投票證明：基於投票機制和聯盟封鎖鏈的高效能一致性協議

Title：投票證明：基於投票機制和聯盟封鎖鏈的高效能一致性協議 Abstract：比特幣引入了一種革命性的去中心化共識機制。然而，應用於公共區塊鏈的比特幣衍生共識機制不適合新興聯盟區塊鏈的部署場景。我們提出了一種新的共識演算法，即投票證明（POV）。協商一致由聯合體合作伙伴控制的分散式節點協調，這些節點將通過投票進行分散仲裁。關鍵的想法是為網路參與者建立不同的安全身份，以便在不依賴第三方中介或無法控制的公眾意識的情況下，由機構在聯盟中的投票決定提交和驗證區塊。與完全分散的一致性工作證明（POW）相比，POV具有可控的安全性、收斂可靠性、只需一個塊配置即可實現事務合理性和低延遲事務驗證時間。 Index Terms：區塊鏈，聯盟區塊鏈，共識，投票機制。 I、Introduction： 區塊鏈源於比特幣[1]，是一種分散式資料庫、資料一致性演算法、密碼技術、點對點傳輸等綜合技術。比特幣在對等網路中維護分散式賬簿，賬簿採用加密資料塊鏈的形式，包括整個網路中所有經驗證的數字貨幣交易。與傳統的數字貨幣系統不同，人們可以在不受信任的網路中直接交易比特幣，而無需依賴第三方中介。比特幣密碼技術的使用使整個網路資料透明、真實，保留了個人資訊的匿名性，抵抗了基於計算能力競爭的整個網路共識的雙薪攻擊。因此，區塊鏈作為比特幣的基礎技術，掀起了研究熱潮。 一般來說，區塊鏈可以分為三種類型：公共區塊鏈、私有區塊鏈和聯合區塊鏈[6]。區塊鏈技術是在公共區塊鏈中孵化出來的，但在實際應用中，聯盟區塊鏈可以為許多無法解決的金融問題提供解決方案，例如遵守規則和法規、健康保險可移植性和責任法案（HIPAA）、反洗錢（AML）和了解您的客戶（KYC）法律。由於主要的國際金融巨頭已經加入了R3 CEV區塊鏈的計劃[8]，金融集團對財團區塊鏈更為青睞。 公共區塊鏈通常被認為是“完全去中心化”。其共識演算法依賴於公眾對計算能力的認識和競爭，不受規則和法規的約束。然而，當應用於商業界時，公共區塊鏈的共識機制（如POW）受到兩點限制：（1）其計算能力的競爭導致大量的能源浪費，並降低交易驗證的效率；（2）其交易驗證和區塊生成依賴於無法控制的全網自主驗證，不符合商業社會法，不符合商業社會規則。 真正的商業社會是自由和干預的妥協結果。即使在金融集團中，聯合體成員也可能更喜歡控制交易驗證。但是，他們拒絕一個成員對交易記錄擁有絕對控制權。前者可以通過投票機制來實現，後者可以通過去中心化的區塊鏈來解決。因此，我們設計了基於投票機制和聯盟區塊鏈的共識協議POV。 以銀行為例，金融系統在管理上相對封閉，銀行間的障礙阻礙了資訊、資源和賬戶相互認證的共享。如果多家銀行組成一個聯盟，利用區塊鏈共享一個分散式賬簿，客戶的流動性資訊可以在不同的銀行之間快速共享。然而，由於聯合體的銀行會要求僅驗證交易資訊，因此公共區塊鏈的共識機制無法滿足這一要求，因為其“完全分散”。在基於POV的財團區塊鏈系統中，區塊的提交和驗證僅由機構在聯盟中投票決定，其中一方有規則和條例。另一方面，該系統能夠實現銀行共同決策的權力下放，滿足合規要求。為了拒絕主導權，建立聯盟內部的內部控制機制，POV將投票權和執行權分離開來，以維護執行的獨立性。區塊生產的執行角色通過活動分配給一個可靠、無領導的專業團隊，這樣聯合體就不必依賴一家超級大國銀行機構作為第三方信託代理。這個團隊將從整個網路中招募並接受輪值選舉。 目前針對區塊鏈設計的共識機制速度較慢，因為區塊生產和安全效能消耗的時間和能量巨大。