[發明專利]一種去中心化的PoW算力集群部署方法

有效

• 申請號: 202210008643.5
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN114039978B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 宋樂;吉祥宇;焦宏通;惠一航;于鑫慧;劉子禎;楊國濤;武晟祥;楊詩宇;李國良
• 申請（專利權）人: 天津大學四川創新研究院
• 主分類號: H04L67/10
• 分類號: H04L67/10;H04L67/01;H04L41/045
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李素蘭

1.一種去中心化的PoW算力集群部署方法，其特征在于，該方法包括實現DRCCP通訊協議部署的通訊流程，所述DRCCP通訊協議的報文格式包括字段UID、字段TYPE和字段DATA三個字段，其中，所述字段UID，用于記錄消息時間戳，以保證在運行期間不重復；所述字段TYPE，用于記錄消息類型，以描述消息的發送目的和接受者的行為，其取值至少為HEART請求、ALIVE請求、SYNC請求、RECOVER請求、FAIL請求以及MEET-PING-PONG請求；所述字段DATA，用于記錄傳輸數據；該通訊流程具體包括以下步驟：

步驟1：集群初始化，確定DRCCP通訊協議的報文格式以及具體字段格式，以去中心化為標準構建集自主協調數據同步、自動故障遷移、分布式一致性為一體的分布式DRCCP通訊協議；

步驟2：建立通訊，通過MEET-PING-PONG在主機和集群間建立通訊；

步驟3：請求同步，節點向其他節點發送同步請求；

步驟4：責任聲明，節點對提案進行責任聲明；

當節點準備負責新的hash映射值時，向集群發送DECLARE消息，聲明新負責的節點，即開啟一個提案，其他節點收到DECLARE消息后，若映射值出現沖突，則回復REJECT消息進行拒絕，任何一個提案在規定時間內未受到REJECT消息的映射值則視為被集群認可，該節點重新發送DECLARE消息，并點亮CMT標記位通知提案生效；

任何節點，在任何狀態下收到DECLARE+CMT消息，則強制進行一次同步，日志記錄規則為僅記錄一次DECLARE+CMT消息，若DECLARE中的全部映射值被全部駁回，則不同步；

步驟5：故障遷移，通過設計的PoW共識算法實現節點故障遷移；所述PoW共識算法，實現了將故障遷移分為集群側和節點側，當節點發送的HEART請求未得到回復時，開啟一個FAIL提案，強制發送心跳HEART監測請求，隨后，按照回復統計支持票數，若支持票數過半，判定節點下線，使用空閑節點或重復連接繼續運作；

就集群側而言，當節點向某一節點發送的HEART心跳請求未得到回復時，主觀判定另一側結點下線，開啟一個FAIL提案，向集群發送一個FAIL消息，其他節點收到FAIL消息時，強制進行一次HEART請求檢測，若HEART-ALIVE請求失敗，則使用同UID的FAIL消息同意該提案，對于同一個FAIL提案，每個節點僅有一票，在收到提案的CMT消息之前，節點不再對該提案投票，一定時間內空閑節點收到的支持票數超過半數時，判定節點客觀下線，空閑節點重復請求同步和責任聲明過程，接替下線節點，發送FAIL+CMT消息確認提案生效；

就節點側而言，任何一個節點發送HEART請求未回復時，則開啟一個Local FAIL提案，強制向其他節點發送一次HEART請求，每一個ALIVE回復視為一張支持票，若規定時間內未獲得超過半數的集群節點支持，則判定本地下線，連接狀態重置，若仍需繼續連接，則重復建立通訊、請求同步和責任聲明，恢復連接；日志記錄規則為僅記錄一次FAIL+CMT消息；

步驟6：請求轉發，利用節點轉移非負責的hash值；

步驟7：集群停機，接受STOP消息，停止集群工作。

2.如權利要求1所述的一種去中心化的PoW算力集群部署方法，其特征在于，所述步驟2還具體包括以下步驟：

主機向任意一個集群中的結點發送MEET消息，任意節點收到后如同意加入集群則回復PING，如多個結點回復，則僅接受最先到達的節點請求并回復PING消息確認，當發送PONG消息后，超過2倍等待時間無異常，自動視為主機加入集群，介紹節點收到PONG消息后，更新集群節點列表，并向集群發送SYNC消息聲明新節點，其中，日志記錄規則為PONG消息同步至集群消息隊列。

3.如權利要求1所述的一種去中心化的PoW算力集群部署方法，其特征在于，所述步驟3還具體包括以下步驟：

待同步節點向全體節點發送RECOVER消息請求同步，其他節點收到后回復SYNC消息，包含全部的增量消息，任何情況下，節點收到SYNC消息后，首先檢查UID首尾，若滿足起始UID=當前UID+1，則選取滿足條件的SYNC消息中尾UID最大的一個值進行增量更新。

4.如權利要求1所述的一種去中心化的PoW算力集群部署方法，其特征在于，所述字段UID在操作次數遞增的情況下，使得具有序關系的兩個操作在任何情況下均保持原本的序關系，且保證已發生的事件不被回退；

利用字段UID報文格式，節點通過追加消息的方式認可該消息，維護日志的一致性。