BR112019009591A2

BR112019009591A2 - método de consenso de protocolo de confiança e dispositivo de consenso de protocolo de confiança

Info

Publication number: BR112019009591A2
Application number: BR112019009591A
Authority: BR
Inventors: Tang Qiang
Original assignee: Alibaba Group Holding Ltd
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2018-03-06
Publication date: 2019-12-17
Also published as: WO2018161901A1; CN107391320B; EP3525102A1; RU2733221C1; US10684925B2; BR112019009591B1; KR20190077000A; AU2018230202A1; MX2019005525A; CA3043532C; KR102140903B1; PH12019501053A1; TW201833855A; US20190294514A1; CA3043532A1; EP3525102A4; JP2020507142A; JP6756918B2; EP3525102B1; CN107391320A

Abstract

as formas de realização do presente pedido revelam um método e aparelho de consenso, em que o método inclui o seguinte: monitorar, por um nó primário de protocolo de confiança, acionar uma condição de troca de exibição; selecionar, pelo nó primário de protocolo de confiança, um nó sucessor quando o acionamento da condição de troca de exibição é monitorado; e trocar, pelo nó primário de protocolo de confiança baseado no nó sucessor, uma exibição atual para uma próxima exibição que usa o nó sucessor como um nó primário de protocolo de confiança sucessor, de forma que o nó primário de protocolo de confiança sucessor inicie um consenso na próxima exibição. de acordo com as formas de realização do presente pedido, qualquer troca de exibição iniciada por um nó primário de protocolo de confiança, e nenhum processo de consenso adicional é necessário. como tal, uma quantidade de computação adicional e consumo de tempo de processamento em uma rede de protocolo de confiança podem ser reduzidos.

Description

“MÉTODO DE CONSENSO DE PROTOCOLO DE CONFIANÇA E DISPOSITIVO DE CONSENSO DE PROTOCOLO DE CONFIANÇA” Campo Técnico [001] O presente pedido refere-se ao campo das tecnologias informáticas e, em particular, a um método e dispositivo de consenso.

Antecedentes da Invenção [002] Atualmente, a tecnologia de protocolo de confiança (blockchain) é amplamente usada, e um modo descentralizado na tecnologia de protocolo de confiança garante que os dados não sejam facilmente adulterados, melhorando assim a segurança.

[003] Na prática, uma rede de protocolo de confiança que inclui múltiplos nós (os nós podem ser considerados como dispositivos na rede de protocolo de confiança que participam em serviços de processamento) pode fornecer serviços correspondentes para os dispositivos de cliente. Os nós na rede de protocolo de confiança executam o processamento para solicitações de serviço dos dispositivos de clientes e retornam resultados de processamento aos dispositivos de clientes. Nesse processo, os resultados de processamento gerados pelos nós de execução independente podem ser inconsistentes. Para garantir que o dispositivo de cliente receba um resultado de processamento correto, um consenso entre os nós é implementado usando um algoritmo de Tolerância de Falha Bizantino Prático (PBFT) (isto é, um resultado de processamento correto pode ser reconhecido em conjunto ou aceito pelos nós).

[004] Em um processo de uso do algoritmo PBFT, um consenso é geralmente realizado em uma exibição. Em uma exibição, um nó em uma rede de protocolo de confiança é usado como um nó primário (principal) e outros nós são usados como nós de cópia de segurança (backup). Nesse caso, o nó primário recebe uma solicitação de serviço do dispositivo de cliente e

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 8/40

2/25 transmite a solicitação de serviço para todos os nós de cópia de segurança, e o nó primário inicia um consenso. Os nós que atingem o consenso executam o processamento para a solicitação de serviço e retornam um resultado de processamento para o dispositivo de cliente.

[005] Na tecnologia existente, um nó de cópia de segurança inicia a alternância de exibições e a alternância de exibições iniciada pelo nó de cópia de segurança geralmente precisa ser reconhecida ou aceita por outros nós na exibição. O nó de cópia de segurança inicia uma solicitação de troca de exibição para outros nós (incluindo o nó primário) na exibição, ou seja, inicia um consenso na solicitação de troca de exibição para outros nós (este consenso ainda usa PBFT. Diferente do processo do consenso na solicitação de serviço, em um processo de consenso baseado na solicitação de troca de exibição, cada nó suspende o consenso na solicitação de serviço. Portanto, o consenso na solicitação de troca de exibição é essencialmente um processo de consenso adicional). Depois de uma quantidade predeterminada de nós chegar a um consenso, é determinado que um nó de cópia de segurança se torne um novo nó primário. O novo nó primário transmite uma nova mensagem de exibição para completar a troca de exibição.

[006] No entanto, no mecanismo anterior, um processo de consenso adicional precisa ser executado para a troca de exibição iniciada pelo nó de cópia de segurança, e o processo de consenso adicional aumenta a quantidade de cálculo do sistema. Além disso, no processo de consenso de troca de exibição, um consenso pode ser alcançado depois de ser confirmado por uma quantidade de nós predeterminada. Finalmente, um novo nó primário transmite uma nova mensagem de exibição e todo o processo consome um período de tempo. Aparentemente, uma maneira de troca de exibição existente não apenas aumenta uma quantidade de cálculo do sistema, mas também aumenta o tempo consumido para processar uma solicitação de serviço.

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 9/40

3/25

Consequentemente, a eficiência de processamento relativamente baixa é causada.

Descrição Resumida da Invenção [007] As formas de realização do presente pedido fornecem um método e dispositivo de consenso, para aliviar um problema que uma forma atual de troca de exibição aumenta a quantidade de cálculo de uma rede de protocolo de confiança e aumenta o consumo de tempo de processamento.

