CN108848125A - 区块链中提供共识服务的方法和装置及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本公开提出一种区块链中提供共识服务的方法和装置及存储介质，涉及区块链领域。其中的方法包括：确定用户的信任度；根据用户的信任度，选择相应级别的共识算法，其中，共识算法的级别根据共识算法对共识要求的严格程度确定；根据选择的共识算法，在区块链中提供共识服务。本公开能够根据不同的用户动态选择相应的共识算法，从而实现更加灵活的区块链共识服务。

Description

区块链中提供共识服务的方法和装置及存储介质
技术领域
本公开涉及区块链(Block Chain)领域，特别涉及一种区块链中提供共识服务的方法和装置及存储介质。
背景技术
区块链是运用了分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。
共识机制是区块链中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法，解决了分布式场景下的业务一致性问题，是保障区块链正常运行的一个关键技术。
发明内容
发明人发现，一个区块链使用一种共识算法，共识机制不够灵活。例如，一个区块链的共识算法对于共识要求比较严格，则该区块链服务的所有用户均需要使用该严格的共识算法，即使不需要如此严格的共识算法的用户，也得使用该严格的共识算法。
本公开的一个目的是，提出一种更加灵活的区块链共识服务。
根据本公开的一个方面，提出一种区块链中提供共识服务的方法，包括：
确定用户的信任度；
根据用户的信任度，选择相应级别的共识算法，其中，共识算法的级别根据共识算法对共识要求的严格程度确定；
根据选择的共识算法，在区块链中提供共识服务。
可选地，确定用户的信任度包括：根据用户的付费类型、用户的优先级、用户的身份类型中的至少一个影响因子，对各个影响因子采用加权求和的计算方法确定用户的信任度。
可选地，影响因子的权重是可设置的。
可选地，对各个影响因子的级别采用加权求和的计算方法确定用户的信任度，各个影响因子的级别的确定方法包括：
用户的付费类型级别的确定方法为：付费用户的付费类型级别高于免费用户的付费类型级别，预付费用户的付费类型级别高于后付费用户的付费类型级别；
用户的优先级级别的确定方法为：高级会员用户的优先级级别高于普通会员用户的优先级级别；
用户的身份类型级别的确定方法为：根据用户的身份类型的信用程度确定用户的身份类型级别，用户的身份类型的信用程度越高，用户的身份类型级别越高。
可选地，根据用户的信任度，选择相应级别的共识算法包括：
用户的信任度越大，所选择的共识算法的级别越高，共识算法的级别越高，共识要求越严格。
可选地，共识算法的选择功能设置在位于区块链的激励层和共识层之间的增设的共识算法动态选择层实现。
根据本公开的再一个方面，提出一种区块链中提供共识服务的装置，包括：
用户信息确定模块，用于确定用户的信任度；
共识算法选择模块，用于根据用户的信任度，选择相应级别的共识算法，其中，共识算法的级别根据共识算法对共识要求的严格程度确定；
共识服务提供模块，用于根据选择的共识算法，在区块链中提供共识服务。
可选地，所述用户信息确定模块，用于：根据用户的付费类型、用户的优先级、用户的身份类型中的至少一个影响因子，对各个影响因子采用加权求和的计算装置确定用户的信任度。
可选地，影响因子的权重是可设置的。
可选地，所述用户信息确定模块，用于：根据用户的付费类型、用户的优先级、用户的身份类型中的至少一个影响因子，对各个影响因子的级别采用加权求和的计算装置确定用户的信任度，
其中，各个影响因子的级别的确定方法包括：
用户的付费类型级别的确定方法为：付费用户的付费类型级别高于免费用户的付费类型级别，预付费用户的付费类型级别高于后付费用户的付费类型级别；
用户的优先级级别的确定方法为：高级会员用户的优先级级别高于普通会员用户的优先级级别；
用户的身份类型级别的确定方法为：根据用户的身份类型的信用程度确定用户的身份类型级别，用户的身份类型的信用程度越高，用户的身份类型级别越高。
可选地，所述共识算法选择模块，用于根据用户的信任度，用户的信任度越大，所选择的共识算法的级别越高，共识算法的级别越高，共识要求越严格。
可选地，所述共识算法选择模块设置在位于区块链的激励层和共识层之间的增设的共识算法动态选择层。
根据本公开的再一个方面，提出一种区块链中提供共识服务的装置，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行前述任意一个区块链中提供共识服务的方法。
根据本公开的再一个方面，提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述任意一个区块链中提供共识服务的方法。
本公开能够根据不同的用户动态选择相应的共识算法，从而实现更加灵活的区块链共识服务。
