[發明專利]一種應用于許可鏈的二元加權拜占庭容錯共識方法

有效

• 申請號: 202010419521.6
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111682942B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 張宇;馬傳旺;范濟安;金以東;周大勝
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;北京靜寧數據科技有限公司
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L9/40;H04L67/1095
• 代理公司: 黑龍江立超同創知識產權代理有限責任公司 23217
• 代理人: 楊立超

1.一種應用于許可鏈的二元加權拜占庭容錯共識方法，其特征在于，所述方法的實現過程為：

步驟一、構建系統模型

1)共識模型：采用二元共識模型，共識的輸入和輸出均由一個二進制位表示，1表示通過，事務將被執行并改變賬簿狀態；0表示拒絕，事務不被執行且不改變賬簿狀態；

2)故障模型假設：采用拜占庭故障模型，故障節點的行為是任意的，包括向正常節點發送錯誤的或不一致的消息，或不做出響應，允許有一個強大的對手統一控制所有故障節點阻礙共識；基于某類事務的共識與對應主節點命運共享的前提，在共識中不考慮主節點發生故障的情況；

3)可靠信道假設：各節點間均有可靠的授權點對點信道，保證正常節點發送的消息最終會被正確交付；允許同一時刻有多個主節點共同發起共識，且消息可能以亂序到達；對手計算能力有限，無法破解密碼學技術；

4)時間假設：系統運行在弱同步環境下，通信延遲不會隨著時間推移而無限增長；

步驟二、給出系統參數

假設系統中有n個節點N₁，N₂，…，N_n，m種事務類型T₁，T₂，…，T_m；事務類型T_j對應的主節點為P_j，節點N_i對事務類型T_j的權值分配用n維權值向量W_ij表示，即

(T_j，N_i)→W_ij＝[w_ij1 w_ij2……w_ijn]

w_ijk表示針對事務T_j，節點N_i為節點N_k分配的權值大小，權值向量需滿足條件：

對任意i和j均成立；

V_i是由節點i對每次共識的事務列表L中全體事務的投票組成的投票向量；矩陣V＝[V₁V₂…V_n]保存所有節點的投票；同樣地，LocalDecision_i和LocalDecision分別為在決策階段節點i產生的局部決策結果和所有節點的局部決策矩陣，GlobalDecision為主節點在提交階段產生的全局決策結果；

在任意非故障節點的權值分配中，拜占庭節點所占總權值均不能超過f；當結果超過決策閾值θ時，該事務的決策結果為1通過，反之為0拒絕；

步驟三、二元加權拜占庭容錯共識過程：

網絡中包含若干參與共識的節點，持續監聽來自客戶端或其他節點的消息；共識開始前，系統需配置全局參數，包含節點地址、事務類型、主節點信息以及決策閾值，并由每個節點各自完成權值分配；在初始階段，當主節點監聽到來自客戶端的請求時，由主節點發起共識；

二元加權拜占庭容錯共識(BWBFT共識)分為預準備階段、投票階段、決策階段、提交階段四個階段，當節點完成對賬簿的更新后，還需將執行結果返回給客戶端，以便客戶端掌握共識完成情況；BWBFT共識僅在投票階段包含一次全體廣播，其通信復雜度為O(n²)。