[發明專利]一種區塊鏈共識方法及系統

有效

• 申請號: 202010423528.5
• 申請日: 2020-05-24
• 公開（公告）號: CN111614468B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 張妍
• 申請（專利權）人: 濟南欣格信息科技有限公司
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L9/40;H04L67/1097;G06F21/64;G06Q20/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種區塊鏈共識方法及系統，采用雙重拜占庭容錯算法達成共識機制，參與區塊鏈的任一節點均有權創建一條請求信息，并提交相應的數字協議，然后向其所在私鏈廣播該請求信息，其所處私鏈中的驗證節點基于拜占庭容錯算法對該請求信息進行驗證，達成共識后將請求信息提交給公鏈，然后基于隨機算法從不同私鏈中任意選取相應參與節點作為第二層驗證節點，組成隨機區塊網絡，對請求信息進行二次驗證，若二次驗證基于拜占庭容錯算法達成共識，則請求被認證。任一驗證無法達成共識則請求被駁回，請求信息及數字協議被清除。采用本發明的共識算法即克服了PoW算法計算量大，處理速度慢的缺點，又克服了普通拜占庭容錯算法安全邊界偏低的缺陷。

技術領域

本申請涉及區塊鏈技術領域，具體涉及一種區塊鏈共識方法及系統。

背景技術

起源于比特幣的區塊鏈技術是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式，其本質是一種去中心化的數據庫，具有不可篡改、全程留痕可追溯、集體維護、公開透明等特點，其豐富的應用場景主要是基于區塊鏈能夠解決信息不對稱問題，實現多個主體之間的協作信任與一致行動。因此，共識機制是區塊鏈技術的核心。比特幣采用PoW（Proof of work）共識算法，參與網絡的每一節點均進行工作量計算，并廣播和接收全網信息，當共識達成后產生新的區塊，并寫入信息。PoW的容錯性是50%，也就是說只要超過一半的節點是誠實的，就可以保證區塊鏈數據的有效性。但是，PoW算法存在出塊慢、吞吐量小及耗電量大等局限。基于此，PoS、BFT等共識算法被提出，用于提高區塊鏈的計算效率。已授權專利CN201610901226.8公開了一種區塊鏈的分組共識方法及系統，其通過指定的交易驗證節點及交易打包節點對網絡中的交易信息進行驗證和封裝，避免了PoW算法中所有節點均需參與工作量驗證，克服了區塊鏈處理速度慢的缺點。然而，其無法保證其委托的信賴節點不會被攻擊或是簽名后的廣播信息不會被篡改，導致區塊鏈網絡陷入拜占庭問題，從而失效或是給出錯誤的信息。另一已授權專利CN201610752879.4公開了一種應用于區塊鏈的拜占庭容錯共識算法，來節省計算資源，避免算力競爭。并且為了克服授權節點發生叛變的問題，其通過不斷更新本地共識節點列表的方式保證共識機制的可靠性。然而，其采用普通的拜占庭容錯算法，其天然特性導致其安全邊界為惡意節點不超過1/3，遠低于PoW算法的1/2。當惡意節點數較大時仍存在失效風險。

發明內容

基于現有技術存在的以上問題，本申請提出了一種區塊鏈共識方法及系統，以解決現有技術中存在的缺陷。本發明采用雙重拜占庭容錯算法達成共識機制，具體通過以下技術方案實現：

一種區塊鏈共識方法，其特征在于，采用雙重拜占庭容錯算法達成共識機制，所述區塊鏈包括私鏈和公鏈，任一參與節點均可在區塊鏈中創建一條請求信息，并提交相應的數字協議，然后向其所在私鏈廣播該請求信息，所在私鏈的驗證節點對該請求信息進行驗證，如驗證其數字簽名是否合法，及操作是否合法，若該請求信息基于拜占庭容錯算法無法達成共識，該請求被駁回，請求信息及數字協議被清除；若該請求信息基于拜占庭容錯算法達成共識，則被進一步提交到公鏈，基于隨機算法從不同私鏈中任意選取相應參與節點作為第二層驗證節點，組成隨機區塊網絡，對請求信息進行二次驗證，二次驗證同樣對請求信息的數字簽名及操作的合法性進行驗證，并驗證一次驗證結果的一致性。若二次驗證基于拜占庭容錯算法無法達成共識，則請求被駁回，請求信息及數字協議被清除；若二次驗證基于拜占庭容錯算法達成共識，則請求被認證；

優選的，所述區塊鏈共識方法，當二次驗證結果與私鏈驗證節點驗證結果不一致時，對沖突信息進行記錄，并對相應私鏈驗證節點進行監視，當下一驗證周期二次驗證結果與相應私鏈驗證節點驗證結果不一致時，對相應私鏈中給出沖突結果的驗證節點進行更新替換，確保參與驗證的私鏈驗證節點存在風險時被及時更新；