附图说明
下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。根据下面参照附图的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开区块链的层次示意图。
图2为本公开区块链中提供共识服务的方法一些实施例的流程示意图。
图3为本公开根据不同的用户动态选择相应的共识算法的一个示例的参考示意图。
图4为本公开区块链中提供共识服务的装置一些实施例的结构示意图。
图5为本公开区块链中提供共识服务的装置的另一些实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1为本公开区块链的层次示意图。
如图1所示，区块链100包括应用层110、激励层120、共识层130、安全层140、数据层150，以及在激励层120和共识层130之间增设的共识算法动态选择层160。
其中，应用层110包括各种区块链应用，例如比特币、以太坊等。激励层120例如包括发行机制、分配机制等。共识层130包括各种共识算法等。安全层140包括数字签名、哈希算法、Merkle Tree(默克尔树)、费堆成加密、零知识证明等各种安全措施。数据层150包括数据库、文件系统、区块数据、链式结构等。共识算法动态选择层160能够根据不同的用户动态选择相应的共识算法，从而实现更加灵活的区块链共识服务。
下面介绍一些共识算法。
POW(Proof of Work，工作量证明)算法，计算出一个满足规则的随机数，即获得本次记账权，发出本轮需要记录的数据，全网其它节点验证后一起存储。
POS(Proof of Stake，股权证明)算法，根据每个节点所占代币的比例和时间，等比例的降低挖矿难度，从而加快计算随机数的速度。计算出一个满足规则的随机数，即获得本次记账权，发出本轮需要记录的数据，全网其它节点验证后一起存储。
DPoS(Delegated Proof of Stake，股份授权证明)算法，全体节点投票选举出一定数量的节点代表，由他们来代理全体节点确认区块、维持系统有序运行。同时，区块链中的全体节点具有随时罢免和任命代表的权力。如果必要，全体节点可以通过投票让现任节点代表失去代表资格，重新选举新的代表，实现实时的民主。
PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错)算法，一种状态机副本复制算法，即服务作为状态机进行建模，状态机在分布式系统的不同节点进行副本复制。每个状态机的副本都保存了服务的状态，同时也实现了服务的操作。
Paxos算法，一种基于消息传递的一致性算法。
Raft算法，是一种用来管理日志复制的一致性算法，更容易理解并且更易于建立实际的系统。Raft将一致性算法分为了几个部分，例如领导选取(leader selection)，日志复制(log replication)和安全性(safety)，同时它使用了更强的一致性来减少了必须需要考虑的状态。Raft还包括了一种新的机制来使得动态改变集群成员，它使用重叠大多数(overlapping majorities)来保证安全。
Ripple共识算法，使用了一种子网络内部互相信任，由这些内部信任的子网络构成大的网络的方案。这里子网络的信任成本非常低，可以被进一步降低为网络节点对于子网络内部其它节点的原子性选择。为了维护全网节点数据的一致性，子网络之间需要的连接度不能小于一个阈值。实现了一种高性能，同时拥有较高拜占庭容错的算法。
图2为本公开区块链中提供共识服务的方法一些实施例的流程示意图。如图2所示，该实施例的方法200包括：步骤210～230。
在步骤210，确定用户的信任度。
在一些实施例中，根据用户的付费类型、用户的优先级、用户的身份类型中的至少一个影响因子，对各个影响因子采用加权求和的计算方法确定用户的信任度。
在一些实施例中，可以对各个影响因子的级别采用加权求和的计算方法确定用户的信任度。各个影响因子的级别的确定方法如下：
用户的付费类型级别的确定方法为：付费用户的付费类型级别高于免费用户的付费类型级别，预付费用户的付费类型级别高于后付费用户的付费类型级别。
用户的优先级级别的确定方法为：高级会员用户的优先级级别高于普通会员用户的优先级级别。
用户的身份类型级别的确定方法为：根据用户的身份类型的信用程度确定用户的身份类型级别，用户的身份类型的信用程度越高，用户的身份类型级别越高。
在一些实施例中，影响因子的权重是可设置的。根据业务需要可设置各个影响因子的权重。同一个影响因子在不同的业务场景下可以是不同的权重。
在步骤220，根据用户的信任度，选择相应级别的共识算法。
共识算法的级别根据共识算法对共识要求的严格程度确定。共识算法的级别越高，共识要求越严格。
在共识算法的一些选择示例中，用户的信任度越大，所选择的共识算法的级别越高。
