用于区块链的共识机制性能的分析方法和装置、存储介质与流程

技术特征：
1.用于区块链的共识机制性能的分析方法，其特征在于，包括：从p2p网络同步区块链状态；从工作客户端获取任务；使用pouw共识机制处理任务并挖掘新区块，其中，在pouw共识机制中，根据已执行的任务指令的数量来确定挖矿的工作量，并将每条任务指令视为伯努利分布；将pouw共识机制的处理结果传输到工作客户端；将挖出的区块广播到p2p网络。2.根据权利要求1所述的共识机制性能的分析方法，其特征在于，从p2p网络同步区块链状态具体包括：在区块链p2p网络中，所有生成的区块都在所有矿工之间传播，当矿工准备开采新区块时，从p2p网络同步最新的区块链状态，并获取到区块链中的最后一个区块后，由矿工验证并提交记录在新区块中的内容。3.根据权利要求1所述的共识机制性能的分析方法，其特征在于，使用pouw共识机制处理任务并挖掘新区块具体包括：当矿工在tp时间内完成有用的任务时，计算执行任务指令的数量，由矿工生成随机值，并将随机数与目标值进行比较，若随机数不大于目标值，则该矿工将赢得竞争并获得有用工作的证明，即表明该矿工挖到了新的区块。4.根据权利要求1所述的共识机制性能的分析方法，其特征在于，在使用pouw共识机制处理任务的过程中，当出现处理任务停止时，矿工将计算出的处理结果返回给有用工作客户端。5.根据权利要求1所述的共识机制性能的分析方法，其特征在于：在新区块的传播到p2p网络过程中，若某些矿工也挖出了一个新块，则会出现分叉；从矿工的角度分析找到区块的分叉概率，从系统的角度计算分叉概率。6.根据权利要求5所述的共识机制性能的分析方法，其特征在于，所述从矿工的角度分析找到区块的分叉概率具体包括：在pouw共识机制中，矿工将在完成任务后开采一个区块，假设每个矿工完成任务后的tp时间服从指数分布，则tp时间δt
i
的概率密度函数表示为公式(1)：其中，t称为δt
i
的值，平均值λ
i
为矿工i的tp时间常数。7.根据权利要求6所述的共识机制性能的分析方法，其特征在于：假设矿工i在其tp时间内找到一个区块的概率为p
i
，p
i
表示为公式(2)：其中，c
i
是矿工i的计算能力，d是系统难度；基于p
i
计算矿工i每秒发现一个区块的概率，令p
i
为矿工i每秒发现一个区块的概率，利用公式(1)和(2)得到p
i
的计算公式，如公式(3)：
8.根据权利要求7所述的共识机制性能的分析方法，其特征在于，从系统的角度计算分叉概率具体包括：令系统在任何给定的时刻内生成块的概率为p，如公式(4)：在区块链中，在生成一个区块后，若在前一个区块的传播过程中发现了一个新区块，就会发生分叉，令p
f
为分叉概率，表示为公式(5)：p
f
＝1-(1-p)
τ
，(5)其中，τ是网络延迟，而(1-p)
τ
表示所有矿工在周期内不会生成块。9.根据权利要求5所述的共识机制性能的分析方法，其特征在于，在使用pouw共识机制处理任务的过程中，将系统吞吐量γ定义为单位时间内成功确认的块数，令t表示两个连续成功确认的区块之间的间隔时间，令e(t)表示t的平均值，则系统吞吐量γ可以表示为公式(6)：10.一种用于区块链的共识机制性能的分析装置，包括：存储器，用于存储计算机可读指令；以及处理器，用于运行所述计算机可读指令，使得所述共识机制性能的分析装置执行如权利要求1到9的任一项所述的共识机制性能的分析方法。11.一种存储介质，用于存储计算机可读指令，当所述计算机可读指令由计算机执行时，使得所述计算机执行如权利要求1到9的任一项所述的共识机制性能的分析方法的指令。

技术总结
本发明提供一种用于区块链的共识机制性能的分析方法，用于有用工作量证明机制，在PoUW共识机制中，根据已执行的任务指令的数量来确定挖矿的工作量，并将每条任务指令视为伯努利分布；将PoUW共识机制的处理结果传输到工作客户端；将挖出的区块广播到P2P网络。本发明基于概率理论模型来量化PoUW的分叉概率和系统吞吐量，为了计算分叉概率，本发明首先考虑从矿工的角度分析找到区块的概率，然后从系统的角度计算分叉概率，进一步计算系统吞吐量。该发明中所提出的方法准确性高、可靠性强，为优化PoUW性能提供了参数配置指导。优化PoUW性能提供了参数配置指导。优化PoUW性能提供了参数配置指导。


技术研发人员：赵庆林 马志杰 袁剑文 许冬件 冯丽 武昆峰
受保护的技术使用者：赵庆林
技术研发日：2020.12.23
技术公布日：2022/3/21