CN109450685A - 一种基于局部链节点离线的共识方法及节点 - Google Patents

一种基于局部链节点离线的共识方法及节点 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种基于局部链节点离线的共识方法及节点。方法包括：在一局部链的所有节点离线时，启用一虚拟共识节点，所述局部链为区块链中的多个节点形成的网络；以所述虚拟共识节点替换所述局部链中的参与全局链共识的节点，进行全局链共识，所述全局链为每个局部链中选取的至少一个节点形成的网络。共识节点用于执行上述方法。本发明实施例通过当局部链中所有的节点都离线时，可以开启虚拟共识节点的共识权限，通过虚拟共识节点来进行局部链的共识，从而避免了由于节点均离线的情况下使得全局链中获得的共识结果的可靠性低的问题，提高了全局链共识的可靠性，进而提高了物联网中节点数据的安全性。

Description

一种基于局部链节点离线的共识方法及节点
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体而言，涉及一种基于局部链节点离线的共识方法及节点。
背景技术
区块链(Blockchain)是分布式数据存储、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。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。
举例当前典型的物联网应用场景，用户接入服务提供方，双方在建立简单的互信基础上，用户单向接收服务。在未来的物联网应用场景中，比如智能家居，智慧城市等，用户作为物联网资源享有方和提供服务的设备具有同等的地位和作用，可以作为信息提供方。同样，提供应答的物联网设备之间也不是分离的个体，用户希望在一个信任体系中的设备都可以响应请求。区块链技术为信任的建立提供了基础，使得信任体系下的人和物可以共享信息，但同时，物联网应用场景要求及时响应，同时保护重要共享信息的数据安全，物联网通信场景要尽量做到保护用户隐私和设备安全。
在区块链进行共识的过程中，可能存在所有参与共识的节点都离线的情况，此时会导致共识结果不可靠的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种基于局部链节点离线的共识方法及节点，以解决上述技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于局部链节点离线的共识方法，包括：
在一局部链的所有节点离线时，启用一虚拟共识节点，所述局部链为区块链中的多个节点形成的网络；
以所述虚拟共识节点替换所述局部链中的参与全局链共识的节点，进行全局链共识，所述全局链为每个局部链中选取的至少一个节点形成的网络。
本发明实施例通过当局部链中所有的节点都离线时，可以开启虚拟共识节点的共识权限，通过虚拟共识节点来进行局部链的共识，从而避免了由于节点均离线的情况下使得全局链中获得的共识结果的可靠性低的问题，提高了全局链共识的可靠性，进而提高了物联网中节点数据的安全性。
进一步地，在一局部链的所有节点离线时，启用一虚拟共识节点，所述局部链为区块链中的多个节点形成的网络之前，所述方法还包括：
为所述局部链中参与全局链共识的节点配置所述虚拟共识节点。
本发明实施例通过为参与全局链共识的节点配置虚拟共识节点，局部链中所有节点均离线是，可以通过虚拟共识节点代替参与共识，从而能够提高全局链共识的可靠性，进而提高了物联网中节点数据的安全性。
进一步地，所述方法，还包括：
若局部链中参与全局链共识的所有节点离线，则从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点。
本发明实施例通过若某一时刻参与局部链共识的所有节点都离线，则可以从局部链中选择一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点，从而保证该局部链中有节点参与全局链的共识。
进一步地，所述方法，还包括：
若局部链中一参与全局链共识的节点离线，则从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点。
本发明实施例通过当局部链中有一个参与全局链共识的节点离线就从该局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点，以此来保证参与全局链的节点个数。