為了在分散式系統中實現一致性，一致性演算法的不同折衷是作為一種折衷。一種方法是嚇跑計算能力，如工作證明（PoW），比特幣[1]和以太坊[2]，另一種方法是使用代幣，如Peercoin[5]表示的股權證明（POS）和Bitshare[4]表示的委託股權證明（DPO）。除了這些不可避免的折扣之外，由於存在分歧的可能性，現有的解決方案在安全要求下加速交易配置仍然困難。亞瑟等人。[3]分析了POW的安全性，發現litecoin和dogecoin、bitcoin是最突出的分叉，將塊生成間隔從10分鐘縮短到2.5分鐘和1分鐘。但是，為了匹配比特幣的安全性，它們仍然需要28和47個塊配置，從而導致高延遲事務驗證。然而，本文提出的POV巧妙地利用了聯盟區塊鏈的特點。投票結果最終會生成一個獨特的有效塊，從而優化交易配置時間，提高系統吞吐量。 在本文中，我們提出了POV的完整共識過程。在POV中，成員節點有投票權，高投票權的塊是無效的，使得有效的塊是唯一的，一些特殊的節點為產生塊的權利而執行，以便在聯盟區塊鏈網路中沒有任何第三方中介直接交易。我們分析了證券化、交易合法性和分岔的可能性。如本文所示，POV在事務驗證中可以獲得超低延遲的優異效能。 II、威脅模型 節點可以被攻擊併成為對手。我們假設工會成員的一些機器（不到一半）受到攻擊。系統可以容忍不到50%的關鍵節點受到攻擊。對手可以偽造交易或像正常交易一樣行事。網路可以分割槽。然而，對手不能破解和偽造簽名。 聯盟中的節點使用高效能、可靠的機器和作業系統，因此聯盟節點受到攻擊的可能性比普通節點小。網路時間協議（NTP）伺服器用於同步關鍵節點的時間。當一個關鍵節點重新啟動時，它將首先調整與NTP伺服器同步的時間，然後參與協商一致的過程。 III、投票證明 假設已經成立了幾家公司作為聯盟委員會，方便地共享業務資料，並且每個專員代表一家公司。區塊鏈用於記錄特定的業務交易和運營。然而，沒有一家公司願意將生產塊的權利讓給其他公司。結果，他們決定從全世界聘請一個管家團隊，並定期為管家舉行選舉。團隊負責生產區塊，每個區塊將提交給每個公司進行驗證和投票，使聯盟委員會內的權力分散。為確保團隊工作的安全性、效率和可靠性，這些公司決定：（a）管家將根據工作量獲得高薪；（b）申請加入管家團隊的人必須由聯盟成員推薦並提交押金；（c）管家的工作將由管理層監督和評分。聯盟的成員，所以只有最誠實的人才能生存。 因此，我們提出了一種共識機制POV，專門用於聯盟區塊鏈。區塊鏈系統由聯盟維護，由世界不同地區的企業和組織組成。在此聯盟鏈上開發的應用程式可以為全球網路的終端使用者提供服務。 A、網路模型 我們為網路參與者建立不同的安全身份。在POV共識過程中有四個角色：專員、管家、管家候選人和普通使用者。如圖1所示。 專員： 來自世界不同地區的多家企業或機構組成聯盟委員會，共同維護聯盟區塊鏈。專員是團委委員之一。在聯盟委員會中，新的專員必須被聯盟法接受（超出本條的範圍），並由在聯盟區塊鏈網路中工作的機器代表。專員有權推薦、投票和評估管家。他們也有義務驗證和轉發區塊和交易。每個專員都有相同的權利和義務，地位平等。區塊鏈網路中生成的區塊將傳送給所有專員進行驗證。當一個區塊收到至少51%的投票時，該區塊將被標記為有效，並新增到區塊鏈中。投票結果可以代表全體委員的意志。 管家： 管家專門生產區塊。管家節點的數量有限。管家身份的設計是指表決權與執行權的分離。委員會負責投票，管家負責生產區塊。管家就像比特幣上的礦工，但他們不需要為了奪取生產區塊的權利而浪費計算能力，他們將被隨機指定生產區塊。