[發明專利]一種應用于區塊鏈共識機制的并行化拜占庭容錯方法

在審

• 申請號: 202011322104.6
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112417046A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 陳瀟;袁冠緒
• 申請（專利權）人: 宙通科技（南京）有限公司
• 主分類號: G06F16/27
• 分類號: G06F16/27;G06F16/23
• 代理公司: 南京創略知識產權代理事務所(普通合伙) 32358
• 代理人: 陳雅潔

1.一種應用于區塊鏈共識機制的并行化拜占庭容錯方法，其特征在于，包括

共識系統下層和共識系統上層，以及由所述共識系統下層和所述共識系統上層構成的第一階段和第二階段的兩個獨立共識階段，以及后續共識階段；

所述共識系統下層由若干獨立運行的共識分區組成，每個所述共識分區由主節點與若干從節點組成；

所述共識系統上層包含驗證分區，用于進行第二階段共識操作，以及引導完成所述后續共識階段的操作；

所述第一階段用于實現Pre-prepare和Prepare階段的共識操作步驟，該步驟由所述共識系統下層并行運行的若干個獨立共識分區完成，包括以下過程，

首先，由主節點發送待共識消息給全部從節點；

然后，從節點執行待共識消息，產生簽名，并返回給主節點；

最后，主節點聚合所有節點簽名，產生一個聚合簽名；

所述第二階段用于實現所述第一階段聚合簽名驗證的功能，包括以下過程，

首先，由所述共識系統上層的驗證分區完成聚合簽名的驗證，

然后，將驗證結果返回所述共識系統下層的共識分區進行確認，并啟動執行所述后續共識階段，即Commit階段；

在所述后續共識階段的執行中，所述共識系統下層的共識分區將本輪共識第二階段的聚合簽名驗證結果進行最終確認，該確認步驟中的消息往返通信，將與下一輪共識的第一階段通信合并進行；

第二階段聚合簽名驗證的最終確認結果，經所述驗證分區進行簽名驗證后，再次返回所述共識系統下層的共識分區，完成該輪共識；

所述共識系統下層各個獨立的共識分區以并行方式執行待共識消息與聚合簽名，最終由上述共識分區的主節點將執行結果與產生的聚合簽名發送給所述共識系統上層的驗證分區，進行簽名驗證以及引導完成后續Commit階段操作。

2.根據權利要求1所述的用于區塊鏈共識機制的并行化拜占庭容錯方法，其特征在于：所述共識系統下層的每個共識分區獨立運行，分別用于接收來自客戶端的不同的消息請求，每個所述共識分區從節點在主節點協同下，執行消息請求，并返回執行結果與節點簽名到主節點，最終由主節點形成聚合簽名，并發送給所述共識系統上層的驗證分區，至此，所述第一階段共識過程結束。

3.根據權利要求2所述的用于區塊鏈共識機制的并行化拜占庭容錯方法，其特征在于：所述共識系統上層的驗證分區用于收集所述共識系統下層各分區提交的共識結果與聚合簽名，并對聚合簽名逐一驗證，進而為驗證通過的共識結果創建候選區塊。

隨后，所述驗證分區將創建的候選區塊以及驗證結果發送給所述共識系統下層的共識分區，進行最終確認，至此，所述第二階段共識過程結束。

4.根據權利要求3所述的用于區塊鏈共識機制的并行化拜占庭容錯方法，其特征在于：

所述共識系統下層的共識分區收到所述驗證分區發送的簽名驗證及候選區塊后，會對候選區塊相關內容及簽名進行驗證與確認，并再次由所述共識分區主節點通過聚合簽名將確認消息發送通知所述共識系統上層的驗證分區；

在所述共識系統上層的驗證分區對確認消息的聚合簽名完成驗證之后，將候選區塊標記為正式區塊，另外通知所述共識系統下層的共識分區進行更新操作，

至此，所述后續共識階段結束，共識過程結束。

5.根據權利要求4所述的用于區塊鏈共識機制的并行化拜占庭容錯方法，其特征在于：

針對共識分區，當分區主節點失效時，啟動視圖切換，更換主節點；

同時，備份當前共識任務，待視圖切換結束后，重新啟動；

亦或，在進行視圖切換的同時，將當前任務遷移至其他共識分區，重新啟動，減少備份開銷與視圖切換等待時間。