[發(fā)明專利]一種區(qū)塊鏈的分層共識(shí)方法和系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711174609.0
• 申請(qǐng)日: 2017-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN109819003A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張重陽;翟曉君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L29/08
• 分類號(hào): H04L29/08;H04L12/24
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 孟睿

1.一種區(qū)塊鏈的分層共識(shí)方法，其特征在于，將參與驗(yàn)證的計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)分組為兩層結(jié)構(gòu)，并且選取各二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點(diǎn)和一級(jí)主干網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)；客戶端發(fā)起請(qǐng)求消息到主干網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)；主干網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)接收到請(qǐng)求消息后驗(yàn)證該消息，生成請(qǐng)求序號(hào)，然后組織預(yù)準(zhǔn)備消息發(fā)給所述主干網(wǎng)中其它各節(jié)點(diǎn)；主干網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)接收到預(yù)準(zhǔn)備消息后驗(yàn)證該消息，然后組織主干網(wǎng)準(zhǔn)備消息發(fā)送給所述主干網(wǎng)中其它各節(jié)點(diǎn)，同時(shí)組織主節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備消息發(fā)送給自身所在二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其它各節(jié)點(diǎn)并接收返回的二級(jí)子網(wǎng)準(zhǔn)備消息；主干網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)接收到主干網(wǎng)準(zhǔn)備消息和二級(jí)子網(wǎng)準(zhǔn)備消息后，驗(yàn)證該消息，當(dāng)通過的消息數(shù)量達(dá)到給定閾值時(shí)，生成主干網(wǎng)提交消息并發(fā)送給所述主干網(wǎng)中其它各節(jié)點(diǎn)；主干網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)接收到主干網(wǎng)提交消息后驗(yàn)證該消息，當(dāng)通過的消息數(shù)量達(dá)到給定閾值時(shí)，執(zhí)行提交操作，然后組織主節(jié)點(diǎn)提交消息發(fā)送給自身所在的二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其它各節(jié)點(diǎn)并接收返回的提交回復(fù)消息；各二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點(diǎn)接收提交回復(fù)消息后組織響應(yīng)消息并返回給客戶端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)塊鏈的分層共識(shí)方法，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)分組是指將計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)劃分為不同的小組，小組內(nèi)的節(jié)點(diǎn)組成二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)通過投票方式選取出一個(gè)二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點(diǎn)，而每個(gè)二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點(diǎn)組成一級(jí)主干網(wǎng)，一級(jí)主干網(wǎng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過投票方式選取出一個(gè)一級(jí)主干網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)塊鏈的分層共識(shí)方法，其特征在于，所述二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其它各節(jié)點(diǎn)在接收到主節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備消息后驗(yàn)證該消息，驗(yàn)證通過后組織二級(jí)子網(wǎng)準(zhǔn)備消息返回給發(fā)送主節(jié)點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)塊鏈的分層共識(shí)方法，其特征在于，所述驗(yàn)證該消息是指每個(gè)節(jié)點(diǎn)檢查接收的各類消息的視圖編號(hào)是否和自己的視圖編號(hào)相同，如果發(fā)現(xiàn)視圖編號(hào)不相同，該消息就不會(huì)被處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)塊鏈的分層共識(shí)方法，其特征在于，所述二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其它各節(jié)點(diǎn)在接收到主節(jié)點(diǎn)提交消息后驗(yàn)證該消息，然后執(zhí)行提交操作，組織提交回復(fù)消息返回給發(fā)送主節(jié)點(diǎn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)塊鏈的分層共識(shí)方法，其特征在于：所述提交操作是指將信息寫入到節(jié)點(diǎn)本地?cái)?shù)據(jù)庫中的操作。

7.一種區(qū)塊鏈的分層共識(shí)系統(tǒng)，其特征在于，包括主干網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)、主干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、客戶端節(jié)點(diǎn)和共享賬本數(shù)據(jù)庫；所述客戶端節(jié)點(diǎn)為發(fā)起請(qǐng)求消息的節(jié)點(diǎn)；所述共享賬本數(shù)據(jù)庫為一個(gè)分布式的各節(jié)點(diǎn)一致的全網(wǎng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫；所述主干網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)包括排序裝置、消息驗(yàn)證裝置、編解碼裝置、消息讀寫裝置和消息收發(fā)裝置，主干網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)同時(shí)也是主干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之一；所述主干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)均為多個(gè)節(jié)點(diǎn)，均包括消息驗(yàn)證裝置、編解碼裝置、消息讀寫裝置和消息收發(fā)裝置，并且主干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)同時(shí)也是二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)之一；主干網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)與主干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)直接進(jìn)行消息通信，主干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)與二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)直接進(jìn)行消息通信。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)塊鏈的分層共識(shí)系統(tǒng)，其特征在于，

