基于声誉衰减与投票的智能合约外部信息获取方法

本发明涉及区块链、智能合约和声誉系统的，特别涉及一种基于声誉衰减与投票的智能合约外部信息获取方法。通过创新性地结合声誉衰减机制和协作投票机制，实现对智能合约执行中涉及外部信息的可靠验证，提高系统的安全性和可信度。

背景技术：

1、目前，区块链预言机作为连接智能合约与外部信息的桥梁，在智能合约和去中心化应用中扮演着至关重要的角色。由于区块链自身的局限性，当信息需要从外部引入时，其正确性无法被保证。为解决这一限制，引入了区块链预言机——一种在将外部信息存储到区块链之前验证其有效性的服务。然而，现有的区块链预言机机制在信任度和防操纵性方面存在一系列挑战。这些问题包括但不限于对外部信息的准确性、操纵行为的防范、系统的安全性和可靠性等。

2、在现有机制中，当外部信息的验证无法自动完成时，预言机依赖于人类协作来进行交叉检查，导致一定程度上的不可靠性和安全性问题，常见的技术问题主要有：

3、1、由于区块链本身的不可变性和持久性，尽管适用于自身信息的验证，但在涉及外部信息引入时，信任度存在不足。如何在区块链中确保外部信息的可信性，成为当前技术面临的首要问题。

4、2、区块链预言机的操纵性是当前领域的关键挑战之一。现有机制在防范恶意行为方面存在不足，容易受到投票操纵等攻击手段的影响。因此，需要寻找有效的机制提高系统的安全性，降低操纵性风险。

5、3、区块链预言机通常依赖于人类协作来进行验证，特别是在验证无法自动完成时。然而，人为因素可能引入主观性和错误性，影响信息的准确性。如何有效克服人类协作的局限性，提高预言机的自动验证能力，是当前亟待解决的技术问题。

6、4、目前缺乏一种有效的激励机制来提高参与者的积极性，增强其对系统的投入。当前的奖励机制不够完善，未能有效激发参与者的合作热情。如何设计一种创新的激励机制，提高系统的安全性和可靠性，是当前需要解决的技术问题。

7、因此，寻找一种能够提高区块链预言机系统的信任度、防范操纵行为，并确保外部信息的准确性的解决方案变得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于声誉衰减与投票的智能合约外部信息获取方法，解决了智能合约外部信息获取过程中的信任度不足、操纵风险性大、安全性低和可靠性差等关键问题。本发明通过引入cobbs-douglas奖励函数模型和改进的提案权重算法，通过独特的激励机制提高了参与者的积极性，进而改善了系统的安全性和可靠性。为解决区块链预言机领域的关键问题提供了新的思路和解决途径。

2、本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

3、基于声誉衰减与投票的智能合约外部信息获取方法，采用的智能合约外部信息验证系统包括提交者、投票者和认证者三个参与对象，系统的结构包含参与者身份与声誉、声誉衰减机制、外部数据提供与验证、智能合约执行、奖惩机制五个关键要素；

4、所述参与者身份与声誉：将系统参与者划分为提供数据的节点和投票参与者，每个参与者都有一个唯一的身份标识，并且被赋予一个初始声誉值；声誉值随时间衰减，反映了参与者的历史表现；

5、所述声誉衰减机制：通过一个设定的衰减速率，即时间衰减因子e-βt，使参与者的声誉随着时间的推移逐渐减少，除非投票者和认证者持续提供准确的数据并积极参与网络；有助于降低长期不活跃或不良行为投票者和认证者的声誉权重，同时鼓励投票者和认证者保持高质量的参与；对于投票人和证明人提交的每一张选票，投票权重f计算如下：

6、

7、其中，s表示投票者提交的质押量，r表示投票者的信誉值，t表示时间；参数α是在部署oracle时定义的参数，它决定了质押量与信誉值对投票权重的相对贡献；证明人指投票者和认证者；

8、所述外部数据提供与验证：参与者提供外部数据，而剩余的参与者通过投票对提供的数据进行验证；考虑了不同参与者的投票权重，其中权重随着其声誉值的衰减而变化；这确保了声誉较高的参与者在系统中具有更大的影响力；

9、所述智能合约执行：智能合约通过调用预言机系统的接口来获取外部数据，并根据投票结果做出决策；设计了智能合约的逻辑，使其能够充分利用声誉衰减与投票机制提供的可信度信息；

10、所述奖惩机制：具有高声誉值的参与者在成功验证数据后获得额外奖励，而声誉值低的参与者会受到惩罚。

11、所述的奖惩机制包括：

12、(1)计算每次提案的奖励，并将其放入奖励池中，投票者的每次提案奖励由函数g计算，与f类似，取决于投票者的质押量、用户信誉r和衰减因子β，计算公式如下：

13、

14、其中，奖励函数g受到质押量s、用户信誉r和时间t的复杂影响；

15、(2)将cobb-douglas函数应用于投票过程中，以平衡声誉衰减获得奖励和投票质押的重要性；以确保认证者提供可信的验证服务，同时为其提供适当的经济激励，从而提高系统的可靠性；这个函数的核心思想是在奖励分配中同时考虑抵押费用和奖励费用，以确保不仅奖励那些提供可靠数据的认证者，还鼓励他们积极参与协议治理；函数的表达如下：

16、

17、其中，rewards是认证者在特定时期内所获取的奖励；totalrewards是质押池中的总金额所有获得奖励的池中收集的总费用；feeratio＝奖励池的费用/所有获得奖励的奖励池收取的总费用；stakeratio＝质押池的费用/所有质押到质押池中的总费用；α是柯布-道格拉斯系数。

18、本发明的有益效果在于：本发明基于声誉衰减与投票协作的智能合约外部信息获取系统及方法在智能合约生态系统中发挥了重要作用，在实际应用中解决了智能合约外部信息获取过程中的信任度不足、操纵性风险、安全性和可靠性等关键问题，为区块链技术的实际应用提供了更为健壮的解决方案。具有以下显著的有益效果：

19、1、解决了信任度的提升。通过引入声誉衰减机制，成功解决了系统中参与者信任度不足的问题。这一创新性的机制通过调整历史行为的权重，降低了不良行为对整体系统的影响，显著提高了系统的信任度。在实际应用中，用户和智能合约可以更加信任外部信息的准确性和可靠性，从而提高整个系统的可用性。

20、2、解决了操纵性风险过高。采用投票协作机制有效降低了操纵性风险。在实际合约执行中，多数规则的引入确保了决策的公正性和去中心化，成功防止了单一参与者对信息获取过程的操控。这为智能合约的可靠执行提供了更强有力的保障。

21、3、提升了系统安全性和可靠性。本发明的声誉衰减和投票协作框架极大地提升了系统的安全性和可靠性。成功防范了系统中的恶意行为，使得外部信息更为安全可信。在实际应用场景中，用户和智能合约能够更加信赖外部信息，从而确保了系统在各种条件下的稳定运行。

22、4、优化了激励机制。对提案权重算法的改进和引入cobbs-douglas奖励函数模型，优化了系统的激励机制。这一改进为参与者提供了更为公平且具有激励性的参与方式，有力促进了系统的健康运作。在实际使用中，用户和参与节点通过合理的激励机制更积极地参与到智能合约的外部信息获取中。