本申請涉及區(qū)塊鏈，尤其涉及一種基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法及其相關(guān)設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、pbft(practical?byzantine?fault?tolerance，實用拜占庭容錯算法)是一種為了解決分布式系統(tǒng)中節(jié)點間如何就某一條消息或交易達成共識而設(shè)計的算法，尤其適用于聯(lián)盟鏈環(huán)境，在這種環(huán)境中，參與共識的節(jié)點數(shù)量是已知且有限的，并且通常在某種程度上可以信任。pbft能夠容忍拜占庭故障，即一部分節(jié)點出現(xiàn)任意錯誤行為(包括失效、作惡等)，但仍能確保系統(tǒng)的一致性。

2、但是pbft共識算法的一個主要局限在于其通信復(fù)雜度較高。在每個共識階段，消息需要在所有節(jié)點之間進行廣播，因此整體通信復(fù)雜度為o(n^2)，其中n表示參與共識的節(jié)點總數(shù)。隨著節(jié)點數(shù)量的增加，這種通信開銷會迅速增長，從而導(dǎo)致共識效率較低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的主要目的在于提供一種基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法及其相關(guān)設(shè)備，旨在解決共識效率較低的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┮环N基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法，應(yīng)用于區(qū)塊鏈，所述區(qū)塊鏈包括常務(wù)共識節(jié)點和候補共識節(jié)點，所述基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法包括以下步驟：

3、所述常務(wù)共識節(jié)點接收業(yè)務(wù)端或所述候補共識節(jié)點發(fā)出的構(gòu)建請求，并基于所述構(gòu)建請求生成區(qū)塊提議；

4、所述常務(wù)共識節(jié)點向其他常務(wù)共識節(jié)點發(fā)送所述區(qū)塊提議，并根據(jù)所述其他常務(wù)共識節(jié)點發(fā)出的確認消息生成區(qū)塊信息；其中，所述確認消息是所述其他常務(wù)共識節(jié)點對所述區(qū)塊提議進行確認得到的；

5、在所述常務(wù)共識節(jié)點向所述候補共識節(jié)點發(fā)出區(qū)塊信息后，所述候補知識節(jié)點接收并確認所述區(qū)塊信息，得到共識結(jié)果。

6、可選地，所述區(qū)塊鏈包括多個節(jié)點，所述在所述常務(wù)共識節(jié)點向所述候補共識節(jié)點發(fā)出區(qū)塊信息后，所述候補知識節(jié)點接收并確認所述區(qū)塊信息，得到共識結(jié)果的步驟之后，包括：

7、所述節(jié)點獲取其他節(jié)點的節(jié)點信息；

8、所述節(jié)點根據(jù)所述節(jié)點信息，通過智能合約確定所述區(qū)塊鏈中的作惡節(jié)點；

9、在所述節(jié)點向所述其他節(jié)點發(fā)出屏蔽指令后，所述其他節(jié)點屏蔽所述作惡節(jié)點。

10、可選地，所述在所述節(jié)點向所述其他節(jié)點發(fā)出屏蔽指令后，所述其他節(jié)點屏蔽所述作惡節(jié)點的步驟之后，包括：

11、所述節(jié)點獲取未屏蔽的所述其他節(jié)點的預(yù)選節(jié)點信息；其中，所述預(yù)選節(jié)點信息包括所述其他節(jié)點與關(guān)聯(lián)的預(yù)選節(jié)點的通信速度；

12、所述節(jié)點根據(jù)所述通信速度更新常務(wù)共識節(jié)點組；其中，所述常務(wù)共識節(jié)點組包括所有常務(wù)共識節(jié)點。

13、可選地，所述區(qū)塊鏈包括多個節(jié)點，所述常務(wù)共識節(jié)點接收業(yè)務(wù)端或所述候補共識節(jié)點發(fā)出的構(gòu)建請求，并基于所述構(gòu)建請求生成區(qū)塊提議的步驟之前，包括：

14、所述節(jié)點獲取所述區(qū)塊鏈中的節(jié)點數(shù)量，并根據(jù)所述節(jié)點數(shù)量計算分組數(shù)量；

15、所述節(jié)點基于所述分組數(shù)量，確定一個常務(wù)共識節(jié)點組和至少一個候補共識節(jié)點組。

16、可選地，所述節(jié)點基于所述分組數(shù)量，確定一個常務(wù)共識節(jié)點組和至少一個候補共識節(jié)點組的步驟，包括：

17、所述節(jié)點接收測試指令和其他節(jié)點基于所述測試指令發(fā)出的回復(fù)消息，并記錄所述測試指令和所述回復(fù)消息的時間間隔；

18、所述節(jié)點與所述其他節(jié)點交換所述時間間隔，并根據(jù)所述時間間隔確定一個常務(wù)共識節(jié)點組和至少一個候補共識節(jié)點組。