进一步地，所述方法，还包括：
若参与全局链共识的节点未全部离线，且所述局部链中除未离线的参与全局链共识的节点外的可用节点的个数为0，则将离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点替换所述离线的参与全局链共识的节点，进行全局链共识。
本发明实施例中当参与全局链的节点没有全部离线，但是局部链中没有除参与全局链共识的节点外的可用节点的，为了保证参与全局链共识的节点的个数，则开启已离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点的共识权限。
进一步地，在从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点之后，所述方法，还包括：
在所述全局链中所述新的参与全局链共识的可用节点配置对应的虚拟共识节点，并将为已离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点删除。
本发明实施例通过在对新的参与全局链共识的节点配置了对应的虚拟共识节点后，将已离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点删除处理，从而能够降低区块链网络的功耗。
进一步地，所述从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点，包括：
从所述局部链中选取权重最大的可用节点作为新的参与全局链共识的节点，其中各可用节点分别对应的权重根据预先建立的数学模型计算获得。
本发明实施例在从局部链中选择可用节点作为新的参与全局链共识的节点时，选取权重最大的可用节点，从而能够提高全局链共识的效率。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于局部链节点离线的共识节点，包括：
虚拟节点启用模块，用于在一局部链的所有节点离线时，启用一虚拟共识节点，所述局部链为区块链中的多个节点形成的网络；
共识模块，用于以所述虚拟共识节点替换所述局部链中的参与全局链共识的节点，进行全局链共识，所述全局链为每个局部链中选取的至少一个节点形成的网络。
进一步地，所述节点，还包括：
配置模块，用于为所述局部链中参与全局链共识的节点配置所述虚拟共识节点。
进一步地，所述节点，还包括：
第一选择模块，用于若局部链中参与全局链共识的所有节点离线，则从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点。
进一步地，所述节点，还包括：
第二选择模块，用于若局部链中一参与全局链共识的节点离线，则从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点。
进一步地，所述节点，还包括：
第三选择模块，用于若参与全局链共识的节点未全部离线，且所述局部链中除未离线的参与全局链共识的节点外的可用节点的个数为0，则将离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点替换所述离线的参与全局链共识的节点，进行全局链共识。
进一步地，所述节点，还包括：
删除模块，用于在所述全局链中所述新的参与全局链共识的可用节点配置对应的虚拟共识节点，并将为已离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点删除。
进一步地，所述第二选择模块，具体用于：
从所述局部链中选取权重最大的可用节点作为新的参与全局链共识的节点，其中各可用节点分别对应的权重根据预先建立的数学模型计算获得。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，其中，
所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行第一方面的方法步骤。
第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，包括：
所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行第一方面的方法步骤。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的区块链网络结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种区块链分层共识方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的基于局部链节点离线的共识方法流程示意图；