[008] Uma forma de realização do presente pedido fornece um método de consenso, em que o método inclui o seguinte: monitoramento, por um nó primário de protocolo de confiança, acionamento de uma condição de troca de exibição; seleção, pelo nó primário de protocolo de confiança, de um nó sucessor quando o acionamento da condição de troca de exibição é monitorado; e troca, pelo nó primário de protocolo de confiança baseado no nó sucessor, de uma exibição atual para uma próxima exibição que usa o nó sucessor como um nó primário de protocolo de confiança sucessor, para que o nó primário de protocolo de confiança subsequente inicie um consenso na próxima exibição.

[009] Uma forma de realização do presente pedido fornece um dispositivo de consenso, em que o dispositivo inclui o seguinte: um módulo de monitoramento, configurado para monitorar o acionamento de uma condição de troca de exibição; um módulo de determinação de nó, configurado para selecionar um nó sucessor quando o módulo de monitoramento monitora o acionamento da condição de troca de exibição; e um módulo de troca de exibição, configurado para trocar, com base no nó sucessor, uma exibição atual para uma próxima exibição que usa o nó sucessor como um nó primário sucessor de protocolo de confiança, para que o nó primário de protocolo de confiança subsequente inicie um consenso na próxima exibição.

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 10/40

4/25 [0010] As formas de realização do presente pedido fornecem um método e um dispositivo de consenso. Em qualquer exibição, o nó primário de protocolo de confiança monitora ativamente o acionamento da condição de troca de exibição. Se a condição de troca de exibição for acionada, o nó primário de protocolo de confiança precisará executar a troca de exibição. Além disso, o nó primário de protocolo de confiança seleciona um nó sucessor a partir de outros nós de protocolo de confiança como um nó primário de protocolo de confiança na próxima exibição. Assim, o nó primário de protocolo de confiança realiza a troca de exibição. Na exibição trocada, o nó sucessor é usado como um novo nó primário de protocolo de confiança para processar um serviço. Além disso, a troca de exibição ainda é executada com base no processo anterior. Aparentemente, a troca de exibição anterior é iniciada pelo nó primário de protocolo de confiança. Isso evita que o nó de cópia de segurança de protocolo de confiança inicie o consenso de troca de exibição. Em outras palavras, um consenso adicional pode ser evitado. Como tal, uma quantidade adicional de cálculo e consumo de tempo de processamento em uma rede de protocolo de confiança podem ser reduzidos.

Breve Descrição dos Desenhos [0011] Os desenhos anexos aqui descritos pretendem proporcionar uma compreensão adicional do presente pedido e constituem uma parte do presente pedido. As formas de realização ilustrativas do presente pedido e suas descrições destinam-se a descrever o presente pedido e não constituem limitações no presente pedido. Nos desenhos anexos:

[0012] A Figura 1a ilustra uma arquitetura na qual se baseia um processo de consenso, de acordo com uma forma de realização do presente pedido;

[0013] A Figura 1b ilustrando um processo de consenso, de acordo com uma forma de realização do presente pedido;

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 11/40

5/25 [0014] A Figura 2 é um diagrama esquemático que ilustra um processo de consenso que é baseado em três protocolos de fase em qualquer exibição, de acordo com uma forma de realização do presente pedido;

[0015] A Figura 3 é um diagrama esquemático ilustrando um processo de execução de um exemplo de aplicativo de troca de exibição, de acordo com uma forma de realização do presente pedido; e [0016] A Figura 4 é um diagrama estrutural esquemático que ilustra um dispositivo de consenso, de acordo com uma forma de realização do presente pedido.

Descrição Detalhada da Invenção [0017] Para tornar os objetivos, as soluções técnicas e as vantagens do presente pedido mais claros, o seguinte descreve as soluções técnicas do presente pedido com referência às formas de realização específicas e desenhos anexos do presente pedido de forma clara e compreensiva. Aparentemente, as formas de realização descritas são apenas algumas e não todas as formas de realização do presente pedido. Todas as outras formas de realização obtidas por um técnico no assunto com base nas formas de realização do presente pedido sem esforços criativos devem caber no escopo de proteção do presente pedido.

[0018] Como descrito acima, em um processo em que os nós em uma rede de protocolo de confiança realizam um consenso usando o algoritmo PBFT, uma vez que um nó primário de protocolo de confiança se torna defeituoso, um nó de cópia de segurança de protocolo de confiança inicia a troca de exibição. Um consenso adicional é necessário para a troca de exibição iniciada pelo nó de cópia de segurança de protocolo de confiança. Ou seja, a mudança de exibição só pode ser concluída depois de ser reconhecida ou aceita por outros nós de protocolo de confiança. Aparentemente, um processo de consenso adicional aumenta a quantidade de cálculo de uma rede de

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 12/40

6/25 protocolo de confiança e também aumenta o consumo de tempo de processamento.

[0019] Consequentemente, uma forma de realização do presente pedido fornece um método de consenso. Para um nó primário de protocolo de confiança em qualquer exibição, depois que um consenso termina, o nó primário de protocolo de confiança inicia a troca de exibição, para alterar um nó primário de protocolo de confiança, e nenhum processo de consenso adicional é necessário. Para facilitar a descrição, um nó primário de protocolo de confiança é simplesmente chamado de nó primário e um nó de cópia de segurança de protocolo de confiança é simplesmente chamado de nó de cópia de segurança. Além disso, os “nós” descritos abaixo devem ser entendidos como nós em uma rede de protocolo de confiança que participam de um consenso.