管家將從網路收集交易資訊，並將其打包成一個塊，並在該塊上簽名。變成管家需要兩步： ·變成一個管家候選人 ·贏得一次管家選舉 委員們投票選出管家候選人。管家輪流在任期週期內隨機生成區塊，並在任期屆滿後接受重新選舉。節點可以同時是專員和管家。 管家選舉： 由於管家數量有限，必須從管家候選人中選出一名管家，候選人將由所有委員投票選出。如果他們在選舉中輸了，他們可以留在網上，等待下一次選舉。申請管家候選人有三個步驟： ·在聯合體區塊鏈系統中註冊一個使用者帳戶，並提交一份管家候選人申請。 ·提交至少由電子委託人簽署的推薦信（通過金鑰加密）。推薦信類似於由專員通過非對稱加密呼叫函式生成的邀請程式碼。私鑰用於加密推薦信內容，使推薦信不被偽造。 ·提交押金以成為管家候選人。 專員可以保留專員和管家候選人的雙重角色，以便他們可以推薦自己成為管家候選人。 普通使用者： 這四個角色都使用密碼來驗證他們的身份。他們需要簽署他們傳送的訊息，並且他們的行為可以被驗證。普通使用者可以隨時加入或退出網路而無需授權，他們的行為可以是任意的。未經許可，不得參與資料塊生成過程，只能參與資料塊分發和訊息轉發過程。他們可以在使用系統服務的同時看到整個共識過程。 每個角色的轉換如圖2所示。 B、共識過程 我們的演算法假設專員的數量為nc，管家的數量為nb，管家候選人的數量為nbc，普通使用者的數量為no。由於節點可以具有雙重身份，因此所有角色的總數為nall，satis fies nall≤nc+nb+nbc，其中nb是量化的。在每個任期週期中，我們為每個管家分配一個數字，從0開始，最後一個數字是nb-1。我們將Butler的任期設定為tw，並且在每個任期內都會生成bw+1block。最後一個塊是一個特殊塊，包括選舉結果和相關記錄，以及新選舉的管家節點的伺服器資訊。管家需要在分配的時間內生成一個區塊，這是區塊tb的包裝週期。圖3顯示了任期週期的共識模型。 每次生成和簽署一個有效的塊時，我們都稱之為一輪共識。在每輪共識結束時，管家呼叫一個函式來生成一個隨機數r，0≤r<nb。如果一個管家的編號等於r，那麼這個管家就是指定生成下一個塊的管家。一個塊必須至少有NC/2+1簽名，這些簽名由不同的專員傳送，才能成為有效的塊。如果在tb時間內沒有生成有效的塊，則編號為r+1的管家將重新生成塊，並讓r=r+1。當r+1>nB時，r從0開始增加。如果至少有一個管家工作正常，網路最終可以達成共識。因為在一個打包週期內，只有一個塊可以接收到至少NC/2+1簽名，所以每個有效塊都具有相關性，並且區塊鏈不會分叉。 在任期週期內的最後一輪共識將產生BW+1區塊，這是一個特殊區塊。現任管家和管家候選人往往會在下一輪競選新的管家。在這一共識中，每個委員都會給出一份投票名單，最終NB的頂級候選人將贏得選舉。選舉結果及相關記錄將寫入本專區。在達成這一特殊共識後，現任管家正式退休，新管家將在新一輪任期內開始工作。在每一輪任期內，完全有BW+1共識基礎，產生了BW+1塊。 C、生成普通有效塊 有效塊的生成被稱為一輪共識。一輪共識可能需要m個包裝週期（tb），如果管家i未能在tb時間內生成有效的塊，則該塊生產的許可權將移交給管家i+1。一輪共識的總時間為tc=m tb（1≤m≤nb）。數字m意味著在這個共識中有m-1無效塊被放棄。當m≤nb時，生成有效塊包含以下步驟： ·S1所有節點都可以生成附加簽名的交易資料，同時接收交易資料，驗證接收到的交易資料是否有效，如果有效，將交易資料轉發給專員和管家； ·s2所有管家監控交易資料，將合法交易資料分別儲存到交易池中； ·（M = 1，R = get之前的隨機數（塊）。