[發(fā)明專利]基于多角色的可擴(kuò)展共識(shí)機(jī)制的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011460466.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN112636905B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宗洋;榮康;胡斌;劉翔宇;李威翰;劉建偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L9/08
• 分類號(hào): H04L9/08;H04L9/40;H04L67/1095;H04L9/32;G06Q40/04
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃玉霞

1.一種基于多角色的可擴(kuò)展共識(shí)機(jī)制的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

委員會(huì)節(jié)點(diǎn)授權(quán)及角色管理模塊，用于選取共識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的委員會(huì)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)委員會(huì)節(jié)點(diǎn)多角色方案和管理規(guī)則對(duì)委員會(huì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類；

委員會(huì)共識(shí)達(dá)成模塊，用于在所述共識(shí)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)作情況下，通過基于多角色的可擴(kuò)展共識(shí)算法完成對(duì)輸入信息的高效狀態(tài)機(jī)復(fù)制；

委員會(huì)重配置模塊，用于在共識(shí)機(jī)制發(fā)生視圖切換后，根據(jù)委員會(huì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)對(duì)委員會(huì)成員進(jìn)行重新配置；

所述根據(jù)委員會(huì)節(jié)點(diǎn)多角色方案和管理規(guī)則對(duì)委員會(huì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類，包括：在多個(gè)所述委員會(huì)節(jié)點(diǎn)中選取一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)承包節(jié)點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn)為普通節(jié)點(diǎn)；

其中，所述領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點(diǎn)用于聚合請(qǐng)求并生成提議發(fā)送至承包節(jié)點(diǎn)和普通節(jié)點(diǎn)以及開啟新一輪共識(shí)；所述承包節(jié)點(diǎn)用于收集委員會(huì)節(jié)點(diǎn)的投票信息、利用門限簽名生成階段性憑證并廣播給其他節(jié)點(diǎn)；所述普通節(jié)點(diǎn)用于運(yùn)行共識(shí)算法，負(fù)責(zé)為合法的請(qǐng)求投票，并將正確的輸出寫入到本地區(qū)塊鏈中；

所述委員會(huì)共識(shí)達(dá)成模塊具體用于，

通過領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點(diǎn)收集所述共識(shí)網(wǎng)絡(luò)中用戶的多個(gè)交易，在用戶交易數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)閾值后，生成所述多個(gè)交易的提議，并將所述提議廣播至所述共識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的委員會(huì)節(jié)點(diǎn)，發(fā)起新一輪次的共識(shí)，開啟預(yù)備階段；

通過委員會(huì)節(jié)點(diǎn)對(duì)所述提議的合法性進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證通過后，對(duì)所述預(yù)備階段投票，并將投票結(jié)果發(fā)送至所有的承包節(jié)點(diǎn)；

利用承包節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的其他節(jié)點(diǎn)的投票信息的合法性進(jìn)行驗(yàn)證，當(dāng)合法投票數(shù)量達(dá)到預(yù)設(shè)門限值時(shí)，承包節(jié)點(diǎn)生成預(yù)備階段憑證，并廣播給其他委員會(huì)節(jié)點(diǎn)，將自身狀態(tài)設(shè)置為已預(yù)備；

委員會(huì)節(jié)點(diǎn)在收到預(yù)備階段憑證后，驗(yàn)證憑證的合法性，若憑證合法，委員會(huì)節(jié)點(diǎn)生成預(yù)確認(rèn)和確認(rèn)階段的投票并發(fā)送給承包節(jié)點(diǎn)，承包節(jié)點(diǎn)將自身狀態(tài)設(shè)置為已確認(rèn)，生成可驗(yàn)證簽名作為確認(rèn)憑證，并廣播給委員會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)交易的用戶；

所述委員會(huì)重配置模塊具體用于，

在委員會(huì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行固定輪數(shù)共識(shí)后，以門限簽名接收效率和節(jié)點(diǎn)間的通信質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)情況的需求給予不同的權(quán)值，對(duì)委員會(huì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估計(jì)算評(píng)估值，并將所述評(píng)估值發(fā)送到所述共識(shí)網(wǎng)絡(luò)中；

將所述評(píng)估值由高到低進(jìn)行排列，根據(jù)業(yè)務(wù)需求以及節(jié)點(diǎn)規(guī)模選取前預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的節(jié)點(diǎn)，在選取的節(jié)點(diǎn)中隨機(jī)選取一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點(diǎn)，剩余節(jié)點(diǎn)為承包節(jié)點(diǎn)，委員會(huì)節(jié)點(diǎn)更新完畢后，開始下一輪次共識(shí)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述委員會(huì)節(jié)點(diǎn)授權(quán)及角色管理模塊具體用于，

根據(jù)業(yè)務(wù)選取多個(gè)委員會(huì)節(jié)點(diǎn)加入所述共識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并通過可信第三方生成門限密鑰，將所述門限密鑰發(fā)送至選取的委員會(huì)節(jié)點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述門限密鑰為：

KeyGen(1^λ,t,n)→(pk,sk₁,sk₂,…,sk_n)

其中，λ代表安全參數(shù)，t代表門限值，n代表網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)總數(shù)，pk為公鑰，sk_i為私鑰。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述委員會(huì)共識(shí)達(dá)成模塊具體用于，

委員會(huì)節(jié)點(diǎn)收到承包節(jié)點(diǎn)的預(yù)備階段憑證后，使用公鑰驗(yàn)證所述預(yù)備階段憑證的合法性，若合法，則更新自身狀態(tài)，生成預(yù)確認(rèn)階段的投票，并發(fā)送給承包節(jié)點(diǎn)，承包節(jié)點(diǎn)在收到預(yù)設(shè)門限值數(shù)量的預(yù)確認(rèn)階段投票后，承包節(jié)點(diǎn)生成預(yù)確認(rèn)階段憑證，并發(fā)送給委員會(huì)節(jié)點(diǎn)，將自身狀態(tài)設(shè)置為已預(yù)確認(rèn)；

委員會(huì)節(jié)點(diǎn)在收到承包節(jié)點(diǎn)的預(yù)確認(rèn)階段憑證后，使用公鑰驗(yàn)證預(yù)確認(rèn)階段憑證的合法性，若合法，則更新自身狀態(tài)，生成確認(rèn)階段的投票，并發(fā)送給承包節(jié)點(diǎn)，承包節(jié)點(diǎn)在收到預(yù)設(shè)門限值數(shù)量的確認(rèn)階段投票后，將自身狀態(tài)設(shè)置為已確認(rèn)并生成確認(rèn)憑證和響應(yīng)消息，將所述響應(yīng)消息廣播給共識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)并給對(duì)應(yīng)交易的用戶發(fā)送交易的確認(rèn)響應(yīng)，委員會(huì)節(jié)點(diǎn)收到響應(yīng)消息后，將自身狀態(tài)設(shè)置為已確認(rèn)。