图4为本发明实施例提供的局部链节点正常工作的处理流程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种完整的共识方法流程示意图；
图6为本发明实施例提供的基于局部链节点离线的共识节点结构示意图；
图7为本发明实施例提供的电子设备实体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明实施例提供的一种区块链网络与现有的各种区块链网络相同，本发明实施例的区块链网络也是由多个节点组成，每个节点都是具有运算与存储功能的电子设备或模块。例如每个节点可以是一台或一组计算机、或者是其中具有独立运算和存储功能的一个模块。
区块链网络中的节点可以称为区块链节点，其中区块链网络基于P2P(Peer toPeer，对等网络)网络，每个参与交易和区块存储、验证、转发的P2P网络节点都是一个区块链网络中的节点。
区块链中的用户身份可以使用公钥或者是根据该公钥生成的账户地址表示，并且公钥和私钥是成对出现的，其中私钥由用户掌握而不发布到上述的区块链网络中，公钥或者上述的账户地址可随意发布在区块链网络中。其中，公钥可以通过特定的哈希和编码后成为上述的账户地址。值得一提的是，用户身份和区块链节点不存在一一对应关系，用户可以在任意一个区块链节点上使用自己的私钥。
关于区块链的数据写入，是由区块链节点通过向区块链网络发布交易(Transaction)实现向区块链写入数据。该交易包括：区块链节点按照预设的交易数据格式对生成的交易数据包，以及利用该区块链节点自己的私钥对该交易数据包进行的数字签名，该数字签名用于证明该区块链节点的用户的身份；而后，该交易被区块链网络中的“矿工”(即执行PoW(Proof Of Work，工作证明)共识竞争机制的区块链节点)记录入区块链中产生的新区块，并将该交易发布到区块链网络中，在该交易被其他区块链节点验证通过(其他节点可以从该区块链节点生成的交易中获取该区块链节点的公钥，并根据该区块链节点的公钥对上述的数字签名进行验证，除了验证数字签名之外还可以验证交易数据包是否为规定的数据结构)和接受后，该交易即被写入区块链。其中，区块链中的新区块是由上述的“矿工”通过执行PoW共识竞争机制(该机制可以理解为：各个“矿工”按照区块的预设技术要求，例如按照预设的随机数要求来共同计算随机数，哪一个“矿工”先计算出符合该随机数要求的随机数，该“矿工”产生的区块就作为该新区块)而定期产生的，因此产生新区块的时间间隔通常和上述的预设技术要求相关，通过设置不同的预设技术要求可以改变区块链产生新区块的时间间隔。
区块链中的数据是由该区块链网络中的各区块链节点共同维护的，节点在接收到业务请求时，一般需要经过缓存、共识和存储这三个环节方可将业务请求对应的业务数据存储至区块中，并将该区块上链节点对应的区块链上。当该区块链网络中的多数节点存储该业务数据在各自节点的区块链数据中时，该业务数据才可视为是被存储在各节点共同维护的区块数据中。
共识作为必不可少的环节，目前采用的共识机制有工作量证明(POW)机制、拜占庭容错(PBFT)机制、权益机制证明等多种。下面以工作量证明机制为例进行说明。
具体地，首先节点可接收用户发送的业务请求，该业务请求中包含业务数据，其中该业务请求可以是用户直接输入该节点的，也可以接收区块链网络中其他节点广播的业务请求。具体该节点如何接收该业务请求对业务的执行并不造成影响。
之后，该节点可根据该业务请求确定对应的业务数据。其中，该节点根据业务请求确定对应的业务数据的过程可称为节点受理业务请求，至于如何确定该业务数据可能随着具体情况的不同而不同。如常见的业务请求中携带的业务数据以及包含了业务需要执行的内容，例如，对于交易业务请求，该交易业务请求中携带有支付方地址、支付方金额、支付金额、收款方地址等信息，则接收该业务请求的节点可直接根据该业务请求确定该业务数据。又如，由于通常业务请求中还可包含针对智能合约的指令等业务数据。这样，该节点在受理该业务请求时，根据业务请求中的业务数据的不同可能还需要根据业务数据进行业务处理，并得到业务处理的结果，则节点在确定业务数据时，也可将该业务处理的结果作为该业务数据。当然，该节点也可将该业务请求中携带的业务数据以及进行业务处理的结果一并作为该业务请求对应的业务数据。具体的该业务数据的内容可根据区块链的配置而不同，只要与该业务请求对应的，需要存储在该区块链数据中的数据即可视为是业务数据。
