[發(fā)明專利]一種區(qū)塊鏈共識(shí)裝置與算法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810779999.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN109039713B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳晉飛;楊高赟;王旭;胡振生;陳華毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 夸克鏈科技（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/24
• 分類號(hào): H04L12/24;H04L29/08;H04L9/32;G06Q40/04
• 代理公司: 深圳市恒和大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44479
• 代理人: 何園園

本發(fā)明公開了一種區(qū)塊鏈共識(shí)裝置，包括合約模塊、投票模塊、出塊模塊和存儲(chǔ)模塊，所述合約模塊用于執(zhí)行智能合約，通過智能合約可以將普通節(jié)點(diǎn)成為共識(shí)節(jié)點(diǎn)，所述投票模塊是用于從參與共識(shí)的節(jié)點(diǎn)中通過投票的方式選舉出leader節(jié)點(diǎn)，所述出塊模塊是指leader節(jié)點(diǎn)打包區(qū)塊單元數(shù)據(jù)，并將區(qū)塊單元數(shù)據(jù)放入?yún)^(qū)塊鏈內(nèi)，所述存儲(chǔ)模塊是用于存儲(chǔ)放入?yún)^(qū)域鏈內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，本發(fā)明還提供了一種區(qū)塊鏈共識(shí)算法。本發(fā)明創(chuàng)造性的把raft算法與DPoS共識(shí)算法做了融合，提供一種高效且安全性好的共識(shí)裝置與算法，滿足對(duì)交易速度要求高的區(qū)塊鏈應(yīng)用的需要，在沒有降低raft共識(shí)性能的情況下，增強(qiáng)了共識(shí)的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)信息處理技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種區(qū)塊鏈共識(shí)裝置與算法。

背景技術(shù)

區(qū)塊鏈技術(shù)是一種分布式互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，也稱為分布式賬本技術(shù)，具備去中心化、公開透明、不可篡改、可信任、集體維護(hù)、可溯源等特點(diǎn)。基于這些特點(diǎn)，區(qū)塊鏈不僅在金融行業(yè)落地生根，也在其他行業(yè)遍地開花，推動(dòng)著生產(chǎn)關(guān)系變革。

數(shù)據(jù)要寫入?yún)^(qū)塊鏈，需要經(jīng)過共識(shí)過程。所謂共識(shí)，也就是多個(gè)區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)對(duì)入鏈數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證，并經(jīng)由其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)寫入?yún)^(qū)塊鏈。共識(shí)算法在共識(shí)節(jié)點(diǎn)數(shù)量、交易性能、安全性三者中，只能三兼其二。隨著區(qū)塊鏈應(yīng)用的增多，對(duì)區(qū)塊鏈的交易性能要求變高，主流的共識(shí)算法如PoW難以勝任，PBFT與DPoS交易性能居中且安全性尚可，Raft理論上處理速度最塊但安全性弱。

專利申請(qǐng)?zhí)枺?01710062689.4一種基于Raft算法的區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制，包括步驟：將區(qū)塊鏈的共識(shí)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)于區(qū)塊鏈上，并將共識(shí)節(jié)點(diǎn)的初始狀態(tài)置為跟隨者；基于Raft算法并結(jié)合區(qū)塊高度選舉初始領(lǐng)導(dǎo)者狀態(tài)的共識(shí)節(jié)點(diǎn)，領(lǐng)導(dǎo)者狀態(tài)的共識(shí)節(jié)點(diǎn)用于記錄交易事件并生成新區(qū)塊；領(lǐng)導(dǎo)者狀態(tài)的共識(shí)節(jié)點(diǎn)任期結(jié)束時(shí)，將重新選舉領(lǐng)導(dǎo)者狀態(tài)的共識(shí)節(jié)點(diǎn)，把Raft算法與區(qū)塊鏈高度融合處理，但是在安全性方面沒有多大改進(jìn)，仍然存在安全性問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，而提出的一種區(qū)塊鏈共識(shí)裝置與算法，目的是把Raft算法與DPos算法做了融合，提供一種高效且安全性好的共識(shí)裝置與算法，滿足對(duì)交易速度要求高的區(qū)塊鏈應(yīng)用的需要。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種區(qū)塊鏈共識(shí)裝置，包括合約模塊、投票模塊、出塊模塊和存儲(chǔ)模塊，其特征在于：所述合約模塊用于執(zhí)行智能合約，通過智能合約可以將普通節(jié)點(diǎn)成為共識(shí)節(jié)點(diǎn)，所述投票模塊是用于從參與共識(shí)的節(jié)點(diǎn)中通過投票的方式選舉出leader節(jié)點(diǎn)，所述出塊模塊是指leader節(jié)點(diǎn)打包區(qū)塊單元數(shù)據(jù)，并將區(qū)塊單元數(shù)據(jù)放入?yún)^(qū)塊鏈內(nèi)，所述存儲(chǔ)模塊是用于存儲(chǔ)放入?yún)^(qū)域鏈內(nèi)的數(shù)據(jù)信息。

優(yōu)選的，所述投票模塊選出leader節(jié)點(diǎn)后，由其負(fù)責(zé)產(chǎn)生區(qū)塊單元，為了平衡效率與安全，在leader節(jié)點(diǎn)連續(xù)生成設(shè)定的多個(gè)區(qū)塊單元后，將從共識(shí)節(jié)點(diǎn)中重新選舉出新leader節(jié)點(diǎn)，并且所有l(wèi)eader節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的區(qū)塊單元需要獲得過半共識(shí)節(jié)點(diǎn)的確認(rèn)簽名，才能放入?yún)^(qū)塊鏈中。

本發(fā)明還提供了一種區(qū)塊鏈共識(shí)裝置的算法，包括以下步驟：

(1)、共識(shí)節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)建：區(qū)塊鏈內(nèi)設(shè)置有智能合約，普通節(jié)點(diǎn)通過智能合約可以變成共識(shí)節(jié)點(diǎn)；

(2)、選出leader節(jié)點(diǎn)：采用Raft算法，從共識(shí)節(jié)點(diǎn)中選出leader節(jié)點(diǎn)；

(3)、leader節(jié)點(diǎn)把交易隊(duì)列中的交易請(qǐng)求打包成區(qū)塊單元，形成一個(gè)區(qū)塊單元；

(4)、leader節(jié)點(diǎn)把形成的區(qū)塊單元發(fā)送給其他的若干個(gè)共識(shí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)簽名，若確認(rèn)簽名數(shù)小于共識(shí)節(jié)點(diǎn)總數(shù)的一半，則無(wú)法形成新區(qū)塊單元，若確認(rèn)簽名數(shù)大于共識(shí)節(jié)點(diǎn)總數(shù)的一半，則可以形成新區(qū)塊單元；

(5)、leader節(jié)點(diǎn)把新區(qū)塊單元進(jìn)行打包并放入?yún)^(qū)域鏈內(nèi)，同時(shí)在全網(wǎng)進(jìn)行廣播；