如果這是《first本tenure塊，然後在之前的最後一塊冰塊特別有效的預tenure綜合性大學。如果這個共識的冰淇淋生產的兩塊（《創世記》blockchainfirst塊），然後defaults R兩個零； ·S4 butler i（i=r）從事務池中取出一些事務，將它們打包成一個塊，並將該塊傳送給所有專員。此塊的截止時間為t，cut=get previous block comfirmtime（）+m tb； ·S5在收到塊後，專員驗證塊中的資料，如果他們同意此生產，則在塊頭上簽名並將簽名傳送回管家； ·S6在收到至少NC/2+1簽名後，管家獲得由NTP伺服器簽名的時間戳資訊。 ·如果時間在T切割之前，管家可以計算R值，將其寫入塊，並在塊上簽名，以證明生產商是自己製造的。然後Bulter將完整的有效塊釋出到整個網路。跳到步驟8； ·S7如果時間超過T切割，則此塊將成為無效塊。設r=r+1，m遞增，跳至步驟4； ·S8收到有效區塊後，所有管家將從交易池中刪除非法交易，獲取有效區塊的隨機編號R，開始下一輪共識。 特別是，如果m>n b，讓m=1增益，這意味著沒有一個管家可以生成有效的塊。這可能發生在第4節討論的網路分割槽情況下。在這種情況下，塊的生成將陷入死區，直到網路恢復。 D、特殊有效塊的產生 特別選區是任期週期中的最後一個選區，旨在完成新管家的選舉。特殊塊的生成與普通塊的生成類似： ·s1在特殊區塊出現之前，所有專員將從當前管家和管家候選人的名單中生成一個序列，以形成投票名單； ·s2所有專員和現任管家將從所有專員處接收投票資訊，並將其放入其記憶體池（事務池）。 ·S3-S7類似於生成普通有效塊的S3-S7，特殊塊還需要獲取專員的簽名進行認證，並最終達成共識。與普通分組的區別在於，特殊分組包含投票資訊，但不包含交易。經過計算，前NB節點將贏得選舉，成為下一屆任期的新管家。 ·S8製作完此特殊塊後，當前任期的管家將被解除職務，並刪除記憶體池中的相關投票資訊。 E、一個任期週期 通常，管家候選人（NBC）的數量大於管家（NB）的數量。在聯盟區塊鏈的Genesis區塊生產之前，巴特勒候選人通過自我推薦或推薦的方式出現。當滿足NBC≥NB條件時，第一批管家將由管家投票，其中一名管家將初始資訊寫入Genesis區塊。然後開始一個正常的任期週期。一個任期週期包括以下步驟： ·s1在每一輪開始時，r=get previous block random num（）； ·S2完成BW輪共識，生成BW普通有效塊； ·S3在（BW+1）第三輪共識中，這是最後一輪共識，專員更新他們的巴特勒候選人名單的等級，並投票選舉。將生成一個包含投票資訊的特殊塊。 ·S4任期結束。迴圈執行步驟1-4。 如果NBC<N B，專員將在沒有候選人的情況下通過自我推薦補充候選人數量。 F、投票過程 有兩個主要的投票程式。第一個是對區塊生產的投票，第二個是對管家候選人的投票。委員們通過返回簽名進行投票。 投票支援區塊生產。巴特勒，我生成一個塊，併發送給所有專員。如果專員同意生成此塊，他將加密塊頭並將簽名返回給Butler I。如果Butler I在預定時間內收到至少NC/2+1簽名，則該塊有效。否則，塊無效，將由管家I+1複製。 投票給管家候選人。管家J向所有委員傳送投票請求。在收集和統計選票後，管家J生成一個帶有選舉結果和相關記錄的特殊塊。然後，管家J將把這個區塊傳送給所有專員進行驗證。 