[發明專利]一種區塊鏈共識節點自動恢復方法

有效

• 申請號: 201710271751.0
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107423152B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 邱煒偉;李偉;梁秀波;李啟雷;尹可挺
• 申請（專利權）人: 杭州趣鏈科技有限公司
• 主分類號: G06F11/07
• 分類號: G06F11/07;G06Q20/38
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種區塊鏈共識節點自動恢復方法，包括如下步驟：1)宕機后重連節點廣播初始恢復消息，獲取其他節點檢查點信息和區塊高度；2)重連節點收到其他節點回復信息，并對發送方的檢查點和區塊高度信息進行計數；3)找到目標節點并獲取其檢查點信息、區塊高度和區塊哈希；4)重連節點進行狀態轉移，恢復至目標節點的檢查點高度；5)重連節點向目標節點索取PQC的消息；6)重連節點收到目標節點返回的PQC信息，進行正常的共識處理，重復執行步驟5)到步驟6)，直至重連節點區塊高度恢復至正常節點高度。本發明解決了傳統PDFT共識過程中宕機節點重連緩慢的問題，提出了一種使區塊鏈上宕機重連節點快速重連的方法。

技術領域

本發明涉及區塊鏈技術、PBFT共識算法，尤其涉及一種區塊鏈共識節點自動恢復方法。

背景技術

區塊鏈技術，區塊鏈是一種新型去中心化協議，能安全地存儲數字貨幣交易或其他數據，信息不可偽造和篡改，區塊鏈上的交易確認由區塊鏈上的所有節點共同完成，節點間的信息同步又共識算法完成，共識算法保證其一致性，常見的共識算法有POW、POS和PBFT等。所有經區塊鏈確認的交易都會寫入區塊上，區塊鏈上每個節點不斷參與共識，從而保證區塊內容不可偽造和篡改。

PBFT算法，PBFT是Practical Byzantine Fault Tolerance的縮寫，意為拜占庭容錯算法，是一種高效的拜占庭問題解決辦法，同時也是一種廣泛使用的區塊鏈節點共識算法。這個算法允許系統有不超過f＝(n-1)/3的惡意節點，即在惡意節點數量不超過f時，仍能保證共識系統的安全性和有效性。鑒于該算法的安全高效的特點，PBFT算法主要用于區塊鏈平臺上的核心算發。

在PBFT共識過程中，如果一個節點宕機重連，那么其共識模塊的內部變量與系統當前值不一致，導致當前節點無法參與共識。傳統的PBFT共識算法的解決方案是采用checkpoint機制和ViewChange機制，然而這些方案都需要有一段時間的延遲，并且，在這段等待的時間內，系統的健壯性降低，不穩定的可能性增大。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種區塊鏈共識節點自動恢復方法。本發明是通過“兩步走”的技術方案來實現的：第一步，比較當前節點和目標節點的檢查點高度，使當前節點恢復至目標檢查點高度；第二步，向目標節點索取PQC信息，重新做重檢查點到目標節點區塊高度的區塊。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案如下：一種區塊鏈共識節點自動恢復方法包括如下步驟：

1)發送初始恢復信息：宕機后重連節點廣播初始恢復消息，獲取其他節點檢查點信息和區塊高度信息；

2)對反饋信息計數：重連節點收到其他節點回復的檢查點、當前區塊高度和最高區塊哈希，并對發送方的檢查點和區塊高度信息計數；

3)獲取目標節點信息：當重連節點收到2f+1個其他節點的回復信息，每個回復信息包括發送節點的不同階段檢查點的信息，嘗試找出所有符合條件的檢查點信息中找出檢查點高度最高的一組，并獲取其發送節點的區塊高度和區塊哈希，將這組檢查點消息的發送節點作為目標節點；若找出目標節點，重連節點根據目標節點的檢查點信息使重連節點當前高度恢復至目標節點的檢查點高度；若無法找出目標節點，則繼續等待其他節點發來的信息；

4)進行狀態轉移：重連節點不斷向其他節點索取直至得到目標節點的檢查點高度的區塊，進行狀態轉移操作，使重連節點當前高度恢復至目標節點的檢查點高度；

5)向目標節點索取PQC信息：重連節點向目標節點發送索取PQC信息的消息，消息包括當前節點的低水位，即當前最近一次檢查點的編號；

6)獲取PQC信息：目標節點返回符合條件的PQC信息，重連節點收到這些信息并利用這些消息進行正常的共識處理；重復執行步驟5)到步驟6)，直至重連節點區塊高度恢復至正常節點高度，此后重連節點將進行正常的共識過程。