19、可選地，所述在所述常務(wù)共識節(jié)點向所述候補共識節(jié)點發(fā)出區(qū)塊信息后，所述候補知識節(jié)點接收并確認所述區(qū)塊信息，得到共識結(jié)果的步驟之前，包括：

20、所述常務(wù)共識節(jié)點確定與各個所述候補共識節(jié)點之間的通信時長，并與所述其他常務(wù)共識節(jié)點交換所述通信時長；

21、所述常務(wù)共識節(jié)點根據(jù)所述通信時長，確定目標候補共識節(jié)點；

22、所述常務(wù)共識節(jié)點將所述區(qū)塊信息發(fā)送給所述目標候補共識節(jié)點，以供所述目標候補共識節(jié)點確認所述區(qū)塊信息。

23、此外，為實現(xiàn)上述目的，本申請還提供一種基于區(qū)塊鏈的分布式共識裝置，所述基于區(qū)塊鏈的分布式共識裝置包括：

24、接收模塊，用于所述常務(wù)共識節(jié)點接收業(yè)務(wù)端或所述候補共識節(jié)點發(fā)出的構(gòu)建請求，并基于所述構(gòu)建請求生成區(qū)塊提議；

25、小共識模塊，用于所述常務(wù)共識節(jié)點向其他常務(wù)共識節(jié)點發(fā)送所述區(qū)塊提議，并根據(jù)所述其他常務(wù)共識節(jié)點發(fā)出的確認消息生成區(qū)塊信息；其中，所述確認消息是所述其他常務(wù)共識節(jié)點對所述區(qū)塊提議進行確認得到的；

26、大共識模塊，用于在所述常務(wù)共識節(jié)點向所述候補共識節(jié)點發(fā)出區(qū)塊信息后，所述候補知識節(jié)點接收并確認所述區(qū)塊信息，得到共識結(jié)果。

27、此外，為實現(xiàn)上述目的，本申請還提供一種基于區(qū)塊鏈的分布式共識設(shè)備，所述設(shè)備包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的基于區(qū)塊鏈的分布式共識程序，所述基于區(qū)塊鏈的分布式共識程序配置為實現(xiàn)所述的基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法的步驟。

28、此外，為實現(xiàn)上述目的，本申請還提供一種存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)上存儲有基于區(qū)塊鏈的分布式共識程序，所述基于區(qū)塊鏈的分布式共識程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法的步驟。

29、此外，為實現(xiàn)上述目的，本申請還提供一種計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序產(chǎn)品包括基于區(qū)塊鏈的分布式共識程序，所述基于區(qū)塊鏈的分布式共識程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法的步驟。

30、本申請?zhí)峁┝艘环N基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法及其相關(guān)設(shè)備，與相關(guān)技術(shù)中pbft共識算法的一個主要局限在于其通信復(fù)雜度較高，在每個共識階段，消息需要在所有節(jié)點之間進行廣播，因此整體通信復(fù)雜度為o(n^2)，其中n表示參與共識的節(jié)點總數(shù)。隨著節(jié)點數(shù)量的增加，這種通信開銷會迅速增長，從而導(dǎo)致共識效率較低相比，在本申請中，應(yīng)用于區(qū)塊鏈，所述區(qū)塊鏈包括常務(wù)共識節(jié)點和候補共識節(jié)點，所述常務(wù)共識節(jié)點接收業(yè)務(wù)端或所述候補共識節(jié)點發(fā)出的構(gòu)建請求，并基于所述構(gòu)建請求生成區(qū)塊提議；所述常務(wù)共識節(jié)點向其他常務(wù)共識節(jié)點發(fā)送所述區(qū)塊提議，并根據(jù)所述其他常務(wù)共識節(jié)點發(fā)出的確認消息生成區(qū)塊信息；其中，所述確認消息是所述其他常務(wù)共識節(jié)點對所述區(qū)塊提議進行確認得到的；在所述常務(wù)共識節(jié)點向所述候補共識節(jié)點發(fā)出區(qū)塊信息后，所述候補知識節(jié)點接收并確認所述區(qū)塊信息，得到共識結(jié)果?？梢岳斫?，在本申請中，在共識算法運行時，常務(wù)共識節(jié)點基于業(yè)務(wù)端或候補共識節(jié)點發(fā)出的構(gòu)建請求生成區(qū)塊提議，并實現(xiàn)所有常務(wù)節(jié)點之間的“小共識”，再將區(qū)塊信息推送給多個候補共識節(jié)點，候補共識節(jié)點一次通信確認共識結(jié)果即可完成全鏈的“大共識”，通過從局部節(jié)點集達成的初步共識擴展到整個網(wǎng)絡(luò)達成最終一致的過程，降低了在多聯(lián)盟節(jié)點場景下的通信的復(fù)雜度，從而減少了通信開銷，進而提高了共識效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法，其特征在于，應(yīng)用于區(qū)塊鏈，所述區(qū)塊鏈包括常務(wù)共識節(jié)點和候補共識節(jié)點，所述基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法，其特征在于，所述區(qū)塊鏈包括多個節(jié)點，所述在所述常務(wù)共識節(jié)點向所述候補共識節(jié)點發(fā)出區(qū)塊信息后，所述候補知識節(jié)點接收并確認所述區(qū)塊信息，得到共識結(jié)果的步驟之后，包括：

