(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 202210949111.1 (22)申请日 2022.08.09 (71)申请人 上海朝夕网络技 术有限公司 地址 201203 上海市浦东 新区科苑路151号 华强大厦610 申请人 郑州师范学院 (72)发明人 李汝佳　刘云霞　刘思　 (74)专利代理 机构 武汉东喻专利代理事务所 (普通合伙) 42224 专利代理师 雷霄 (51)Int.Cl. H04L 9/00(2022.01) H04L 9/32(2006.01) G06F 17/11(2006.01) (54)发明名称 抗量子攻击的区块链PoW共识方法、 系统及 存储介质 (57)摘要 本申请公开了一种抗量子攻击的区块链PoW 共识方法、 系统及存储介质。 该方法包括： 获取 PoW期望时间值和PoW难度值， PoW难度值包括方 程组难度值和哈希目标值， 基于方程组难度值生 成二次多项式方程组并求解， 求解方程组成功的 共识节点将方程组的解、 PoW难度值和随机数填 充进区块头， 并对区块头进行双重哈希运算， 调 整区块头内的随机数直至双重哈希运算的结果 值小于或等于哈希目标值， 双重哈希 运算成功的 共识节点将其区块头和区块体组成的区块向其 他共识节点广播， 其他共识节点基于区块头内 PoW难度值和随机数对区块进行验证； 根据当前 周期的实际平均PoW共识时间调整下一周期的 PoW难度值。 本发明可以提高区块链系统的安全 性。 权利要求书2页 说明书11页 附图3页 CN 115426097 A 2022.12.02 CN 115426097 A 1.一种抗 量子攻击的区块链Po W共识方法， 其特 征在于， 包括： 共识节点从区块链系统获取PoW期望时间值和PoW难度值， PoW难度值包括方程组难度 值和哈希目标值， 基于方程组难度值生成二次多项式方程组并求解， 求解方程组成功的共 识节点将方程组的解、 PoW难度值和随机数填充进 区块头， 并对区块头进行双重哈希运算， 调整区块头内的随机数直至双重哈希运算的结果值小于或等于哈希目标值， 双重哈希运算 成功的共识节点将其区块头和区块体组成的区块向其他共识节点广播， 其他共识节点基于 区块头内Po W难度值和随机数对区块进行验证； 根据当前周期的实际平均PoW共识时间和PoW期望时间值调整PoW难度值， 根据调整后 的PoW难度值进行 下一周期的Po W共识。 2.如权利要求1所述的区块链PoW共识方法， 其特征在于， 所述根据一个周期的实际平 均PoW共识时间和Po W期望时间值调整Po W难度值包括： 若当前周期的实际平均PoW共识时间与PoW期望时间值的差的绝对值小于第一预设值， 则只调整哈希目标值； 若当前周期的实际平均PoW共识时间与PoW期望时间值的差的绝对值大于第二预设值， 则调整方程组难度值和哈希目标值。 3.如权利要求2所述的区块链PoW共识方法， 其特征在于， 所述根据当前周期的实际平 均PoW共识时间和Po W期望时间值调整Po W难度值还 包括： 若调整PoW难度值后， 下一个周期的期望方程组求解时间与期望双重哈希运算的时间 比小于第三预设值 或大于第四预设值， 则继续调整PoW难度值， 直至下一周期的期 望方程组 求解时间与期望双重哈希运 算的时间比在预设范围内。 4.如权利要求2所述的区块链PoW共识方法， 其特征在于， 所述只调整 哈希目标值的计 算公式为： t’为下一周期的哈希目标值， t为当前周期的哈希目标值， T为当前周期平均实际平均 PoW共识时间， 当前周期的期望方程组求 解时间与期望双重哈希运 算的时间比为a/b。 5.如权利要求2所述的区块链PoW共识方法， 其特征在于， 所述调整方程组难度值和哈 希目标值的计算公式为： t’为下一周期的哈希目标值， t为当前周期的哈希目标值， T为当前周期平均实际平均 PoW共识时间， 当前周期的期望方程组求解时间与期望双重哈希运算的时间比为a/b， Δ表 示下一周期多变量方程组难度调整幅度。 6.如权利要求1所述的区块链PoW共识方法， 其特征在于， 所述基于方程组难度值生成 二次多项式方程组并求 解包括： 方程组难度值包括方程数m、 变量数n， 获取当前的混沌映射函数参数， 该混沌映射函数 参数定期被更新， 根据当前的混沌映射函数参数生成(n(n+1)/2+n+1) ×m个多变量方程组权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115426097 A 2系数， 根据生成的多变量方程组系数生成包含m个方程和n个变量的二次多项式方程组并求 解。 7.如权利要求1所述的区块链PoW共识方法， 其特征在于， 全网节点每一轮投票选出P个 确认委员会节 点， 其中包括1个主节点和P ‑1个副节点， 主节 点每隔若干个区块后进 行轮换， 双重哈希运算成功的共识节点将其区块头和区块体组成的区块发给主节点， 所述其他共识 节点基于区块头内Po W难度值和随机数对区块进行验证包括： 主节点基于区块头内PoW难度值和随机数对该区块进行PoW确认和区块内容合法性确 认， 确认无误后将该区块和 “已确认”信息广播给P ‑1个副节点， P ‑1个副节点分别基于区块 头内PoW难度值和随机数确认该区块无误后分别广播 “已确认”信息给主节点和其他副节 点， 当每个确认委员会节点收到预设比例以上的 “已确认”信息时， 该区块被确认并写入区 块链， 同时向全网广播该区块。 8.一种抗量子攻击的区块链PoW共识系统， 包括若干个共识节点， 其特征在于， 共识节 点间采用的Po W共识方法包括： 共识节点从区块链系统获取PoW期望时间值和PoW难度值， PoW难度值包括方程组难度 值和哈希目标值， 基于方程组难度值生成随机的二次多项式方程组并求解， 求解方程组成 功的共识节 点将方程组的解、 PoW难度值和一个随机数填充进区块头， 并对该区块头进 行双 重哈希运算， 调整该区块头内的随机数直至双重哈希运算的结果值小于或等于哈希目标 值， 双重哈希运算成功的共识节点将其区块头和区块体组成的区块向其他共识节点广播， 并向其他共识节点广播， 其他共识节点基于区块头内PoW难度值和随机数对所述区块进行 验证； 根据当前周期的实际平均PoW共识时间和PoW期望时间值调整PoW难度值， 根据调整后 的PoW难度值进行 下一周期的Po W共识。 9.如权利要求8所述的区块链PoW共识系统， 其特征在于， 所述根据一个周期的实际平 均PoW共识时间调整Po W难度值包括： 若当前周期的实际平均PoW共识时间与PoW期望时间值的差的绝对值小于第一预设值， 则只调整哈希目标值； 若当前周期的实际平均PoW共识时间与PoW期望时间值的差的绝对值大于第二预设值， 则调整方程组难度值和哈希目标值； 若调整PoW难度值后， 下一个周期的期望方程组求解时间与期望双重哈希运算的时间 比小于第三预设值 或大于第四预设值， 则继续调整PoW难度值， 直至下一周期的期 望方程组 求解时间与期望双重哈希运 算的时间比在预设范围内。 10.一种存储介质， 其特征在于， 其存储有计算机程序， 当所述计算机程序在处理器上 运行时， 使得 所述处理器执行权利要求1～7任一项所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115426097 A 3