[0020] Vale a pena notar que, em uma forma de realização do presente pedido, uma arquitetura usada no método de consenso é mostrada na Figura 1a. Pode ser visto a partir da Figura 1a que uma rede de protocolo de confiança inclui múltiplos nós e múltiplos dispositivos de cliente podem executar a interação de serviço com a rede de protocolo de confiança. Um tipo de aplicação da rede de protocolo de confiança pode ser em uma rede de protocolo de confiança de consórcio ou uma rede de protocolo de confiança privada, e a rede de protocolo de confiança pode fornecer um serviço para um usuário. O nó inclui, mas não está limitado a, um servidor, um computador, um dispositivo móvel e outros dispositivos que tenham uma função de processamento de computação. O dispositivo de cliente pode ser configurado para executar um navegador, um aplicativo, etc., e o dispositivo de cliente pode ser um dispositivo de usuário final, um servidor ou um banco de dados. As formas de realização não são aqui limitadas.

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 13/40

7/25 [0021] Com base na arquitetura de relacionamento mostrada na Figura 1a, um processo de consenso fornecido em uma forma de realização do presente pedido é mostrado na Figura 1b. O processo inclui as seguintes etapas.

[0022] (S101): Um nó primário monitora o acionamento de uma condição de troca de exibição.

[0023] Nesta forma de realização do presente pedido, a condição de troca de exibição pode ser considerada como uma condição que necessita de ser satisfeita para executar troca de exibição. Por exemplo, o nó primário não transmite uma solicitação de serviço nem completa um consenso dentro de um período de tempo predeterminado.

[0024] De um modo possível, nesta forma de realização do presente pedido, pode ser definido um temporizador no nó primário para monitorar o acionamento da condição de troca de exibição. Por exemplo, um temporizador pode ser usado para cronometrar um comportamento de transmissão de uma solicitação de serviço pelo nó primário, para detectar se o comportamento de transmitir uma solicitação de serviço pelo nó primário expira. O temporizador pode ser considerado como uma função ou serviço de temporização que é executado no nó primário e, certamente, não constitui limitações no presente pedido.

[0025] (S102): O nó primário seleciona um nó sucessor quando o acionamento da condição de troca de exibição é monitorado.

[0026] Se a condição de troca de exibição for acionada, o nó primário precisará executar a troca de exibição. Vale a pena observar que, em qualquer exibição, existe apenas um nó primário e outros nós são nós de cópia de segurança. Portanto, a troca de exibição indica a troca do nó primário. Portanto, na presente etapa, o nó primário seleciona um nó sucessor como um próximo nó primário (o nó sucessor nesta forma de realização do presente

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 14/40

8/25 pedido não é o mesmo nó do nó primário na exibição atual, ou seja, o nó primário na exibição atual não pode ser usado como um nó sucessor).

[0027] (S103): O nó primário muda, com base no nó sucessor, uma exibição atual para uma próxima exibição que usa o nó sucessor como um nó primário sucessor, para que o nó primário sucessor inicie um consenso na próxima exibição.

[0028] Depois que o nó sucessor for determinado, o nó primário executa a troca de exibição. De um modo existente que um nó de cópia de segurança inicia um consenso de troca de exibição, um processo que o nó de cópia de segurança inicia o consenso de troca de exibição pode ser considerado como um processo de “impeachment” do nó primário na exibição. Diferentemente do modo existente, nesta forma de realização do presente pedido, um processo em que o nó primário realiza de maneira independente a troca de exibição pode ser considerado como um processo de “abdicação ativa”, e o nó primário realiza a troca de exibição sem iniciar um consenso. Aparentemente, um processo de consenso adicional também é evitado. Depois que a troca da exibição é realizada, um nó primário recém nomeado é responsável por iniciar um consenso na exibição trocada, e pode ser entendido que o nó primário recém nomeado também executa o processo de troca da exibição anterior. Detalhes são omitidos aqui para simplificar.

[0029] De acordo com as etapas anteriores, em qualquer exibição, o nó primário monitora ativamente o acionamento da condição de troca de exibição. Se a condição de troca de exibição for acionada, o nó primário precisará executar a troca de exibição. Além disso, o nó primário seleciona um nó sucessor a partir de outros nós como um nó primário na próxima exibição. Assim, o nó primário realiza a troca de exibição. Na exibição trocada, o nó sucessor é usado como um novo nó primário para processar um serviço. Além disso, a troca de exibição ainda é executada com base no

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 15/40

9/25 processo anterior. Aparentemente, a troca de exibição anterior é iniciada pelo nó primário. Isso evita que um nó de cópia de segurança inicie um consenso de troca de exibição. Em outras palavras, um consenso adicional pode ser evitado. Como tal, uma quantidade adicional de cálculo e consumo de tempo de processamento em uma rede de protocolo de confiança podem ser reduzidos.

[0030] Na prática, existem diferentes condições de troca de exibição. O seguinte descreve em detalhes o acionamento da condição de troca de exibição.

Primeiro cenário:

[0031] Na prática, um dispositivo de cliente envia uma solicitação de serviço para um nó primário. Em um status normal, depois de receber a solicitação de serviço, o nó primário transmite a solicitação de serviço aos nós de cópia de segurança em uma exibição, para realizar um consenso na solicitação de serviço. No entanto, o nó primário pode ser um nó anormal e não transmite a solicitação de serviço por um longo tempo após receber a solicitação de serviço. Como tal, o nó de cópia de segurança inicia um consenso de troca de exibição. Portanto, para impedir um consenso de troca de exibição iniciado pelo nó de cópia de segurança, uma vez que o nó primário não transmitiu uma solicitação de serviço dentro de um período de tempo predeterminado, o nó primário realiza a temporização de maneira independente e monitora ativamente um fenômeno de expiração do nó primário.

[0032] Em outras palavras, nesse cenário, se a condição de troca de exibição é que o nó primário não transmita uma solicitação de serviço dentro de um período de tempo predeterminado, o acionamento da condição de troca de exibição inclui o seguinte: receber, pelo nó primário, uma solicitação de serviço e não iniciar um consenso sobre a solicitação de serviço dentro de um tempo predeterminado.