專員的投票資訊是兩種票的組合： ·計分票：每個專員都有一個記錄管家候選人得分的清單，專員選擇一個得分高的候選人序列。 ·指定票：專員在考慮人的因素的情況下，對候選人進行特定的收集，或設定隨機的候選人收集，這增加了管家的流動性。 G、時間同步策略 NTP伺服器是一個受信任的實體，它為事務提供並簽署時間戳。管家需要從NTP伺服器獲取時間資訊，NTP伺服器將簽署時間戳以確保時間資訊不被篡改。例如： •s1管家向所有專員傳送街區； •s2如果專員同意此區塊，則在區塊標題上簽名並返回簽名； •S3當Butler至少收到NC/2+1簽名時，這些簽名將依次附加在塊頭之後，新的塊頭將傳送到NTP伺服器； •S4在接收到塊頭之後，NTP伺服器提供當前時間戳，加密新的塊頭和時間戳，生成簽名，並將時間戳和簽名返回給管家。 •S5 Butler從NTP伺服器接收訊息，驗證訊息，提取時間戳資訊，然後獲取時間戳作為塊的配置時間，將簽名附加到新塊頭的末尾，用時間戳和Butler自己的簽名完成塊，然後釋放塊。 •網路中的S6節點可以驗證資料塊的時間資訊。根據tcut=get previous block comfirm time（）+m tb，如果該塊的確認時間小於tcut，則該塊最終有效。 圖5獲取時間戳以生成塊的過程。 H、隨機數字R的產生 每個塊生成一個隨機數，確定誰將是下一個管家，這確保管家以隨機順序生成塊。隨機數生成演算法如下： 假設管家已收到K專員的簽名，用簽名[I]表示（0≤I≤K，NC/2<K≤NC−1）。從NTP伺服器接收它的時間是時間戳。得到Rsource： 假設取字串最後32位的函式是substringend32（string），sor是： 由於每個塊頭的值是不可預測的，我們可以獲得一個不可預測的資源和一個隨機數r，防止管家可能聯合起來，通過使r值以某種模式出現而獲得更多收入的可能性。 I、聯盟基金 聯盟成立後，將建立一個賬戶，用於儲存管家候選人提交的押金和管家的工資。管家的效率得到了獎勵，基本上是成功驗證的塊的數量。各專員有義務定期補充聯盟基金。 J、激發機制 管家候選人可以隨時放棄他的身份。當它退出時，如果沒有任何不良記錄，它會找回自己的存款。而且，如果巴特勒在任期內申請退出網路，他就無法取回他的存款，因為這是一種不良行為。 每個專員都會保留一份管家候選人名單，並對他們的行為進行評估。評分規則包括： •每次專員通過並簽署一個街區，它將給管家額外的分數，否則分數將下降。 •當管家節點為Fluine且錯過區塊生產時，分數將被清除，這意味著當管家線上時，他需要重新開始評分。 一個管家可能有不同的委員記錄的分數。分數代表委員的信任程度，也成為投票的理由之一。 經過一段特定的時間後，管家和管家候選人將根據他們生成的有效積木數量從聯盟基金中獲得獎勵，這樣他們就可以有動力接受工作、誠實工作和長時間線上。 IV、效能分析 基於投票機制和聯盟區塊鏈，提出了一個完整的共識模型。由於安全性和可用性的重要性，當前的共識機制犧牲了效能，以保證安全性。在保證安全的前提下，該模型能夠保證區塊鏈的高效能和低延遲的交易識別。在本章中，我們將分析POV的可靠性，它可以由兩個引數控制：投票機制和激勵機制。最後，我們比較了POV和現有的基於POW的區塊鏈的效能，表明POV可以在低事務延遲的情況下獲得更高的效能。 A、安全性 引理4.1：假設專員的人數是北卡羅來納州。只要NC/2+1以上的專員有效工作，區塊是安全和合法的。 證明：假設可以有效地驗證非法塊。由於管家必須獲取超過NC/2+1的簽名才能生成有效的區塊，在有效的專員數量大於NC/2+1的情況下，有效的專員不會簽署非法區塊。