[發(fā)明專(zhuān)利]基于區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)中心度彈性調(diào)整共識(shí)的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011386575.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112564960B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 臧鋮;陳嘉俊;張敬之
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙商銀行股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04L41/12
• 分類(lèi)號(hào): H04L41/12;H04L41/142;H04L67/10
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)中心度彈性調(diào)整共識(shí)的方法及裝置，該方法基于CFT和BFT的混合型共識(shí)實(shí)現(xiàn)，該方法包括：計(jì)算區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中某節(jié)點(diǎn)能夠直接連接的節(jié)點(diǎn)數(shù)量；判斷直連節(jié)點(diǎn)數(shù)量是否超過(guò)閾值，若超過(guò)閾值則區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)BFT共識(shí)，否則啟動(dòng)CFT共識(shí)；在BFT共識(shí)過(guò)程中，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)時(shí)，計(jì)算錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)的中介中心度，若中介中心度超過(guò)閾值則切換到CFT共識(shí)，否則不做切換。本發(fā)明通過(guò)計(jì)算區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中介中心度，主動(dòng)切換拜占庭容錯(cuò)共識(shí)算法或宕機(jī)容錯(cuò)共識(shí)算法，保證區(qū)塊鏈系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及區(qū)塊鏈領(lǐng)域、共識(shí)算法領(lǐng)域，特別涉及一種基于區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)中心度彈性調(diào)整共識(shí)的方法及裝置。

背景技術(shù)

在實(shí)際企業(yè)級(jí)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施部署過(guò)程當(dāng)中，為了保證拜占庭容錯(cuò)需要進(jìn)行全網(wǎng)消息廣播，為了簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)部署成本，其中部分節(jié)點(diǎn)承擔(dān)中心節(jié)點(diǎn)的作用，為了容忍上述中心節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況，只能采用共識(shí)強(qiáng)度較低的共識(shí)算法。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)中心度彈性調(diào)整共識(shí)的方法及裝置，本發(fā)明新創(chuàng)中介中心度概念，通過(guò)計(jì)算區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中介中心度，主動(dòng)切換共識(shí)算法(拜占庭容錯(cuò)或宕機(jī)容錯(cuò))，保證區(qū)塊鏈系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的第一方面，提供一種基于區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)中心度彈性調(diào)整共識(shí)的方法，該方法基于CFT模塊和BFT模塊的混合型共識(shí)實(shí)現(xiàn)；CFT模塊提供宕機(jī)容錯(cuò)共識(shí)算法，BFT模塊提供拜占庭容錯(cuò)共識(shí)算法；該方法包括：

計(jì)算區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中第i個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠直接連接的節(jié)點(diǎn)數(shù)量C_i；

判斷直連節(jié)點(diǎn)數(shù)量是否超過(guò)閾值：

若區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)BFT模塊，此時(shí)容錯(cuò)數(shù)

若區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)CFT模塊，此時(shí)容錯(cuò)數(shù)

在BFT模塊執(zhí)行過(guò)程中，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)時(shí)，計(jì)算該錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)v的中介中心度SV_v(V(G),v)，計(jì)算公式如下：

其中，G為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，V(G)為拓?fù)鋱DG中所有節(jié)點(diǎn)的集合；為二項(xiàng)隨機(jī)變量，表示節(jié)點(diǎn)v是否對(duì)路徑p有正貢獻(xiàn)；為二項(xiàng)隨機(jī)變量，表示節(jié)點(diǎn)v是否對(duì)路徑p有負(fù)貢獻(xiàn)；為節(jié)點(diǎn)s,t之間經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)v的最短路徑的集合；σ_st為節(jié)點(diǎn)s,t之間最短路徑的數(shù)量；Ψ(p)為路徑p上所有節(jié)點(diǎn)的集合；

判斷中介中心度是否超過(guò)閾值：

若則區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)不滿(mǎn)足拜占庭容錯(cuò)要求，切換到CFT模塊；

若則區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)滿(mǎn)足拜占庭容錯(cuò)要求，不切換共識(shí)算法。

進(jìn)一步地，所述CFT模塊的活性要求：Q≤N-f，其中Q為合法節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，N為所有節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，f為可能出現(xiàn)錯(cuò)誤的節(jié)點(diǎn)數(shù)，針對(duì)CFT模塊為宕機(jī)錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)；安全性要求：任意兩個(gè)合法節(jié)點(diǎn)集合應(yīng)當(dāng)能夠與一個(gè)或者多個(gè)區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)形成交集，因此要求2Q-N＞0。

進(jìn)一步地，所述BFT模塊的活性要求：Q+f≤N，其中Q為合法節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，N為所有節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，f為可能出現(xiàn)錯(cuò)誤的節(jié)點(diǎn)數(shù)，針對(duì)BFT模塊可能同時(shí)存在宕機(jī)錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)和拜占庭錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)；安全性要求：兩兩共識(shí)階段的合法節(jié)點(diǎn)集合的交集必須至少包含S個(gè)誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)，且誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)數(shù)量應(yīng)當(dāng)大于錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)數(shù)量即S＞f，等價(jià)于2Q-N＞f。

進(jìn)一步地，通過(guò)中介中心度反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)流量經(jīng)由某個(gè)節(jié)點(diǎn)所占的比重，中介中心度綜合考慮了節(jié)點(diǎn)位置及其組網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的影響。

進(jìn)一步地，當(dāng)需要從BFT模塊切換到CFT模塊時(shí)，執(zhí)行以下步驟：

區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中主節(jié)點(diǎn)鎖定共識(shí)過(guò)程，這時(shí)主節(jié)點(diǎn)將拒絕所有消息進(jìn)行共識(shí)；