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 16/40

10/25 [0033] Em uma operação real, a temporização pode ser implementada por um programa ou serviço que tenha uma função de temporização no nó primário, por exemplo, o temporizador mencionado anteriormente. A temporização pode ser iniciada a partir de um momento no qual o nó primário recebe a solicitação de serviço. O tempo predeterminado pode ser definido para 5s, 10s, etc., pode ser determinado com base em um requisito na prática e não constitui limitações no presente pedido.

Segundo cenário:

[0034] Diferente do cenário anterior, nesse cenário, depois de receber uma solicitação de serviço, o nó primário transmite a solicitação de serviço aos nós de cópia de segurança em uma exibição atual. Em outras palavras, o nó primário iniciou um consenso na solicitação de serviço antes que o tempo predeterminado expire. Correspondentemente, os nós na exibição executam um consenso na solicitação de serviço e geram um resultado de consenso.

[0035] Vale a pena observar que, aqui, com base em um mecanismo de troca de exibição existente, se um resultado de consenso for que um consenso falhe, o nó de cópia de segurança inicia um consenso de troca de exibição. Aparentemente, uma falha de consenso pode ser considerada como uma condição de troca de exibição. Em outras palavras, nesse cenário, quando o consenso falha, o nó primário realiza ativamente a troca de exibição, para evitar que o nó de cópia de segurança inicie um consenso de troca de exibição adicional.

[0036] Além disso, com base no mecanismo de troca de exibição existente, se um resultado de consenso é que um consenso é alcançado, o nó primário continua a iniciar um consenso em outra solicitação de serviço. No entanto, o nó primário pode estar com defeito em um processo em execução subsequente. Quando o nó primário se torna defeituoso, o nó de cópia de

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 17/40

11/25 segurança inicia ainda um consenso de troca de exibição. Portanto, para evitar este caso, nesta forma de realização do presente pedido, após um consenso ser alcançado, o nó primário ainda realiza a troca de exibição.

[0037] Pode ser observado que, nesse cenário, independentemente do resultado do consenso ser que um consenso foi alcançado ou que um consenso falhou, o nó primário executa a troca de exibição depois de determinar o resultado do consenso. Em outras palavras, o acionamento da condição de troca de exibição inclui o seguinte: receber, pelo nó primário, uma solicitação de serviço, iniciar um consenso sobre a solicitação de serviço e determinar um resultado de consenso.

[0038] Ou seja, nesse cenário, o nó primário precisa determinar se um consenso foi atingido ou se um consenso falhou. O seguinte descreve em detalhes como o nó primário determina que um consenso foi alcançado ou que um consenso falhou.

[0039] Primeiro, vale a pena notar que um processo de consenso baseado em uma solicitação de serviço é essencialmente um processo de consenso baseado em um protocolo de fase. As três fases incluem uma fase de pré-preparação, uma fase de preparação e uma fase de comprometimento, e formam um processo de consenso completo. Em cada fase, os nós (incluindo um nó primário e nós de cópia de segurança) enviam mensagens de consenso entre si. Ou seja, para cada nó na exibição, a entrada de diferentes fases precisa ser reconhecida ou aceita por outros nós. Portanto, cada uma das três fases pode ser considerada como um processo de consenso. Geralmente, quando todos os nós entram em uma fase de comprometimento, pode-se considerar que o processo de consenso está completo.

[0040] A Figura 2 é um processo de consenso de nós baseado em três protocolos de fase em uma exibição. Na Figura 2, um dispositivo de cliente inicia uma solicitação de serviço para um nó numerado 0 (réplica 0, ou

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 18/40

12/25 seja, um nó primário) e o nó primário transmite a solicitação de serviço para nós de cópia de segurança (réplica 1, réplica 2 e réplica 3) e inicia a execução de três fases de consenso. Os nós que atingem um consenso processam a solicitação de serviço e retornam um resultado de processamento ao dispositivo de cliente.

[0041] Assim, as seguintes operações são realizadas.

1. O nó primário determina que um consenso falha.

[0042] Nesta forma de realização do presente pedido, que um consenso falha é representado como expiração do processo de consenso (simplesmente referido como expiração de consenso abaixo, onde a expiração de consenso significa que o tempo consumido por um processo de consenso excede a duração de consenso predeterminada, e o tempo consumido pelo processo de consenso pode ser contado a partir de um momento em que o nó primário inicia o consenso). As razões são as seguintes.

[0043] Em um caso, o nó primário é um nó defeituoso (se um nó estiver com defeito, pode-se considerar que os dados usados para realizar um consenso no nó estão com defeito ou a lógica de consenso no nó está com defeito). Ou seja, as solicitações de serviço enviadas pelo nó primário aos nós de cópia de segurança podem incluir dados incorretos (por exemplo, um número de sequência de solicitação de serviço incorreto). Garantido pelo mecanismo BPFT, os nós de cópia de segurança verificam as solicitações de serviço transmitidas pelo nó primário. Depois que os dados incorretos são incluídos em uma solicitação de serviço, um nó de cópia de segurança normal não confirma ou aceita o pedido de serviço. Nesse caso, o nó primário pode repetir o processo de envio de solicitações de serviço e, consequentemente, o consenso expira.

[0044] Como alternativa, em outro caso, o nó primário também é um nó defeituoso. Nesse caso, o nó primário pode enviar uma mensagem de

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 19/40

13/25 notificação incorreta indicando uma fase de consenso para outros nós de cópia de segurança, ou seja, o nó primário “incorretamente” considera que uma determinada fase foi inserida. Neste caso, nós de cópia de segurança realizam um consenso na mensagem de notificação do nó primário, para confirmar a autenticidade da mensagem de notificação do nó primário. Da mesma forma, um nó de cópia de segurança normal ainda não confirma ou aceita uma mensagem de notificação enviada pelo nó primário. Nesse caso, o nó primário pode repetir um processo de envio de uma mensagem de notificação incorreta e, consequentemente, o consenso expira.