3.如權(quán)利要求2所述的基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法，其特征在于，所述在所述節(jié)點向所述其他節(jié)點發(fā)出屏蔽指令后，所述其他節(jié)點屏蔽所述作惡節(jié)點的步驟之后，包括：

4.如權(quán)利要求1～3任一項所述的基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法，其特征在于，所述區(qū)塊鏈包括多個節(jié)點，所述常務(wù)共識節(jié)點接收業(yè)務(wù)端或所述候補共識節(jié)點發(fā)出的構(gòu)建請求，并基于所述構(gòu)建請求生成區(qū)塊提議的步驟之前，包括：

5.如權(quán)利要求4所述的基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法，其特征在于，所述節(jié)點基于所述分組數(shù)量，確定一個常務(wù)共識節(jié)點組和至少一個候補共識節(jié)點組的步驟，包括：

6.如權(quán)利要求1～3任一項所述的基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法，其特征在于，所述在所述常務(wù)共識節(jié)點向所述候補共識節(jié)點發(fā)出區(qū)塊信息后，所述候補知識節(jié)點接收并確認所述區(qū)塊信息，得到共識結(jié)果的步驟之前，包括：

7.一種基于區(qū)塊鏈的分布式共識裝置，其特征在于，所述基于區(qū)塊鏈的分布式共識裝置包括：

8.一種基于區(qū)塊鏈的分布式共識設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的基于區(qū)塊鏈的分布式共識程序，所述基于區(qū)塊鏈的分布式共識程序配置為實現(xiàn)如權(quán)利要求1至6中任一項所述的基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法的步驟。

9.一種存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)上存儲有基于區(qū)塊鏈的分布式共識程序，所述基于區(qū)塊鏈的分布式共識程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至6中任一項所述的基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法的步驟。

10.一種計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，所述計算機程序產(chǎn)品包括基于區(qū)塊鏈的分布式共識程序，所述基于區(qū)塊鏈的分布式共識程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至6中任一項所述的基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種基于區(qū)塊鏈的分布式共識方法及其相關(guān)設(shè)備，涉及區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于區(qū)塊鏈，區(qū)塊鏈包括常務(wù)共識節(jié)點和候補共識節(jié)點，該方法包括：所述常務(wù)共識節(jié)點接收業(yè)務(wù)端或所述候補共識節(jié)點發(fā)出的構(gòu)建請求，并基于所述構(gòu)建請求生成區(qū)塊提議；所述常務(wù)共識節(jié)點向其他常務(wù)共識節(jié)點發(fā)送所述區(qū)塊提議，并根據(jù)所述其他常務(wù)共識節(jié)點發(fā)出的確認消息生成區(qū)塊信息；其中，所述確認消息是所述其他常務(wù)共識節(jié)點對所述區(qū)塊提議進行確認得到的；在所述常務(wù)共識節(jié)點向所述候補共識節(jié)點發(fā)出區(qū)塊信息后，所述候補知識節(jié)點接收并確認所述區(qū)塊信息，得到共識結(jié)果。在本申請中，提高了共識效率。

技術(shù)研發(fā)人員：牛冬,劉寶進
受保護的技術(shù)使用者：中移動金融科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21