需要说明的是，区块链网络中的节点针对一个业务请求可以分为受理节点和非受理节点，这里的受理节点是指接收用户或者其他设备发送该业务请求的节点，非受理节点是指通过广播方式从其他节点获取该业务请求的节点。
当确定的该业务数据没有被存储在已经经过共识的区块链数据中时，该业务数据为待共识的业务数据，并可以被存储在该节点的缓存中。
然后，在该节点确定该待共识的业务数据之后，该节点可将该待共识的业务数据向该区块链网络中的其他节点进行广播，也就是同步至该区块链网络中的其他节点中。这样，该区块链网络中的各节点可以接收通过广播的方式发送的该待共识的业务数据。在后续进行共识时，该区块链网络中的各节点可以对该待共识的业务数据进行共识。
最后，该区块链网络中的各节点可以根据该区块链的共识机制，确定发起共识的节点，并由该发起共识的节点从该节点存储的各待共识的业务数据中，选择用于共识的业务数据。进而由该区块链网络中的各节点可根据该区块链的共识机制，对该发起共识的节点选择的用于共识的业务数据进行共识。
其中，该区块链网络中的每个节点在对该发起共识的节点发送的各待共识的业务数据进行共识时，可判断接收到的各待共识的业务数据，是否也均存储在该节点缓存中的待共识列表中，若是，则确定接收到的各待共识业务共识通过，并将记录各待共识的业务数据的新区块存储在该节点维护的区块链数据中，若否，则不存储。
图1为本发明实施例提供的区块链网络结构示意图，如图1所示，为了使业务数据的传播范围大大缩小，从而提供数据隐私保护效果，则将区块链网络分为至少两层网络，其包括局部链和全局链。其中，局部链为区块链网络中的多个节点形成的网络。
例如，在区块链中包含有多个节点，可以将这些节点按照地理位置或网络环境进行分类，如不同的局域网环境中，物联网用户和设备可能希望在小范围内共享部分隐私数据，实现小范围的访问控制，在全局范围内用户和设备希望提供其中部分数据，包括被其它局域网环境中节点关系的数据，来达到全局链共识，借此实现全局范围的访问控制或者数据共享，以及不同网络环境下的并发处理。另外其局部链的划分还可以依据共享数据的隐私程度划分，例如，物联网环境下，特别是当全网采用IPv6编址时，物联网用户和设备可能通过组件不同信任体系，来保护链上的数据，同时加速决策过程，相对于采用隐私保护手段的单链模式，这可能是一种更加灵活，或者过渡的方式，让物理网应用方更加愿意将数据上链共享。
不同的局部链可能代表不同的物联网应用场景，以智能家居为例，各个局部链可以表示不同的办公和家庭环境，并且可以在同一个或者不同的局域网环境下，如图1中，假设局部链1中共享和传递的是某用户在智能家居环境中记录的数据，局部链2可能是办公环境中智能设备和人直接传递和记录的数据，局部链3则有可能是临时外出等环境中需要共享和记录的数据。
需要说明的是，不同的局部链和局域网环境并不一定是完全对应的关系，不同局域网下的用户与设备可能因数据隐私程度不同，常常属于不同的局部链，但同一个局域网下，也可能存在多个局部链，通过灵活的数据共享，来完成物联网场景定义的功能。
局部链的划分根据应用场景设计，同一局部链的节点可能具有类似属性，或者同等安全级别，在局部链中记录需要共享的数据。当同一局部链的节点达成共识，数据上链后，向上一级局部链(或者整个信任体系的私有链)共享数据，即发起提议。同一局部链中的节点可以看到数据交互的全部过程，不同的局部链中的节点不能看到对方的数据交互过程。
另外，由于物联网应用场景常常是以小型局域网络为单位，并且为了加快决策过程，一般在划分后的局部链中划分的节点不会太多，当节点数目较少时，局部链中所有的节点均参与共识和验证，如果节点数目过多，则可从其中选取一些节点来参与共识和验证。
全局链为每个局部链中选取的至少一个节点一起形成的网络，也就是如图1中，可从局部链1中选取至少一个节点、从局部链2中选取至少一个节点以及从局部链中选取至少一个节点一起形成全局链，参与全局链的共识。
图2为本发明实施例提供的一种区块链分层共识方法的流程图，如图2所示，该方法应用于局部链中的节点，该局部链为区块链网络中的多个节点形成的网络。所述方法包括如下步骤：
步骤201：获取待共识的业务数据，确定所述业务数据的可见权限。
为了描述的简洁，以下描述过程中局部链中的节点为局部链节点，全局链中的节点为全局链节点。在本申请实施例中，局部链节点可以作为业务数据的受理节点，也可以不作为业务数据的受理节点，而作为用于发起共识处理的节点，或者本次共识处理的主节点，这里不做具体限定。
