区块链(Blockchain)本质上是一个去中心化的数据库,它由分布式存储、点对点传输与加密算法等技术巧妙结合的新型应用。共识算法是区块链的重要底层技术,它保证区块链在没有中心化管理和第三方认证的条件下各网络节点存储数据的一致性与合法性。其中,DPo S(Delegated Proof of Stake,委托权益证明)共识算法凭借其高效率、低功耗的优点受到人们的广泛关注。DPo S共识算法规定记账权依据网络选举的结果分配,各节点通过持有代币(通证、token)获取参与选举的投票权益,或参与记账权争夺。因此,DPo S共识算法的安全性依赖选举机制的性能,选举机制的合理性与可靠性决定了网络数据的一致性与合法性,从而影响网络的安全与稳定。针对目前DPo S共识算法存在的一些问题,研究DPo S共识算法选举机制可行的优化与改进方法,具体内容如下:针对节点权益计算不合理使少数节点权益过高,网络易发生“财阀统治”的问题,本文通过对权益计算方法进行改进,提出了一种基于权益均衡的节点权益计算方法。该方法的核心在于首先利用区块数据不可篡改的特性进行权益来源限定,然后依据相关数据进行选举,并分析各节点投票倾向,通过投票倾向划分利益群体,再参照各群体的财富总量与节点数量计算群体权益系数,最终得出各节点投票权益。该方法能均衡网络权益分布,有效防止极少数富有节点形成“财阀统治”问题,数值分析和仿真实验证实了本文算法的性能。针对网络节点间利益关系不紧密与节点缺少有效刺激,导致选举中节点投票意愿低的问题,本文提出了一种基于声誉因子与社区化管理的选举机制。该方法将声誉因子作为节点投票权益的计算基准与赏金分配依据,引入社区管理的概念,将现实应用场景中的利益关系映射到网络中来。通过将节点在实际应用场景中的利益关联,节点的投票权益与网络赏金通过声誉因子与社区管理的形式结合,形成网络利益共同体。该方案有效提高节点选举参与率,提高DPo S共识算法的可靠性与安全性,数值分析和仿真实验证实了本文算法的性能。