客戶端節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求消息到主干網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)，主干網(wǎng)主節(jié)點(diǎn)中的消息收發(fā)裝置接收到請(qǐng)求消息，編解碼裝置和消息驗(yàn)證裝置對(duì)請(qǐng)求消息進(jìn)行解碼和驗(yàn)證，排序裝置將接收的請(qǐng)求消息進(jìn)行排序，并生成請(qǐng)求序號(hào)，然后通過編解碼裝置編碼生成預(yù)準(zhǔn)備消息，并通過消息收發(fā)裝置將預(yù)準(zhǔn)備消息發(fā)送給主干網(wǎng)絡(luò)中其它各節(jié)點(diǎn)；

主干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中的消息收發(fā)裝置接收預(yù)準(zhǔn)備消息，編解碼裝置和消息驗(yàn)證裝置對(duì)消息進(jìn)行解碼和驗(yàn)證，然后通過編解碼裝置編碼生成主干網(wǎng)準(zhǔn)備消息和主節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備消息，并通過消息收發(fā)裝置將主干網(wǎng)準(zhǔn)備消息發(fā)送給主干網(wǎng)絡(luò)中其它各節(jié)點(diǎn)，同時(shí)將主節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備消息發(fā)送給自身所在二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其它各節(jié)點(diǎn)；二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的消息收發(fā)裝置接收主節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備消息，編解碼裝置和消息驗(yàn)證裝置對(duì)消息進(jìn)行解碼和驗(yàn)證，然后通過編解碼裝置生成二級(jí)子網(wǎng)準(zhǔn)備消息，并通過消息收發(fā)裝置將二級(jí)子網(wǎng)準(zhǔn)備消息返回給發(fā)送主節(jié)點(diǎn)；

主干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通過自身的消息收發(fā)裝置接收主干網(wǎng)準(zhǔn)備消息和二級(jí)子網(wǎng)準(zhǔn)備消息，通過編解碼裝置和消息驗(yàn)證裝置對(duì)消息進(jìn)行解碼和驗(yàn)證，消息驗(yàn)證裝置還根據(jù)驗(yàn)證通過的主干網(wǎng)準(zhǔn)備消息的數(shù)量和二級(jí)子網(wǎng)準(zhǔn)備消息的數(shù)量判斷是否能夠進(jìn)入提交階段，然后通過編解碼裝置生成主干網(wǎng)提交消息，并通過消息收發(fā)裝置將主干網(wǎng)提交發(fā)送給其它主干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)；

主干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中的消息收發(fā)裝置接收主干網(wǎng)提交消息，編解碼裝置和消息驗(yàn)證裝置對(duì)消息進(jìn)行解碼和驗(yàn)證，消息驗(yàn)證裝置還根據(jù)驗(yàn)證通過的主干網(wǎng)提交消息的數(shù)量判斷是否能夠執(zhí)行提交操作，通過各自節(jié)點(diǎn)中的消息讀寫裝置將正文內(nèi)容及相關(guān)信息寫入共享賬本數(shù)據(jù)庫，然后通過編解碼裝置編碼生成主節(jié)點(diǎn)提交消息，并通過消息收發(fā)裝置將主節(jié)點(diǎn)提交消息發(fā)送給自身所在二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其它各節(jié)點(diǎn)；二級(jí)子網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的消息收發(fā)裝置接收主節(jié)點(diǎn)提交消息，編解碼裝置和消息驗(yàn)證裝置對(duì)消息進(jìn)行解碼和驗(yàn)證，然后通過編解碼裝置生成提交回復(fù)消息，并通過消息收發(fā)裝置將提交回復(fù)消息返回給發(fā)送主節(jié)點(diǎn)；

主干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中的消息收發(fā)裝置接收提交回復(fù)消息，編解碼裝置和消息驗(yàn)證裝置對(duì)消息進(jìn)行解碼和驗(yàn)證，然后通過編解碼裝置生成響應(yīng)消息，并通過消息收發(fā)裝置將響應(yīng)消息返回給客戶端節(jié)點(diǎn)。