若局部链中节点作为业务数据的受理节点，那么该局部链节点可以从本地存储的所受理的业务数据中捞取一部分业务数据作为待共识的业务数据，以便于后续针对捞取的该部分业务数据发起共识处理。
若局部链节点不作为业务数据的受理节点而作为本次共识处理的主节点，那么该局部链节点可以从待共识的业务数据资源池中捞取一部分业务数据作为待共识的业务数据，以便于后续发起针对捞取到的该部分业务数据的共识处理。
具体地，在获取到待共识的业务数据后，确定所述业务数据的可见权限，其中，可以先确定产生该待共识的业务数据的业务，然后再确定待共识的业务数据对应的业务类型，进而根据业务类型确定业务数据的可见权限。
这里的业务裂隙可以根据业务的功能不同进行划分，例如：业务可以分为订单类型(即在订单生成阶段产生的业务数据对应的业务类型为订单类型)、支付类型(即包含支付信息的业务数据对应的业务类型为支付类型)等。也可以根据业务内容不同进行划分，例如：业务可以分为发卡类型(即包含发卡信息的业务数据对应的业务类型为发卡类型)、交易类型(即包含交易信息的业务数据对应的业务类型为交易类型)等等，这里对于业务类型的划分可以不做具体限定，
在获取到待共识的业务数据之后，分别确定各业务数据对应的业务类型，由于在实际应用中有些业务类型存在交叉覆盖的情况，此时在确定各业务数据对应的业务类型时，可以采用聚类的方式(或者其他方式，这里不做具体限定)确定一个覆盖范围较大的业务类型作为获取待的待共识的业务数据对应的业务。
比如：获取到的待共识的业务数据对应的业务类型既有订单类型又有支付类型，那么根据业务内容来讲的话，这些业务数据都属于交易类型，那么可以确定这些待共识的业务数据对应的业务类型为交易类型。
需要说明的是，这里所确定的业务类型可以为一种，也可以为多种。如果确定的业务类型为多种，那么在后续步骤中，这多种业务类型所对应的共识算法可以使用同一个共识算法；或者这多种业务类型分别对应多个共识算法，但在多个共识算法中可以确定出一种共识算法对于这多种业务类型都适用。
在上述确定业务数据的业务类型后，可以对每个业务类型设置对应的可见权限，即预先对各个业务类型设置了对应的可见权限，即全局链和局部链对业务数据的可见权限不一致，若业务数据需要在局部链内共享时，其对应的可见权限为第一类可见权限，若业务数据需要在全局链内共享时，其对应的可见权限为第二类可见权限。
其中，可以自行定义哪些业务类型的业务数据为第一类可见权限，哪些业务类型的业务数据为第二类可见权限，例如，可将业务类型为订单类型的业务数据设置为第一类可见权限，可将业务类型为支付类型的业务数据设置为第二类可见权限。当然，其设置的可见权限可以根据实际需求进行设置。
步骤202：在所述可见权限为第一类可见权限时，将所述业务数据发送给所述局部链中的共识节点，以通过所述局部链中的共识节点对所述业务数据进行共识处理。
在上述确定业务数据的可见权限后，若该可见权限为第一类可见权限时，将所述业务数据发送给局部链中的共识节点，然后通过局部链中的共识节点对业务数据进行共识处理。
其中，可以从局部链中的节点中选择一些节点作为局部链的共识节点，当然若局部链的节点数量较少时，局部链中的所有节点均可作为共识节点，通过共识节点来对业务数据进行共识处理。
步骤203：在所述可见权限为第二类可见权限时，将所述业务数据发送给所述全局链中的共识节点，以通过所述全局链中的共识节点对所述业务数据进行共识处理。
在上述确定业务数据的可见权限后，若该可见权限为第二类可见权限时，则将业务数据发送给全局链中的共识节点，从而通过全局链中的共识节点对所述业务数据进行共识处理。
其中，在业务数据为第一类可见权限时，表明该业务数据需要在局部链内进行分享，在业务数据为第二类可见权限时，表明该业务数据需要在全局链内进行分享。
另外，进行共识处理的共识算法可以包含但不限于以下几种：工作量证明(Proofof Work；PoW)、权益证明(Proof of Stake；POS)、股份授权证明(Delegate proof ofStake；DPoS)、实用拜占庭容错(practical Byzantine Fault Tolerance；PBFT)、授权拜占庭容错(Delegated Byzantine Fault Tolerance；DBFT)等等。