所以非法區塊的簽名數量最多 NC−（NC/2+1）=NC/2−1。因此，假設是失敗的，原來的命題是正確的。 B.可靠性 為了在贏得選舉後獲得獎勵，管家必須保持最長的線上時間，誠實的工作，充分確定在規定時間內生產塊的責任。 引理4.2：管家團隊越來越可靠。 證據：如果區塊生產不符合系統規則，區塊不能通過專員的驗證，管家的分數將下降。因此，在選舉中獲得選票的可能性會降低。在選舉中的失敗使管家失去了產生積木和獲得利益的機會。可以證明，對於試圖建立非法積木以在選舉中獲得成功或任何利益的管家來說，是很困難的。可靠的管家更有可能在選舉中獲勝，並且系統將變得更加可靠。 管家的工作可靠性是可控的，我們可以用兩個引數來調整管家工作的可靠性：投票數K和管家收入B。 首先，我們分析每個委員的投票數。根據投票規則，在每輪選舉中，由全國委員會委員從全國委員會巴特勒候選人中選出全國委員會巴特勒，通過建立數學模型，研究了每個陪審團所投的最低票數k，這是最簡單、省時、公平、合理的投票規則。 在不考慮計分機制影響的情況下，我們假設投票是隨機的，沒有任何放棄，每個委員投K票，那麼每個候選人獲得投票的概率是相同的，K/NBC。投票活動原則上服從二項分佈： 管家候選人獲得x票的概率是p（x）： 為了使投票結果更加公正，我們希望管家能獲得的票數超過NC/2。因此，我們可以確定候選人投票超過NC/2的概率p1。 為了在全國廣播公司的候選人中選出全國廣播公司的管家，候選人在選舉中獲勝的概率是p2。 根據（4）（5），滿足（6）的最小k值是最佳票數。 例如，我們設定引數nc=20，nb=50，nbc=200，繪製p1和p2的影象，如圖6所示。橫座標為k，縱座標為概率值。我們可以從p1和p2的曲線交點得到最優值k。 （a）原始圖/原始地圖/原始字典 （b）放大圖/放大地圖/放大字典 圖6.P1和P2的分佈圖。在曲線相交處可得到最佳K值。我們可以從右邊放大的地圖上看到細節。當k≥81，p1>p2，當k<81，p1<p2時，k的最佳值為81。 如圖6所示，當k=81時，每個委員可以提交81票支援81名巴特勒候選人。贏得選舉的管家獲得的選票可能超過NC/2（管家人數的一半），這意味著當選的管家可以獲得超過一半的管家認可。這樣，投票結果將更加科學和公正，以便大多數委員都能認可投票結果。當POV應用於不同的系統時，可以通過改變NC、NB、NBC的值來配置K。 通過引入評分機制，一個工作可靠的管家會得到更高的分數。因此，一個誠實的管家更有可能在選舉中得到分數票，每個專員可以獨立地給每個管家評分（第3.f節）。我們可以將公式（4）改寫為： 如果α>0，則意味著由於分數較高，候選人被委員投票的概率較高。α<0代表候選人獲得選票的機會低於平均值。通過設定α=−0.3、−0.2、−0.1,0,0.1,0.2,0.3，我們可以比較不同情況下的概率分佈。結果如圖7所示。 圖7 如圖7所示，當k為固定值時，管家的工作越可靠，管家在任期內得到的分數越高，因此，管家作為候選人獲得選票的概率越高，贏得選舉的可能性也越大。 第二個引數是管家的利益。在一個任期週期內，候選人i有可能當選為管家。在成為管家後，管家有1/nb的概率在每個包裝週期包裝一個塊。假設一個區塊的獎勵為b，我們將單個包裝週期的平均能源成本定義為ei。在n個週期後，總成本為ei n。我們可以定義一個事件，如下所示：管家候選人i成功贏得了選舉，併產生了一個有效的K區（k=1，2，·························我們將pi表示為有效塊的打包概率。 