[發明專利]一種拜占庭場景下的區塊鏈數據共識方法及裝置

在審

• 申請號: 202111176134.5
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN113922965A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 張宏良
• 申請（專利權）人: 籌遠（上海）信息科技有限公司
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及區塊鏈技術領域，具體公開了一種拜占庭場景下的區塊鏈數據共識方法及裝置，該裝置包括區塊生產者隊列管理模塊、區塊生產模塊、區塊預提交模塊、區塊提交模塊、區塊同步模塊、區塊鏈分叉處理模塊和區塊不可逆處理模塊，其共識方法是賦予不同模塊以不同的功能；通過本發明，將傳統拜占庭場景下的分布式數據共識異步化，由兩階段同步確認模式轉為兩階段異步確認模式，一是可以減少區塊鏈分布式系統進行數據共識時的網絡帶寬壓力，二是可以充分利用處理器時間片，每一時刻都會進行交易和區塊處理，提升區塊鏈網絡的整體吞吐量。

技術領域

本發明涉及一種區塊鏈技術領域，更具體地，涉及一種拜占庭場景下的區塊鏈數據共識方法及裝置。

背景技術

區塊鏈網絡由分布式的區塊鏈節點組成，通過開放的網絡進行數據交換，且通常由參與方獨立運行服務鏡像，是一種典型的拜占庭場景下的分布式系統。

拜占庭場景下的分布式系統數據共識通常采用BFT共識算法及其變種共識算法實現數據傳輸和數據共識，一般分為兩階段Prepare-Commit達成。

傳統的BFT共識算法需要較多的網絡數據交互，且會因網絡延遲影響共識達成速度，在此期間，基于該共識算法的區塊鏈節點將無法進行后續操作，進入閑置階段，從而影響區塊鏈系統的整體吞吐量。

為了提升區塊鏈數據共識效率、減少網絡帶寬壓力并提升區塊鏈系統整體吞吐量，需要更合理的設計區塊鏈數據共識算法和區塊鏈系統組件架構。

發明內容

針對現有技術中存在的上述弊端，本發明的目的是提供一種拜占庭場景下的區塊鏈數據共識方法及裝置，將區塊鏈數據共識模塊解耦拆分為區塊生產者隊列管理模塊、區塊生產模塊、區塊預提交模塊、區塊提交模塊、區塊同步模塊、區塊鏈分叉處理模塊和區塊不可逆處理模塊等多個子模塊，以異步的方式執行共識的Prepare-Commit階段，區塊生產、區塊預提交、區塊提交和區塊不可逆處理以串行或并行的方式執行。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的：

一種拜占庭場景下的區塊鏈數據共識方法，其實現流程中包括區塊生產者隊列管理、區塊生產、區塊預提交、區塊提交、區塊同步、區塊鏈分叉處理和區塊不可逆處理，其特征在于，所述區塊生產者隊列管理維護一個全局唯一的區塊生產者隊列，用于判斷區塊生產權限，所述區塊生產完成事務執行、簽名校驗和事務打包進區塊，所述區塊預提交完成區塊數據共識預提交階段，所述區塊提交完成區塊數據共識提交階段，所述區塊同步全程參數事務和區塊的廣播和點對點傳輸，所述區塊鏈分叉處理完成局部分叉鏈的處理，所述區塊不可逆處理完成達成共識的區塊入鏈和持久化。

優選的，所述區塊生產者隊列管理維護一個全局唯一的區塊生產者隊列，其中每個區塊生產者包括區塊生產時間片、區塊生產者賬號和區塊生產者非對稱加密公鑰等信息，每個時間片區塊鏈網絡節點各自檢查其是否擁有該時間片的生產權限，有則主動開始區塊生產，無則等待；當收到其它節點發送過來的區塊時檢查其時間片和生產者賬號，并使用其非對稱加密公鑰校驗區塊簽名。

優選的，所述區塊生產發現某一時間片輪到該節點生產時則開始區塊生產，若不是，則等待其它節點生產。

優選的，所述區塊預提交只有在該節點處于區塊生產階段時才會執行，支持與區塊生產串行或并行的方式執行，若該節點當前時間片不在生產區塊，則不會進行區塊預提交處理，此為異步共識第一階段。

優選的，所述區塊提交只有在該節點處于區塊生產階段時才會執行，支持預區塊生產串行或并行的方式執行，若該節點當前時間片不在生產區塊，則不會進行區塊提交處理，此為異步共識第二階段。

優選的，所述區塊同步全程參與事務、區塊和共識信息的廣播和點對點傳輸。