[發明專利]一種基于H-Algorand的多塊輸出公有鏈共識機制

有效

• 申請號: 201911147805.8
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110838947B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 王波;任英琦;黃冬艷;李劍;馮彤
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/18
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 楊雪梅

1.一種基于H-Algorand的多塊輸出公有鏈共識機制，其特征在于，包括如下步驟：

1)提出多塊輸出的公有鏈機制MB-Algorand，包括如下步驟：

1-1)交易廣播：區塊鏈網絡中的每個節點通過gossip通信協議向網絡中的節點廣播消息，每個消息都簽署始發節點的私鑰以防止消息被偽造，其它節點在轉發這些消息前檢查簽名，對于相同的消息，每個節點只轉發一次；

1-2)委員會選舉：區塊鏈網絡通過抽簽機制選舉出委員會，委員會代表整個區塊鏈網絡對網絡新生成的區塊進行共識；

1-3)領導者提議區塊：委員會通過優先級機制選舉出領導者節點，領導者節點負責將它收集到的消息，打包到待共識的區塊里，在委員會里轉發N個待共識的區塊；

1-4)委員會共識：委員會利用BA★共識機制，對領導者提出的區塊進行共識；

1-5)共識成功寫入區塊：共識成功的區塊在區塊鏈網絡中轉發，被各個節點添加到各自維護的賬本中；

2)將MB-Algorand機制與Algorand機制結合，得到H-Algorand機制，包括如下步驟：

2-1)判斷網絡狀態是否正常，若網絡狀態正常，則執行2-2)；若網絡狀態不正常，則執行步驟2-3)；

2-2)在MB-Algorand機制中，領導者以多塊方式提議N個區塊，其中N2，步驟為：

2-2-1)領導者提議第1個區塊；

2-2-2)判斷委員會節點狀態是否能夠滿足共識條件；

2-2-3)若委員會節點狀態滿足共識條件，委員會使用MB-Algorand機制對第1個區塊進行共識，重復步驟2-2-1)至2-2-2)，直至N個區塊共識完，委員會結束共識；

2-2-4)若委員會節點狀態不滿足共識條件，則由Algorand機制對剩余區塊進行共識，直至共識結束；

2-3)Algorand機制中，領導者以單塊方式提議N個區塊。

2.根據權利要求1所述的一種基于H-Algorand的多塊輸出公有鏈共識機制，其特征在于，步驟2-2)中，MB-Algorand機制中領導者連續出塊，使得領導者出塊和委員會共識并行處理，H-Algorand機制在出塊效率和安全性之間的折中性能；設塊提議時間為t_p，塊共識時間為t_c；當t_p＜t_c時，N個區塊“領導者出塊”和“委員會共識”所需要的時間為T_MB-Al＝N*t_c+t_p；當t_p≥t_c時，N個區塊“領導者出塊”和“委員會共識”所需要的時間為T_MB-Al＝N*t_p+t_c。

3.根據權利要求1所述的一種基于H-Algorand的多塊輸出公有鏈共識機制，其特征在于，步驟2-2)中，假設Algorand機制共識以概率1成功，H-Algorand機制中領導者目標出塊數為N，優先以MB-Algorand機制運行；MB-Algorand機制產生的第1個區塊的共識過程與Algorand機制相同，以概率1成功，其余剩下的N-1個區塊由于領導者和委員會暴露在區塊鏈網絡中，設在遭受DDOS攻擊威脅的網絡環境下，每一個區塊共識失敗的概率為P_fault，設P_fault為一定值，則每個塊共識成功的概率為P_success＝1-P_fault，N個塊全部共識成功的概率為當H-Algorand機制使用MB-Algorand機制領導者提議的目標出塊數為N時，N個塊全部共識成功的概率為則H-Algorand機制安全性損失為