[0045] Certamente, o conteúdo anterior tem apenas dois casos possíveis que podem levar à expiração de consenso na prática, e não devem ser considerados como limitações no presente requerimento. Aparentemente, pode ser visto no conteúdo anterior que, uma vez que um consenso expira, o consenso falha.

[0046] Portanto, nesta forma de realização do presente pedido, o nó primário pode detectar se um consenso falha, monitorando um consumo de tempo global de um processo de consenso. Uma vez que o processo de consenso expira, o nó primário inicia imediatamente uma operação de troca de exibição e um processo de consenso adicional de troca de exibição iniciado por um nó de cópia de segurança pode ser evitado. Isto é, nesta forma de realização do presente pedido, um processo que o nó primário determina que o consenso falhe pode ser o seguinte: O nó primário monitora o tempo consumido por um processo de consenso a partir de um momento em que um consenso sobre a solicitação de serviço é iniciada entre os nós de cópia de segurança na exibição e determina que o consenso falha quando é detectado que o tempo consumido pelo consenso excede um tempo predeterminado.

2. O nó primário determina que um consenso foi alcançado.

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 20/40

14/25 [0047] Pode ser visto no protocolo três fases anterior que, se um nó entrar em uma fase de comprometimento, o nó pode processar uma solicitação de serviço e fornecer um resultado de processamento gerado a um dispositivo de cliente. Além disso, para inserir uma fase, cada nó precisa ser reconhecido ou aceito por outros nós em uma exibição. Portanto, se um nó entrar em uma fase de comprometimento, isso indica que o nó é reconhecido ou aceito por outros nós. Pode ser visto que, se o nó primário entrar na fase de comprometimento, isso indica que o consenso foi alcançado. Isso ocorre porque, no mecanismo PBFT, se um nó entrar em uma fase, isso indica que o status do nó é reconhecido ou aceito pela maioria dos nós na exibição. Assim, indica que a maioria dos nós são nós corretos.

[0048] Portanto, de tal forma, um processo que o nó primário determina que um consenso foi alcançado pode ser o seguinte: O nó primário monitora uma fase correspondente do nó primário e quando o nó primário detecta que o nó primário entra em uma fase de comprometimento e a duração de consenso predeterminada não expira, determina que o consenso foi concluído. Ou seja, ao confirmar que o nó primário entra na fase de comprometimento, o nó primário precisa ainda garantir que o tempo consumido pelo nó primário para entrar na fase de comprometimento não exceda o tempo predeterminado.

[0049] De outra maneira, nesta forma de realização do presente pedido, o nó primário pode não enviar uma mensagem de notificação para outros nós (ou seja, o nó primário pode ser um nó defeituoso). No entanto, o nó primário ainda pode receber uma mensagem de notificação enviada por um nó de cópia de segurança. Neste caso, se uma quantidade predeterminada de nós entrar em uma fase de comprometimento, pode-se considerar que o consenso está completo.

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 21/40

15/25 [0050] Na prática, depois que um nó entra em uma fase de comprometimento, o nó geralmente envia mensagens de notificação para outros nós na exibição, onde a mensagem de notificação pode ser, por exemplo, ccommit, v, n, D(m)>, onde “commit” indica que o nó entrou em uma fase de consolidação, “v” indica um número de exibição, “n” indica um número de sequência de uma solicitação de serviço e “D(m)” indica uma assinatura realizada na solicitação de serviço pelo nó que envia a mensagem de notificação.

[0051] O nó primário pode coletar estatísticas sobre mensagens de notificação que são recebidas pelo nó primário e que indicam que uma fase de comprometimento foi inserida. Se uma quantidade de mensagens de notificação recebidas for maior que 2f + 1, isso indica que um número suficiente de nós chegou a um consenso. Então, indica que o consenso está completo, f é uma quantidade máxima de nós incorretos toleráveis no mecanismo PBFT. Nesse caso, o nó primário pode determinar que o consenso está completo.

[0052] Portanto, um processo no qual o nó primário determina que o consenso é alcançado também pode ser o seguinte: O nó primário monitora uma mensagem de notificação que é recebida pelo nó primário e que indica que o nó de cópia de segurança entra em uma fase de comprometimento e quando o principal nó detecta que uma quantidade de mensagens de notificação recebidas excede uma quantidade predeterminada e a duração de consenso predeterminada não expira, determina que o consenso foi concluído.

[0053] Depois que o consenso é concluído, o nó primário inicia a troca de exibição, para alterar o nó primário e inserir a nova exibição.

[0054] O seguinte descreve um processo de troca de exibição nesta forma de realização do presente pedido.

[0055] No mecanismo PBFT, cada exibição tem um número correspondente. Por exemplo, v no exemplo anterior, representa o número da

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 22/40

16/25 exibição atual. Correspondentemente, cada nó na rede de protocolo de confiança tem um número correspondente. Se houver um total de nós R na rede de protocolo de confiança, os números dos nós serão de 0 a R - 1, por exemplo, réplica 0, réplica 1,... e réplica R - 1. Existe uma relação entre um número de nó e um número de exibição. Se a réplica p for usada para representar o nó com o número p, número do nó e um número de exibição satisfazem a seguinte equação: p = v mod R, onde v é um inteiro de 0 a infinito positivo.

[0056] Esta relação indica que o número de nó p é obtido após o número de exibição v modular a quantidade R de nós incluídos em uma rede de protocolo de confiança.

[0057] Em outras palavras, como v varia de 0 a R - 1, é assegurado que a identidade do nó primário seja entregue sequencialmente a nós diferentes. Por exemplo, se o nó primário da exibição atual for réplica 0 (que corresponde ao número de exibição 0), o nó primário na próxima exibição (numerado 1) será réplica 1. Todos os nós são percorridos dessa maneira.

