[發明專利]區塊鏈Raft+PBFT的混合共識網絡算法及系統

在審

• 申請號: 202010238998.4
• 申請日: 2020-03-30
• 公開（公告）號: CN111464349A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 柴荔;汪洋;燕寶;馬強;鄒悅寧
• 申請（專利權）人: 南京中誠區塊鏈研究院有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/08
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 蔣真

本發明涉及區塊鏈技術領域，具體地說，涉及區塊鏈Raft+PBFT的混合共識網絡算法。包括如下步驟：在paxos中選主，同步所有acceptor的commited記錄，完成上任；commited得到follower的通過，完成任務；客戶端c向主節點發送REQUEST，o，t，c請求執行操作o；每個由副本節點發給客戶端的消息都包含了當前的視圖編號；主節點自動將該請求向所有備份節點進行廣播。本發明設計采用Raft進行區塊鏈網絡的各個節點進行快速組網，形成區塊鏈的點對點網絡，通過隨機算法進行全網節點選取共識委員會節點，構建PBFT共識網絡，保證相對可靠的一致性，形成共識機制。

技術領域

本發明涉及區塊鏈技術領域，具體地說，涉及區塊鏈Raft+PBFT的混合共識網絡算法及系統。

背景技術

區塊鏈是一個信息技術領域的術語。從本質上講，它是一個共享數據庫，存儲于其中的數據或信息，具有“不可偽造”“全程留痕”“可以追溯”“公開透明”“集體維護”等特征。基于這些特征，區塊鏈技術奠定了堅實的“信任“基礎，創造了可靠的“合作”機制，具有廣闊的運用前景。區塊鏈的分布式網絡的核心難題是如何高效達成共識，中心化程度低的、決策權分散的社會更難達成一致。

發明內容

本發明的目的在于提供區塊鏈Raft+PBFT的混合共識網絡算法及系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述技術問題的解決，本發明的目的之一在于，提供一種區塊鏈Raft+PBFT的混合共識網絡算法，包括如下步驟：

S1、Raft進行區塊鏈網絡的各個節點進行快速組網；

S2、形成區塊鏈的點對點網絡；

S3、通過隨機算法進行全網節點選取共識委員會節點；

S4、構建PBFT共識網絡。

作為本技術方案的進一步改進，所述S1中，Raft進行區塊鏈網絡的各個節點進行快速組網的方法包括如下步驟：

S1.1、選主，在paxos中選主，任何的porposer節點都可以被選為主節點，同步所有acceptor的commited記錄，來完成上任；在raft中，只有log最齊全的Follower/Candidata才能被選為主，這樣在同步log的時候，可以減少數據量的拉取，快速完成上任；

S1.2、執行任務，一個commited都必須得到follower的通過才能算完成。

作為本技術方案的進一步改進，所述S1中，Raft的開源軟件采用etcd，etcd是基于raft實現的高可用的kv存儲。

常見場景如下：

場景一：高可用的分布式鎖：

try-lock：

直接建key-value，成功表示上鎖成功，失敗表示上鎖失敗；

Blocking-lock：

直接建key-value，成功表示上鎖成功，可立即返回，失敗后可以watch該key-value，表示blocking lock，一旦key-value有變，就可嘗試再上鎖，成功則表示lock，失敗繼續blocking；

Unlock：

刪除key-value，成功表示成功接鎖。

場景二：高可用的k-v存儲：

可以當做分布式事務的日志journal的高可用存儲，leader競選；

可以當做高可用狀態機的狀態存儲和事件順序存儲。