[發(fā)明專利]實(shí)用拜占庭容錯共識機(jī)制中動態(tài)更改共識節(jié)點(diǎn)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710761858.3
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107579848B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳哲昺;盧旻;張福哲
• 申請（專利權(quán)）人: 上海保險(xiǎn)交易所股份有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/06;H04L29/08;G06F11/07;G06Q20/38;G06Q20/40
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 歐陽帆

本發(fā)明提供了實(shí)用拜占庭容錯共識機(jī)制中動態(tài)更改共識節(jié)點(diǎn)的方法，其包括：系統(tǒng)管理員向共識節(jié)點(diǎn)發(fā)起增減共識節(jié)點(diǎn)的更改請求作為系統(tǒng)級別事務(wù)，使用系統(tǒng)管理員的私鑰對更改請求簽名；共識節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證更改請求，若驗(yàn)證通過則為更改請求添加特殊系統(tǒng)事務(wù)頭，并廣播更改請求，各共識節(jié)點(diǎn)將更改請求放入優(yōu)先事務(wù)隊(duì)列；進(jìn)行新一輪共識，由選出的提案節(jié)點(diǎn)提出包含更改請求的提案區(qū)塊并將其廣播給所有共識節(jié)點(diǎn)，由所有共識節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證提案區(qū)塊中的事務(wù)，先檢驗(yàn)事務(wù)的事務(wù)頭，當(dāng)檢驗(yàn)到特殊系統(tǒng)事務(wù)頭時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)事務(wù)操作邏輯而非智能合約；在達(dá)成共識后，節(jié)點(diǎn)執(zhí)行更改請求并更新共識節(jié)點(diǎn)集合列表，更新后的共識節(jié)點(diǎn)集合列表被存儲在節(jié)點(diǎn)的本地文件中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及區(qū)塊鏈技術(shù)，具體地，本發(fā)明涉及區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)用拜占庭容錯(Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT)的共識機(jī)制。

背景技術(shù)

在1999年的操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)國際會議(OSDI99)上，Miguel Castro和BarbaraLiskov提出了一種PBFT機(jī)制。這種機(jī)制解決了原始拜占庭容錯算法效率不高的問題，將該算法復(fù)雜度由指數(shù)級降低到多項(xiàng)式級，從而使得拜占庭容錯算法在實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用中變得可行。

目前已經(jīng)將這種PBFT機(jī)制應(yīng)用于區(qū)塊鏈系統(tǒng)的共識算法，以搭建聯(lián)盟鏈。聯(lián)盟鏈?zhǔn)墙?jīng)授權(quán)后的節(jié)點(diǎn)才能加入和退出的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，各個節(jié)點(diǎn)通常有與之對應(yīng)的實(shí)體機(jī)構(gòu)組織。將上述PBFT機(jī)制作為共識機(jī)制應(yīng)用到聯(lián)盟鏈中可以高效地防止聯(lián)盟鏈中出現(xiàn)拜占庭節(jié)點(diǎn) (即，惡意作惡節(jié)點(diǎn))。

但是在實(shí)際應(yīng)用中，聯(lián)盟鏈常常需要根據(jù)業(yè)務(wù)需求而增加或減少共識節(jié)點(diǎn)，或者下線一些硬件有問題的節(jié)點(diǎn)并使用新的節(jié)點(diǎn)來代替該有問題的節(jié)點(diǎn)。傳統(tǒng)的PBFT算法中并沒有包括一種動態(tài)的共識節(jié)點(diǎn)集合變化機(jī)制，因此無法滿足這一需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種可以在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的PBFT共識機(jī)制中安全可靠地動態(tài)更改共識節(jié)點(diǎn)的方法。使用根據(jù)本發(fā)明的安全機(jī)制，通過 PBFT算法本身的共識，可以實(shí)現(xiàn)在區(qū)塊鏈上使用PBFT算法時(shí)動態(tài)更改共識節(jié)點(diǎn)的目的。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用拜占庭容錯(PBFT)的共識機(jī)制中動態(tài)更改共識節(jié)點(diǎn)的方法，其包括：發(fā)起更改請求步驟，在所述發(fā)起更改請求步驟中，由系統(tǒng)管理員向任意一個共識節(jié)點(diǎn)發(fā)起一個更改請求作為系統(tǒng)級別事務(wù)，并且使用所述系統(tǒng)管理員的私鑰對所述更改請求進(jìn)行簽名，其中所述更改請求為增加或刪除一個或更多個共識節(jié)點(diǎn)的請求；驗(yàn)證更改請求步驟，在所述驗(yàn)證更改請求步驟中，所述任意一個共識節(jié)點(diǎn)對接收到的所述更改請求進(jìn)行驗(yàn)證，在驗(yàn)證通過的情況下，為所述更改請求添加特殊系統(tǒng)事務(wù)頭，并將具有特殊系統(tǒng)事務(wù)頭的該更改請求向所有共識節(jié)點(diǎn)廣播，各共識節(jié)點(diǎn)將具有特殊系統(tǒng)事務(wù)頭的該更改請求放入優(yōu)先事務(wù)隊(duì)列；更改請求共識步驟，在所述更改請求共識步驟中，進(jìn)行新一輪的基于 PBFT的共識操作，在該共識操作中，由選出的提案節(jié)點(diǎn)優(yōu)先打包所述優(yōu)先事務(wù)隊(duì)列中的事務(wù)，從而提出包含所述更改請求的提案區(qū)塊并將所述提案區(qū)塊廣播給所有共識節(jié)點(diǎn)，由所有共識節(jié)點(diǎn)對所述提案區(qū)塊中的各事務(wù)進(jìn)行驗(yàn)證，其中共識節(jié)點(diǎn)對各事務(wù)進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)先檢驗(yàn)事務(wù)的事務(wù)頭，在檢驗(yàn)到所述更改請求的特殊系統(tǒng)事務(wù)頭的情況下進(jìn)入預(yù)先定義的固定的系統(tǒng)事務(wù)操作邏輯而不是智能合約進(jìn)行驗(yàn)證，并且其中在所述優(yōu)先事務(wù)隊(duì)列中存在多于一個更改請求的情況下，所述提案節(jié)點(diǎn)僅將時(shí)間最早的一個更改請求打包到所述提案區(qū)塊中；更改列表步驟，在所述更改列表步驟中，在所述更改請求共識步驟中對所述提案區(qū)塊達(dá)成共識后，所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)執(zhí)行所述更改請求，從而根據(jù)所述更改請求來更新共識節(jié)點(diǎn)集合列表，其中更新后的共識節(jié)點(diǎn)集合列表被存儲在節(jié)點(diǎn)的本地文件中。