[0058] Portanto, pode ser visto que, nesta forma de realização do presente pedido, um processo de troca de exibição inclui o seguinte: determinar, pelo nó primário, um número do nó primário; determinar, com base no número do nó primário, um nó cujo número é organizado após o número do nó primário; gerar uma mensagem de notificação de troca de exibição com base no nó determinado; e enviar a mensagem de troca de exibição para cada nó de cópia de segurança para executar a troca de exibição, para que o nó determinado se torne um nó primário em uma próxima exibição.

[0059] O seguinte usa um exemplo de aplicativo específica para descrição. Como mostrado na Figura 3, o exemplo inclui as seguintes etapas:

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 23/40

17/25 [0060] (S301): O nó primário p em uma exibição numerada v recebe uma solicitação de serviço enviada por um dispositivo de cliente e executa a temporização.

[0061] (S302): Quando um tempo predeterminado expira, determina se deve iniciar um consenso na solicitação de serviço para cada nó de cópia de segurança na exibição; se sim, executa a etapa (S303); e caso contrário, executa a etapa (S305).

[0062] (S303): Obtém um resultado de consenso.

[0063] (S304): Determina se o consenso é alcançado e executa a etapa (S305).

[0064] (S305): Troca a exibição v para a exibição v + 1 e determina um nó numerado como p + 1 como um nó primário na exibição v + 1.

[0065] A troca de exibição anterior é iniciada pelo nó primário. Isso evita que um nó de cópia de segurança inicie um consenso de troca de exibição.

[0066] O acima é um método de consenso fornecido na forma de realização do presente pedido. Com base na mesma ideia, as formas de realização do presente pedido fornecem ainda um dispositivo de consenso. Como mostrado na Figura 4, para qualquer exibição, o dispositivo de consenso inclui o seguinte: um módulo de monitoramento (401), configurado para monitorar o acionamento de uma condição de troca de exibição; um módulo de determinação de nó (402), configurado para selecionar um nó sucessor quando o módulo de monitoramento monitora o acionamento da condição de troca de exibição; e um módulo de troca de exibição (403), configurado para trocar, com base no nó sucessor, uma exibição atual para uma exibição seguinte que usa o nó sucessor como um nó primário sucessor de protocolo de confiança, de forma que o nó primário de protocolo de confiança subsequente inicia um consenso na próxima exibição.

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 24/40

18/25 [0067] Em resposta à determinação de que uma solicitação de serviço é recebida e um consenso sobre a solicitação de serviço não é iniciado dentro de um tempo predeterminado, o módulo de monitoramento (401) determina que o acionamento da condição de troca de exibição seja monitorado.

[0068] Em resposta a determinar que uma solicitação de serviço seja recebida, um consenso na solicitação de serviço é iniciado e é determinado um resultado de consenso, o módulo de monitoramento (401) determina que o acionamento da condição de troca de exibição seja monitorado.

[0069] O módulo de determinação de nó (402) determina uma exibição seguinte da exibição atual e determina um nó sucessor que corresponde à exibição seguinte.

[0070] O módulo de troca de exibição (403) muda a exibição atual para a próxima exibição determinada, onde o nó sucessor é usado como um nó primário na próxima exibição.

[0071] Um nó em qualquer exibição inclui um nó em uma rede de protocolo de confiança de consórcio ou uma rede de protocolo de confiança privada.

[0072] Na década de 1990, se uma melhoria técnica é uma melhoria de hardware (por exemplo, uma melhoria para uma estrutura de circuito, como um diodo, um transistor ou um switch) ou uma melhoria de software (uma melhoria para um procedimento de método) pode ser claramente distinguido. No entanto, conforme as tecnologias se desenvolvem, as melhorias atuais em muitos procedimentos de métodos podem ser consideradas como melhorias diretas nas estruturas dos circuitos de hardware. Um projetista geralmente programa um procedimento de método aprimorado em um circuito de hardware, para obter uma estrutura de circuito de hardware

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 25/40

19/25 correspondente. Portanto, um procedimento de método pode ser aprimorado usando um módulo de entidade de hardware. Por exemplo, um dispositivo lógico programável (PLD) (por exemplo, um FPGA (Arranjo de Portas Programáveis em Campo)) é tal como um circuito integrado, e uma função lógica do PLD é determinada por um usuário através da programação do dispositivo. O projetista realiza a programação para “integrar” um sistema digital a um PLD sem solicitar um fabricante de chip para projetar e produzir um chip de circuito integrado específico da aplicação. Além disso, atualmente, em vez de fabricar manualmente um chip de circuito integrado, essa programação é implementada principalmente usando o software “compilador lógico”. O software compilador lógico é semelhante a um compilador de software usado para desenvolver e escrever um programa. O código original precisa ser escrito em uma linguagem de programação específica para compilação. A linguagem é referida como uma linguagem de descrição de hardware (HDL). Existem muitos HDLs, como Linguagem de Expressão Booleana Avançada (ABEL), Linguagem de Descrição de Hardware Altera (AHDL), Confluence, Linguagem de Programação da Cornell University (CUPL), HDCal, Linguagem de Descrição de Hardware Java (JHDL), Lava, Lola, MyHDL, PALASM e Linguagem de Descrição de Ruby Hardware (RHDL). A linguagem de descrição de hardware de circuito integrado de altíssima velocidade (VHDL) e a Verilog são as mais usadas. Um técnico no assunto também deve compreender que um circuito de hardware que implementa um procedimento de método lógico pode ser prontamente obtido uma vez que o procedimento do método é logicamente programado usando as várias linguagens de descrição de hardware descritas e é programado em um circuito integrado.

