通信学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (8): 185-198.doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2018138

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基于信用模型的工作量证明算法

王缵1,2,3,田有亮1,2,3(),李秋贤1,2,3,杨新欢1,2,3   

  1. 1 贵州大学计算机科学与技术学院，贵州 贵阳 550025
    2 贵州省公共大数据重点实验室（贵州大学），贵州 贵阳 550025
    3 贵州大学密码学与数据安全研究所，贵州 贵阳 550025
  • 修回日期:2018-07-20 出版日期:2018-08-01 发布日期:2018-09-13
  • 作者简介:王缵（1992–），男，安徽安庆人，贵州大学硕士生，主要研究方向为信息安全、区块链应用与共识机制、机器学习。|田有亮（1982–），男，贵州盘县人，博士，贵州大学教授、博士生导师，主要研究方向为算法博弈论、密码学与安全协议、大数据安全与隐私保护等。|李秋贤（1992–），女，河南焦作人，贵州大学硕士生，主要研究方向为密码学与安全协议。|杨新欢（1993–），女，山西运城人，贵州大学硕士生，主要研究方向为信息安全、数据通信安全。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(61662009);国家自然科学基金资助项目(61772008);贵州省教育厅科技拔尖人才基金资助项目([2016]060);贵州省科技重大专项计划基金资助项目(20183001);贵州省科技计划基金资助项目([2017]5788);教育部—中国移动科研基金研发资助项目(MCM20170401);贵州大学培育基金资助项目([2017]5788);贵州省联合基金资助项目(LH20147476)

Proof of work algorithm based on credit model

Zuan WANG1,2,3,Youliang TIAN1,2,3(),Qiuxian LI1,2,3,Xinhuan YANG1,2,3   

  1. 1 College of Computer Science ＆Technology,Guizhou University,Guiyang 550025,China
    2 Guizhou Provincial Key Labortory of Public Big Data (Guizhou University),Guiyang 550025,China
    3 Institute of Cryptography ＆Data Security,Guizhou University,Guiyang 550025,China
  • Revised:2018-07-20 Online:2018-08-01 Published:2018-09-13
  • Supported by:
    The National Natural Science Foundation of China(61662009);The National Natural Science Foundation of China(61772008);Topnotch Talent in Science and Technology Support Program of Guizhou Province Education Department([2016]060);Science and Technology Major Support Program of Guizhou Province(20183001);Guizhou Provincial Science and Technology Plan Project([2017]5788);Ministry of Educatio China Mobile Research Fund Project(MCM20170401);Guizhou University Cultivation Project([2017]5788);The Joint Science and Technology Foundation of Guizhou Province(LH20147476)

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摘要：

提出了一种基于信用模型的共识协议。首先，该共识协议借鉴了个人信用风险评估的思想，设计了一种基于BP神经网络的节点信用度模型。其次，构造了一种分片轮转模型，它可以根据节点的信用度高低分割搜索空间产生新区块，同时对协议所面临的可能攻击进行分析，修复了协议存在的漏洞。最后，仿真实验表明共识协议既能有效地降低新区块产生过程中重复计算的巨大资源消耗，也能抑制大型矿池的产生，使整个区块链系统变得更加安全可靠。

关键词: PoW共识, BP神经网络, 信用度模型, 搜索空间, 区块链

Abstract:

A consensus protocol based on the credit model was proposed.Firstly,the consensus agreement drew on the idea of personal credit risk assessment and a node credit model based on BP neural network was designed.Secondly,a piecewise rotation model was also constructed to segment the search space according to the node’s credit level to generate new blocks.At the same time,the possible attack of the protocol was analyzed and the vulnerability of this protocol was fixed.Finally,the simulation experiments show that the protocol not only effectively reduces the huge resource consumption in the process of new block generation,but also suppresses the generation of the large mine pool,making the whole blockchain system more secure and reliable.

Key words: PoW consensus, BP neural network, credit model, search space, blockchain

中图分类号: 

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