[發(fā)明專利]一種基于聲譽(yù)值的可擴(kuò)展拜占庭容錯(cuò)共識方法

在審

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• 申請日: 2023-04-24
• 公開（公告）號: CN116389149A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐剛;姚騰鍇;肖珂;陳秀波;孟祥飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北方工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L41/00;H04L67/10
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 陳亮;鄭立明

1.一種基于聲譽(yù)值的可擴(kuò)展拜占庭容錯(cuò)共識方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1、基于sigmoid函數(shù)的聲譽(yù)評估模型，通過節(jié)點(diǎn)參與度來量化節(jié)點(diǎn)聲譽(yù)值；

步驟2、根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)聲譽(yù)值來確定各節(jié)點(diǎn)的不同身份，并由不同身份的節(jié)點(diǎn)構(gòu)建不同的共識層；

步驟3、基于所構(gòu)建的共識層進(jìn)行共識過程，并設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)動態(tài)加入機(jī)制用以滿足系統(tǒng)擴(kuò)展性需求。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于聲譽(yù)值的可擴(kuò)展拜占庭容錯(cuò)共識方法，其特征在于，在步驟1中，節(jié)點(diǎn)聲譽(yù)值通過節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)中的參與程度來反映，節(jié)點(diǎn)積極參與與其他節(jié)點(diǎn)之間的事務(wù)往來，則說明該節(jié)點(diǎn)的聲譽(yù)值高；反之則說明該節(jié)點(diǎn)的聲譽(yù)值低；

節(jié)點(diǎn)之間的事務(wù)往來分為兩種，一種是直接事務(wù)往來，一種是間接事務(wù)往來，在聲譽(yù)評估模型中反映為直接參與度與間接參與度；其中，直接參與度DP：在直接進(jìn)行事務(wù)交易的節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行評估；間接參與度IP：在沒有直接進(jìn)行交易的節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行評估；節(jié)點(diǎn)i的全局參與度T_i表示成T_i＝DP_i+IP_i；

在計(jì)算節(jié)點(diǎn)i的直接參與度DP_i時(shí)，如果節(jié)點(diǎn)i的直接事務(wù)節(jié)點(diǎn)集不是空集，則查詢節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j的成功交易數(shù)量和失敗交易數(shù)量，根據(jù)結(jié)果計(jì)算節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的相互直接參與度DP_ij；最后節(jié)點(diǎn)i的直接參與度DP_i等于節(jié)點(diǎn)i的所有相互直接參與度DP_ij的和；

在計(jì)算節(jié)點(diǎn)i的間接參與度IP_i時(shí)，如果節(jié)點(diǎn)i的直接事務(wù)節(jié)點(diǎn)集是空集，則節(jié)點(diǎn)i的間接參與度等于0；如果節(jié)點(diǎn)i的直接事務(wù)節(jié)點(diǎn)集不是空集，則查找是否存在一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)既屬于節(jié)點(diǎn)i的直接事務(wù)節(jié)點(diǎn)集，又屬于節(jié)點(diǎn)j的直接事務(wù)節(jié)點(diǎn)集；如果存在，則節(jié)點(diǎn)i與j的相互間接參與度IP_ij＝1n，n為節(jié)點(diǎn)總數(shù)；最后節(jié)點(diǎn)i的間接參與度IP_i等于節(jié)點(diǎn)i所有的相互間接參與度的和；

節(jié)點(diǎn)聲譽(yù)值是基于sigmoid函數(shù)計(jì)算得到的，所述sigmoid函數(shù)的公式為

通過調(diào)節(jié)sigmoid函數(shù)的參數(shù)b來改變聲譽(yù)評估的難度，控制參與共識的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和質(zhì)量；參數(shù)a用于控制函數(shù)中心點(diǎn)，f(a)＝0.5，并設(shè)節(jié)點(diǎn)的初始聲譽(yù)值R′＝a；

根據(jù)節(jié)點(diǎn)i的全局參與度T_i和初始聲譽(yù)值R′，利用sigmoid函數(shù)得到節(jié)點(diǎn)i的聲譽(yù)值R_i，表示為R_i＝sigmoid(R′+T_i)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于聲譽(yù)值的可擴(kuò)展拜占庭容錯(cuò)共識方法，其特征在于，在步驟2中，所構(gòu)建的共識層包括大共識層和小共識層，小共識層由共識成員節(jié)點(diǎn)組成，大共識層由機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)和主節(jié)點(diǎn)組成；

首先定義四類節(jié)點(diǎn)，分別是主節(jié)點(diǎn)、機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)、共識成員節(jié)點(diǎn)和普通成員節(jié)點(diǎn)；參與共識的節(jié)點(diǎn)由主節(jié)點(diǎn)、機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)、共識成員節(jié)點(diǎn)組成，其中：

所述主節(jié)點(diǎn)由機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的主節(jié)點(diǎn)組隨機(jī)選取產(chǎn)生，負(fù)責(zé)接收客戶端請求并發(fā)起投票；所述機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)由共識成員節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生，在大共識層中參與共識并構(gòu)稱主節(jié)點(diǎn)組，在小共識層中充當(dāng)主節(jié)點(diǎn)；所述共識成員節(jié)點(diǎn)為聲譽(yù)值高的成員節(jié)點(diǎn)，參與小共識；所述普通成員節(jié)點(diǎn)是不參與共識的普通節(jié)點(diǎn)；

其中，將同屬于一個(gè)機(jī)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)劃分到同一節(jié)點(diǎn)集合中，如果節(jié)點(diǎn)i屬于機(jī)構(gòu)K，則將節(jié)點(diǎn)i放入節(jié)點(diǎn)集InstNodes_k中；

所述共識成員節(jié)點(diǎn)的確定過程為：如果節(jié)點(diǎn)i的聲譽(yù)值R_i≥0.8，則將節(jié)點(diǎn)i劃分到所屬機(jī)構(gòu)的共識成員節(jié)點(diǎn)集合ConNodes_k中；否則劃分到非共識節(jié)點(diǎn)集合NonConNodes_k中；

所述機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的確定過程為：首先根據(jù)聲譽(yù)值對機(jī)構(gòu)K內(nèi)的所有共識成員節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序；如果節(jié)點(diǎn)i的聲譽(yù)值排在第一位，則將節(jié)點(diǎn)i定義為機(jī)構(gòu)K的機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)OrgNode_k；

通過對各節(jié)點(diǎn)身份的劃分完成共識層的構(gòu)建，由機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建大共識層；除去主節(jié)點(diǎn)和機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)之外的參與共識的成員節(jié)點(diǎn)構(gòu)成小共識層。