[0073] Um controlador pode ser implementado usando qualquer método apropriado. Por exemplo, o controlador pode ser um microprocessador ou um processador ou um meio legível por computador que armazena código

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 26/40

20/25 de programa legível por computador (como software ou firmware) que pode ser executado pelo microprocessador ou pelo processador, uma porta lógica, um comutador, um circuito integrado específico para aplicativo (ASIC), um controlador lógico programável ou um microprocessador incorporado. Exemplos do controlador incluem mas não estão limitados aos seguintes microprocessadores: ARC 625D, Atmel AT91SAM, Microchip PIC18F26K20 e Silicon Labs C8051F320. O controlador de memória também pode ser implementado como parte da lógica de controle da memória. Um técnico no assunto também sabe que, além de implementar o controlador usando o código de programa legível por computador, a programação lógica pode ser executada nas etapas do método para permitir que o controlador implemente a mesma função nas formas da porta lógica, do comutador, do circuito integrado específico para aplicativo, do controlador lógico programável e do microcontrolador incorporado. Portanto, o controlador pode ser considerado como um componente de hardware, e um dispositivo configurado para implementar várias funções no controlador também pode ser considerado como uma estrutura no componente de hardware. Ou o dispositivo configurado para implementar várias funções pode até ser considerado como um módulo de software que implementa o método e uma estrutura no componente de hardware.

[0074] O sistema, dispositivo, módulo ou unidade ilustrados nas formas de realização anteriores podem ser implementados usando um chip de computador ou uma entidade, ou podem ser implementados usando um produto tendo uma certa função. Um dispositivo de forma de realização típico é um computador. O computador pode ser, por exemplo, um computador pessoal, um computador portátil, um telefone celular, um telefone com câmera, um smartphone, um assistente digital pessoal, um reprodutor de mídia, um dispositivo de navegação, um dispositivo de e-mail, um console de jogos, um

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 27/40

21/25 tablet computador, ou um dispositivo que pode ser vestido, ou uma combinação de qualquer um desses dispositivos.

[0075] Para facilitar a descrição, o dispositivo acima é descrito dividindo funções em várias unidades. Certamente, quando o presente pedido é implementado, uma função de cada unidade pode ser implementada em uma ou mais partes de software e/ ou de hardware.

[0076] Um técnico no assunto deve compreender que uma forma de realização da presente invenção pode ser fornecida como um método, um sistema ou um produto de programa de computador. Por conseguinte, a presente invenção pode utilizar uma forma de implementações somente de hardware, implementações apenas de software ou implementações com uma combinação de software e hardware. Além disso, a presente invenção pode usar uma forma de produto de programa de computador que é implementado em uma ou mais mídias de armazenamento usáveis por computador (incluindo mas não se limitando a uma memória de disco, um CD-ROM, uma memória ótica, etc.) que incluem código de programa utilizável pelo computador.

[0077] A presente invenção é descrita com referência aos fluxogramas e/ ou diagramas de blocos do método, o dispositivo (sistema) e o produto de programa de computador com base nas formas de realização da presente invenção. Vale a pena notar que as instruções do programa de computador podem ser usadas para implementar cada processo e/ ou cada bloco nos fluxogramas e/ ou diagramas de blocos e uma combinação de um processo e/ ou um bloco nos fluxogramas e/ ou nos diagramas de blocos. Estas instruções do programa de computador podem ser fornecidas para um computador de propósito geral, um computador dedicado, um processador incorporado ou um processador de outro dispositivo de processamento de dados programável para gerar uma máquina, de modo que as instruções executadas pelo computador ou pelo processador do outro dispositivo de

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 28/40

22/25 processamento de dados programável gerem um dispositivo para implementar uma função específica em um ou mais processos nos fluxogramas e/ ou em um ou mais blocos nos diagramas de bloco.

[0078] Essas instruções de programa de computador podem ser armazenadas em uma memória legível por computador que instrui o computador ou o outro dispositivo de processamento de dados programável a funcionar de maneira específica, de modo que as instruções armazenadas na memória gerada por computador gerem um artefato que inclua um dispositivo de instrução. O dispositivo de instrução implementa uma função específica em um ou mais processos nos fluxogramas e/ ou em um ou mais blocos nos diagramas de bloco.

[0079] Estas instruções de programas de computador podem ser carregadas no computador ou outro dispositivo de processamento de dados programável, de modo que uma série de operações e etapas sejam realizadas no computador ou em outro dispositivo programável, gerando assim processamento implementado por computador. Portanto, as instruções executadas no computador ou no outro dispositivo programável fornecem etapas para implementar uma função específica em um ou mais processos nos fluxogramas e/ ou em um ou mais blocos nos diagramas de bloco.

[0080] Em uma configuração típica, um dispositivo de computação inclui um ou mais processadores (CPU), uma ou mais interfaces de entrada/ saída, uma ou mais de interfaces de rede, e uma ou mais memórias.

[0081] A memória pode incluir uma memória não persistente, uma memória de acesso aleatório (RAM), uma memória não volátil e/ ou outra forma que esteja em um meio legível por computador, por exemplo, uma memória somente leitura (ROM) ou uma memória flash (flash RAM). A memória é um exemplo do meio legível por computador.

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 29/40

23/25 [0082] O meio legível por computador inclui mídia persistente, não persistente, móvel e imóvel que pode armazenar informações usando qualquer método ou tecnologia. A informação pode ser uma instrução legível por computador, uma estrutura de dados, um módulo de programa ou outros dados. Exemplos de um meio de armazenamento de computador incluem mas não estão limitados a uma memória de acesso aleatório de parâmetro (PRAM), uma memória de acesso aleatório estática (SRAM), uma memória de acesso aleatório dinâmica (DRAM), outro tipo de memória de acesso aleatório (RAM), uma memória somente leitura (ROM), uma memória de leitura programável apagável eletricamente (EEPROM), memória flash ou outra tecnologia de memória, uma memória de leitura em disco compacto (CD-ROM), um disco versátil digital (DVD) ou outro armazenamento óptico, uma fita magnética cassete, uma fita magnética/ armazenamento em disco magnético ou outro dispositivo de armazenamento magnético. O meio de armazenamento por computador pode ser usado para armazenar informações acessíveis pelo dispositivo de computação. Com base na definição do presente relatório descritivo, o meio legível por computador não inclui meios transitórios legíveis por computador (meios transitórios), tais como um sinal de dados modulado e veículo.

