请日 2022.03.07 (71)申请人 中国科学院软件研究所 地址 100190 北京市海淀区中关村南四街 4 号 (72)发明人 徐静　窦涵月　 (74)专利代理 机构 北京君尚知识产权代理有限 公司 11200 专利代理师 余长江 (51)Int.Cl. H04L 67/1061(2022.01) H04L 9/08(2006.01) H04L 9/14(2006.01) H04L 9/32(2006.01) H04L 9/40(2022.01) (54)发明名称 基于小规模委员会的区块链出块方法及PoS 协议确认方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于小规模委员会的区 块链出块方法及PoS协议确认方法， 所述区块链 出块方法包括： 参与者节点生成公私钥对， 并广 播公钥； 进入第i轮时， 各委员会节点基于私钥生 成主链中特定区块的投票， 并广播， 以使参与者 节点基于委员会节点公钥， 获取 投票中的合法投 票， 并将合法投票存储于本地的投票列表； 领导 者节点检查本地的投票列表， 基于未与主链冲突 的投票生成区块B， 并广播； 各参与者节点通过检 查所述区块B是否为有效区块， 得到更新后的当 前视图， 以获取参与者节点的第i轮出块结果。 除 每轮结束后的确认外， 本协议采用辅助确认的方 法， 定期对长期未确认的区块链进行确认。 本发 明避免了平衡攻击， 加速了PoS区块链协议确认 速度。 权利要求书2页 说明书8页 附图1页 CN 114615281 A 2022.06.10 CN 114615281 A 1.一种基于小规模 委员会的区块链出块方法， 其 步骤包括： 参与者节点 生成公私钥对， 并广播公钥； 进入第i轮时， 各委员会节点基于私钥生成主链中特定区块的投票， 并广播， 以使各参 与者节点基于相 应的委员会节点公钥， 获取所述投票中的合法投票， 并将所述合法投票存 储于本地的投票列表， 其中委员会节点基于所述 参与者节点选举产生； 领导者节点检查本地的投票列表， 基于未与主链冲突的投票生成区块B， 并广播， 其中 领导者节点通过所述委员会节点选举产生； 各参与者节点通过检查所述区块B是否为有效区块， 得到更新后的当前视图， 以获取各 参与者节点的第i轮出块结果。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述各委员会节点基于私钥生成主链中特定 区块的投票， 包括： 委员会节点获取当前视图并进行选链； 基于所述选链结果， 得到特定区块； 使用所述私钥对所述特定区块的相关信息m进行签名， 生成签名 σvote； 根据特定区块、 投票人股权份额、 相关信息m与签名 σvote， 生成投票。 3.如权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述各参与者节点基于相应的委员会节点公 钥， 获取所述投票中的合法投票， 包括： 基于所述签名 σvote与所述签名 σvote的相应公钥， 计算相关消息m ′； 若所述相关信息m与相关消息m ′一致， 则该投票是合法投票。 4.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述领导者节点检查本地的投票列表， 基于 未与主链冲突的投票 生成区块B， 包括： 领导者节点获取当前视 图并进行选链， 选链后得到主链， 并输出该当前主链上尾部的 最后一个区块B‑1； 对于投票列表， 将不包 含在该当前视图下的其 他区块中的所述投票v， 作为投票v ′； 将与所述当前主链兼容的投票v ′， 作为投票v ″； 若所述投票v ″与所述更新后投票列表中的任一投票v不存在签名者冲突， 则将该投票 v″加入集合V； 生成一区块随机数randi； 基于轮数i、 区块随机数randi、 区块B‑1、 投票集合V和交易信息集 合Txs， 生成签名 σblock； 基于签名σblock、 轮数i、 区块随机数randi、 区块B‑1、 集合V、 交易信息集合Txs和领导者节 点的公钥pkleader， 生成区块B。 5.如权利要求4所述的方法， 其特征在于， 广播所述区块B之后， 领导者节点在本地投票 列表中删除所述 集合V中包含的投票。 6.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述各参与者节点通过检查所述区块B是否 为有效区块， 得到更新后的当前视图， 包括： 分别对所述区块B进行签名检查、 区块重复检查及区块投票重用检查； 对检查通过的所述区块B， 添加在所述当前视图下， 并拒绝检查未 过的所述区块B。 7.一种基于小规模 委员会的PoS协议确认方法， 其 步骤包括： 第i轮结束后， 各参与者节点确认第i轮之前未确认的区块和通过权利要求1 ‑6中任一权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114615281 A 2方法得到的第i轮出块结果； 若i＝es*c， 则对所述区块链出块结果进行辅助确认， 得到相应参与者节点的第i轮最 终证书Cer tfinal， 其中c为任意整数， es为两次辅助确认之间时间段的尺寸； 若i≠es*c， 则重新选举委员会节点， 并对得到的第i轮出块结果及第i轮之前未确认的 出块结果进行PoS协议确认。 8.如权利要求7 所述的方法， 其特 征在于， 所述确认第i轮之前 未确认的区块， 包括： 获取轮数i ′， 并计算参数k＝i‑i′， 其中i′<i， 轮数i ′为得到最 新确认区块B的轮数； 以区块B为 根迭代计算子树的权 重， 得到一整数ω； 若ω≥2k n/3， 则计算当前目标区块被更改的概 率p， 其中n 为委员会节点的数量； 当所述概率p小于参与者节点定义的安全系数p*时， 则确认第i ′轮出块结果。 9.如权利要求7中所述的方法， 其特 征在于， 所述辅助确认， 包括： 获取当前视图， 根据当前视图广播关于主链选择的区块 提案； 收集其他参与者节点的区块提案， 聚合区块提案集合中所包含的签名， 形成临时证书 后广播， 其中j为 参与者节点的编号； 验证参与者节点j ′广播的临时证书 并对临时证书 进行临时证书投票； 收集临时证书投票于投票集合V ′中， 聚合投票集合V ′中所包含的签名， 形成最终证书 后广播； 其他参与者节点收到最终证书， 并对最终证书中包含的第 i轮出块结果及第 i轮之前未 确认的出块结果进行确认。 10.一种存储介质， 所述存储介质中存储有计算机程序， 其中， 所述计算机程序被设置 为运行时执 行权利要求1 ‑9中任一所述方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114615281 A 3