在步骤230，根据选择的共识算法，在区块链中提供共识服务。
依据共识算法定义的共识规则提供共识服务，可以参考现有的共识算法及其所能提供的共识服务。
上述实施例能够根据不同的用户动态选择相应的共识算法，从而实现更加灵活的区块链共识服务。
上述实施例有利于提高区块链的整体服务效率。例如，对于共识要求不太严格的用户，可以选择级别低的对于共识要求不太严格的共识算法，这类共识算法通常情况下共识效率比较高，从而有利于提高区块链的整体服务效率。
下面描述根据不同的用户动态选择相应的共识算法的一个示例。该示例的主要过程参考图3所示。
首先，假设选取的影响因子为：用户的付费类型、用户的优先级、用户的身份类型。
其中，用户的付费类型例如包括免费用户、预付费用户、后付费用户等。设用户的付费类型的值为X，所占权重为L。根据前述的用户的付费类型级别的确定方法，付费用户的X值高于免费用户的X值，预付费用户的X值高于后付费用户的X值。
其中，用户的优先级例如包括普通会员、高级会员等。设用户的优先级的值为Y，所占权重为M。根据前述的用户的优先级级别的确定方法，高级会员用户的Y值高于普通会员用户的Y值。
其中，用户的身份类型例如包括政府机构、团体、企业、个人等。设用户的身份类型的值为Z，所占权重N。根据前述的用户的身份类型级别的确定方法，用户的身份类型的信用程度越高，用户的身份类型级别越高，政府机构比个人的信用好，因此，政府机构的Z值高于个人的Z值。
由于该示例后续欲将共识算法划分为10个级别，因此，基于参照范围一致性的考虑，X,Y,Z,L,M,N取值范围均为[1,10]，即大于等于1并且小于等于10，L+M+N＝10。
然后，基于定义的用户的信任度的确定规则，根据前述的影响因子确定用户的信任度(设为V)。
假设用户的信任度的确定规则为：V＝X*L*0.1+Y*M*0.1+Z*N*0.1。
其中，0.1为参照范围一致性调整因子，使得V的范围为[1,10]。
接着，根据用户的信任度，选择相应级别的共识算法，用户的信任度越大，所选择的共识算法的级别越高。
下面列举一些例子。
假设规定：可信环境的区块链使用paxos或者raft算法，设置对应的用户的信任度级别范围使用8以上，带许可的联盟链可使用PBFT算法，设置对应的用户的信任度级别范围使用5以上，非许可区块链可以使用POW，POS，ripple算法，设置对应的用户的信任度级别范围使用1以上。
例1：
对于个人普通会员付费用户，假如用户付费类型为10，权重为3，用户优先级为1，权重为3，用户身份类型为2，权重为4。
则V＝X*L*0.1+Y*M*0.1+Z*N*0.1＝10*3*0.1+1*3*0.1+2*4*0.1＝4.1。根据该V值可以选择合适的非许可区块链的共识算法(如POW、POS、ripple等)执行。
例2：
对于政府高级会员付费用户，假如用户付费类型为10，权重为0，用户优先级为10，权重为10，用户身份类型为10，权重为0。则V＝X*L*0.1+Y*M*0.1+Z*N*0.1＝10*0*0.1+10*10*0.1+10*0*0.1＝10。根据该V值可以选择合适的可信环境的区块链的共识算法(如paxos、raft等)。
图4为本公开区块链中提供共识服务的装置一些实施例的结构示意图。
如图4所示，该装置400包括模块410～430。
用户信息确定模块410，用于确定用户的信任度。
共识算法选择模块420，用于根据用户的信任度，选择相应级别的共识算法，其中，共识算法的级别根据共识算法对共识要求的严格程度确定。
共识服务提供模块430，用于根据选择的共识算法，在区块链中提供共识服务。
在一些实施例中，用户信息确定模块410，用于：根据用户的付费类型、用户的优先级、用户的身份类型中的至少一个影响因子，对各个影响因子采用加权求和的计算装置确定用户的信任度。
在一些实施例中，影响因子的权重是可设置的。
在一些实施例中，用户信息确定模块410，用于：根据用户的付费类型、用户的优先级、用户的身份类型中的至少一个影响因子，对各个影响因子的级别采用加权求和的计算装置确定用户的信任度，
其中，各个影响因子的级别的确定方法包括：
用户的付费类型级别的确定方法为：付费用户的付费类型级别高于免费用户的付费类型级别，预付费用户的付费类型级别高于后付费用户的付费类型级别；
用户的优先级级别的确定方法为：高级会员用户的优先级级别高于普通会员用户的优先级级别；
用户的身份类型级别的确定方法为：根据用户的身份类型的信用程度确定用户的身份类型级别，用户的身份类型的信用程度越高，用户的身份类型级别越高。
在一些实施例中，共识算法选择模块420，用于根据用户的信任度，用户的信任度越大，所选择的共识算法的级别越高，共识算法的级别越高，共识要求越严格。
在一些实施例中，共识算法选择模块420设置在位于区块链的激励层和共识层之间的增设的共识算法动态选择层。
图5为本公开区块链中提供共识服务的装置的另一些实施例的结构示意图。