[0083] Vale a pena observar ainda que os termos “incluir”, “conter” ou quaisquer outras variantes pretendem cobrir uma inclusão não exclusiva, portanto, um processo, um método, um produto ou um dispositivo que inclua uma lista de elementos não só inclui esses elementos mas também inclui outros elementos que não estejam expressamente listados ou ainda inclui elementos inerentes para tal um processo, método, dispositivo ou produto. Sem mais restrições, um elemento precedido por “inclui um...” não exclui a existência de elementos idênticos adicionais no processo, método, produto ou dispositivo que inclui o elemento.

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 30/40

24/25 [0084] Um técnico no assunto deve compreender que uma forma de realização do presente pedido pode ser fornecida como um método, um sistema ou um produto de programa de computador. Portanto, o presente aplicativo pode usar uma forma de implementações somente de hardware, implementações somente de software ou implementações com uma combinação de software e hardware. Além disso, o presente pedido pode usar uma forma de um produto programa de computador que é implementada em um ou mais meios de armazenamento utilizáveis em computador (incluindo mas não se limitando a uma memória de disco, um CD-ROM, uma memória óptica, etc.) que incluem código de programa utilizável por computador.

[0085] A presente invenção pode ser descrita no contexto geral de instruções executáveis por computador executadas por um computador, por exemplo, um módulo de programa. Geralmente, o módulo do programa inclui uma rotina, um programa, um objeto, um componente, uma estrutura de dados, etc., executando uma tarefa específica ou implementando um tipo de dados abstrato específico. O presente pedido também pode ser praticado em ambientes de computação distribuída. Nos ambientes de computação distribuída, as tarefas são executadas por dispositivos de processamento remoto conectados por meio de uma rede de comunicações. Em um ambiente de computação distribuída, o módulo do programa pode estar localizado tanto na mídia de armazenamento do computador local quanto remoto, incluindo dispositivos de armazenamento.

[0086] As formas de realização no presente relatório descritivo são descritas de uma maneira progressiva. Para partes iguais ou semelhantes das formas de realização, referências podem ser feitas às formas de realização. Cada forma de realização se concentra em uma diferença em relação às outras formas de realização. Particularmente, uma forma de realização do sistema é basicamente semelhante à forma de realização de um

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 31/40

25/25 método e, portanto, é descrita resumidamente. Para partes relacionadas, podem ser feitas referências a descrições relacionadas na forma de realização do método.

[0087] As formas de realização anteriores são formas de realização do presente pedido e não se destinam a limitar o presente pedido. Um técnico no assunto pode fazer várias modificações e alterações no presente pedido. Qualquer modificação, substituição equivalente, ou melhoria feita sem se afastar do espírito e princípio do presente pedido, cairá no escopo das reivindicações do presente pedido.

Claims

Reivindicações

1. MÉTODO DE CONSENSO DE PROTOCOLO DE CONFIANÇA, caracterizado pelo fato de que o método compreende:

monitorar, por um nó primário de protocolo de confiança (blockchain), por acionamento de uma condição de troca de exibição;

selecionar, pelo nó primário de protocolo de confiança, um nó sucessor quando o acionamento da condição de troca de exibição é monitorado; e trocar, pelo nó primário de protocolo de confiança baseado no nó sucessor, uma exibição atual para uma próxima exibição que usa o nó sucessor como um nó primário de protocolo de confiança sucessor, para que o nó primário de protocolo de confiança sucessor inicie um consenso na próxima exibição.
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o acionamento da condição de troca de exibição compreende:

receber, pelo nó primário de protocolo de confiança, uma solicitação de serviço; e determinar que um consenso sobre a solicitação de serviço falha ao ser iniciado com um tempo predeterminado.
3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que determinar que o consenso sobre a solicitação de serviço não seja iniciado com o tempo predeterminado compreende:

determinar que os dados incluídos na solicitação de serviço estão incorretos.
4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que determinar que o consenso sobre a solicitação de serviço não seja iniciado com o tempo predeterminado compreende:

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 33/40

2/3 determinar que o nó primário de protocolo de confiança enviou uma mensagem de notificação incorreta indicando uma fase de consenso para o nó sucessor.
5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o acionamento da condição de troca de exibição compreende:

receber, pelo nó primário de protocolo de confiança, uma solicitação de serviço;

iniciar um consenso sobre a solicitação de serviço; e determinar um resultado de consenso.
6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seleção, pelo nó primário de protocolo de confiança, do nó sucessor compreende:

determinar, pelo nó primário de protocolo de confiança, uma próxima exibição da exibição atual; e selecionar um nó sucessor que corresponda à próxima exibição.
7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a troca da exibição atual para uma próxima exibição que usa o nó sucessor como o nó primário de protocolo de confiança sucessor compreende:

trocar a exibição atual para a exibição seguinte, em que o nó sucessor é usado como um nó primário de protocolo de confiança na próxima exibição
8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que um nó de protocolo de confiança em qualquer exibição compreende um nó em uma rede de protocolo de confiança de consórcio ou uma rede de protocolo de confiança privada.

6. DISPOSITIVO DE CONSENSO DE PROTOCOLO DE CONFIANÇA, caracterizado pelo fato de que o dispositivo compreende uma

Petição 870190063089, de 05/07/2019, pág. 34/40

3/3 pluralidade de módulos configurados para executar o método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.