我們將過程EIK作為一個相同的獨立分佈（IID）。那麼，在n個包裝週期後，管家可以得到的總獎勵是： Ri遵循二項分佈，平均值表示為： 只有當μ（ri）超過0，即 我們可以得出如下結論。考慮到計分機制和投票機制，試圖破壞該系統的管家將無法發射積木，從而獲得負等級。因此，管家或候選人贏得選舉的可能性低於平均水平。如果系統中有比預期數量更多的候選人，不可靠的候選人將退出網路，因為他們微薄的獎勵無法補償他們的能源成本。條件（6）（8）可以作為候選人質量和數量控制的標準。 C、交易結局姓 引理4.3：最終可以生成一個塊，它是唯一的。 證明：根據第3節中普通有效塊生成過程的步驟7，未能在分配的時間內生成有效塊的管家將失去生成該塊的機會，並將執行許可權留給下一個節點。只要至少有一個巴特勒節點是誠實的，有效的塊最終將在一輪共識中生成。通過驗證時間戳和tcut，每個有效塊都是唯一的。 D、區塊鏈不分叉 引理4.4：區塊鏈永遠不會分叉。 證明：考慮到網路分割槽可能導致區塊鏈分岔，我們假設網路環境分為兩個完全隔離的部分，A和B，A B=∅。只要其中一名分割槽專員金額A≥NC/2+1。在區域中，仍然可以生成和驗證塊。但是在B區域，交易不能繼續被確認，並且塊不能被驗證和生成，因為沒有一個管家可以在B區域收到至少NC/2+1簽名。因此POV允許最多兩個網路分割槽，並且不能允許兩個區域中的管家平均分開。 E、低延遲的交易驗證 POV共識機制旨在加快區塊生產。它可以提供低延遲事務驗證和高吞吐量（每秒事務數）。根據對比特幣網路中資訊的評估[7]，比特幣網路中一個區塊的傳播速度約為6.5s，理想情況下的POV，區塊生成的限制時間為tb（可設定約15s），使有效區塊在15s內傳播到整個網路。 圖8 事務驗證時間的效能比較 根據Gervais的研究[3]，POW在約10分鐘內生成一個塊，有效塊中的事務需要約1小時（生成6個塊）才能確認[1]。以太坊需要至少37個配置來匹配比特幣的安全性，平均25秒的資料塊間隔，事務驗證延遲約為15分鐘。Litecoin（資料塊間隔=2.5分鐘，需要28個配置）和DogeCoin（資料塊間隔=1分鐘，需要47個配置）需要70分鐘和47分鐘的事務延遲。時間[ 3 ]。圖9顯示了與基於POV的區塊鏈和一些基於POW的區塊鏈的比較圖。從理論上講，與這些基於POW的區塊鏈相比，POV表現出最佳的效能。 此外，POV在低功耗方面表現突出。基於良好的協同機制，POV不需要浪費大量的計算能力，就可以在聯盟區塊鏈中達成共識。 V、結論 在本文中，我們提出了一種新的共識機制（POV），專門用於聯盟區塊鏈。基於投票活動和投票機制的核心思想，設計了網路參與者的四種身份。前者保證了投票權與執行權的分離，增強了布林特角色的獨立性，同時也保證了聯合體內部的內部控制制度。對於後者，在至少NC/2+1專員有效工作的情況下，我們的分析表明，POV可以保證安全性、交易效率、低功耗，確保區塊鏈永不分叉。通過引數整定進一步分析了POV的可靠性，並從低事務延遲的角度論證了其強大的效能。 確認 本課題得到了國家重點梯級研發專案（2017年YFB08034.2016YFB0800 101）、國家自然科學基金（NSFC）第61671001號、第61521003號、廣東重點專案（GD2016B03030500）、深圳研究專案（ZDYS20160311739 428、JCYJ20170306093030521、JCYJ201503110072474）的支援。