如图5所示，该实施例的装置500包括：存储器510以及耦接至该存储器510的处理器520，处理器520被配置为基于存储在存储器510中的指令，执行前述任意一些实施例中的区块链中提供共识服务的方法。
其中，存储器510例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。
装置500还可以包括输入输出接口530、网络接口540、存储接口550等。这些接口530，540，550以及存储器510和处理器520之间例如可以通过总线560连接。其中，输入输出接口530为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口540为各种联网设备提供连接接口。存储接口550为SD卡、U盘等外置存储设备提供连接接口。
本公开还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述任意一些实施例的区块链中提供共识服务的方法。
本公开能够根据不同的用户动态选择相应的共识算法，从而实现更加灵活的区块链共识服务。
本领域内的技术人员应当明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种区块链中提供共识服务的方法，包括：
确定用户的信任度；
根据用户的信任度，选择相应级别的共识算法，其中，共识算法的级别根据共识算法对共识要求的严格程度确定；
根据选择的共识算法，在区块链中提供共识服务。
2.如权利要求1所述的方法，其中，确定用户的信任度包括：
根据用户的付费类型、用户的优先级、用户的身份类型中的至少一个影响因子，对各个影响因子采用加权求和的计算方法确定用户的信任度。
3.如权利要求2所述的方法，其中，影响因子的权重是可设置的。
4.如权利要求2所述的方法，其中，对各个影响因子的级别采用加权求和的计算方法确定用户的信任度，各个影响因子的级别的确定方法包括：
用户的付费类型级别的确定方法为：付费用户的付费类型级别高于免费用户的付费类型级别，预付费用户的付费类型级别高于后付费用户的付费类型级别；
用户的优先级级别的确定方法为：高级会员用户的优先级级别高于普通会员用户的优先级级别；
用户的身份类型级别的确定方法为：根据用户的身份类型的信用程度确定用户的身份类型级别，用户的身份类型的信用程度越高，用户的身份类型级别越高。
5.如权利要求1所述的方法，其中，根据用户的信任度，选择相应级别的共识算法包括：
用户的信任度越大，所选择的共识算法的级别越高，共识算法的级别越高，共识要求越严格。
6.如权利要求1所述的方法，其中，共识算法的选择功能设置在位于区块链的激励层和共识层之间的增设的共识算法动态选择层实现。
7.一种区块链中提供共识服务的装置，包括：
用户信息确定模块，用于确定用户的信任度；
共识算法选择模块，用于根据用户的信任度，选择相应级别的共识算法，其中，共识算法的级别根据共识算法对共识要求的严格程度确定；
共识服务提供模块，用于根据选择的共识算法，在区块链中提供共识服务。
8.如权利要求7所述的装置，其中，
所述用户信息确定模块，用于：根据用户的付费类型、用户的优先级、用户的身份类型中的至少一个影响因子，对各个影响因子采用加权求和的计算装置确定用户的信任度。
9.如权利要求8所述的装置，其中，影响因子的权重是可设置的。
10.如权利要求8所述的装置，其中，
所述用户信息确定模块，用于：根据用户的付费类型、用户的优先级、用户的身份类型中的至少一个影响因子，对各个影响因子的级别采用加权求和的计算装置确定用户的信任度，
其中，各个影响因子的级别的确定方法包括：
用户的付费类型级别的确定方法为：付费用户的付费类型级别高于免费用户的付费类型级别，预付费用户的付费类型级别高于后付费用户的付费类型级别；
用户的优先级级别的确定方法为：高级会员用户的优先级级别高于普通会员用户的优先级级别；
用户的身份类型级别的确定方法为：根据用户的身份类型的信用程度确定用户的身份类型级别，用户的身份类型的信用程度越高，用户的身份类型级别越高。
11.如权利要求7所述的装置，其中，
所述共识算法选择模块，用于根据用户的信任度，用户的信任度越大，所选择的共识算法的级别越高，共识算法的级别越高，共识要求越严格。
12.如权利要求7所述的装置，其中，所述共识算法选择模块设置在位于区块链的激励层和共识层之间的增设的共识算法动态选择层。
13.一种区块链中提供共识服务的装置，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行权利要求1-6中任一项所述的区块链中提供共识服务的方法。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述的区块链中提供共识服务的方法。
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