所以，在本实施例中，通过对待共识的业务数据确定对应的可见权限，然后基于不同的可见权限选择在局部链内或全局链内选择分享该业务数据，即在物联网节点数目较多且网络环境多样时，可以根据信任和数据隐私程度，选择性公开数据，从而使得该业务数据的传播范围大大缩小，提高了数据隐私保护效果，与现有的实现数据隐私保护的区块链技术相比，不存在交易数据随意传播的风险，提高了数据传播的安全性。并且，由于参与共识的节点大大减少，还可以提供决策效率。
在参与全局链共识之前，可能会出现参与全局链共识的节点离线的情况，甚至对应的局部链中所有的节点都离线的情况，现有技术中，对于某个局部链中的节点全部离线时，可能该局部链就不会参与全局链共识，从而导致了全局链共识后的结果不可靠的问题，为了解决该问题，可以通过以下具体实施例来解决，以下实施例的方法可以是一个共识节点，在该节点上布置有智能合约，局部链中的节点身份回来本地或链上记录，然后改流程会被写入智能合约中：
图3为本发明实施例提供的基于局部链节点离线的共识方法流程示意图，如图3所示，该方法，包括：
步骤301：在一局部链的所有节点离线时，启用一虚拟共识节点，所述局部链为区块链中的多个节点形成的网络；
步骤302：以所述虚拟共识节点替换所述局部链中的参与全局链共识的节点，进行全局链共识，所述全局链为每个局部链中选取的至少一个节点形成的网络。
在具体的实施过程中，区块链共识可以包括局部链共识和全局链共识，当在局部链共识完成后，进入全局链共识。
图4为本发明实施例提供的局部链节点正常工作的处理流程示意图，如图4所示，在全局链共识之前，在从局部链中选择了参与全局链共识的节点之后，为参与全局链共识的节点配置对应的虚拟共识节点。因此，在全局链共识之前，如果不存在异常告警行为，全局链中会存在参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点，直接等待全局链共识开始即可。若存在异常告警，则需要在局部链中重新选择参与全局链共识的节点，然后向全局链配置对应的虚拟共识节点。
应当说明的是，可以配置跟参与全局链共识的节点一一对应的虚拟共识节点，并且，参与全局链共识的节点的个数可以为一个，也可以为多个，具体数量可以预先配置，本发明实施例对此不作具体限定。
在局部链中所有的节点均离线时，则说明从局部链中选择的参与全局链共识的节点也离线，为了保证能够参与全局链共识，可以开启已经离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点的共识权限，通过虚拟共识节点来参与全局链的共识。
本发明实施例通过当局部链中所有的节点都离线时，可以开启虚拟共识节点的共识权限，通过虚拟共识节点来进行局部链的共识，从而避免了由于节点均离线的情况下使得全局链中获得的共识结果的可靠性低的问题，提高了全局链共识的可靠性，进而提高了物联网中节点数据的安全性。
在上述实施例的基础上，所述方法，还包括：
若局部链中参与全局链共识的所有节点离线，则从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点。
在具体的实施过程中，当局部链中有节点离线时，局部链中需要更新其可用节点的个数，并且可以先判断该离线的节点是否是参与全局链共识的节点，如果是参与全局链共识的节点，并且参与全局链共识的节点均离线，这时，可以判断局部链中可用节点的个数是否大于0，如果大于0，则从局部链中选择一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点。应当说明的是，局部链中除了已经离线的节点，和已经被选为参与全局链共识的节点以外的节点称为可用节点。
本发明实施例通过若某一时刻参与局部链共识的所有节点都离线，则可以从局部链中选择一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点，从而保证该局部链中有节点参与全局链的共识。
在上述实施例的基础上，所述方法，还包括：
若局部链中一参与全局链共识的节点离线，则从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点。
在具体的实施过程中，节点离线可能是逐个离线的，因此，当局部链中有一个节点离线后，先判断该离线的节点是否是参与全局链共识的节点，如果是，则再次判断局部链中是否有可用节点，如果有，则从局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点。
本发明实施例当局部链中有一个参与全局链共识的节点离线就从该局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点，以此来保证参与全局链的节点个数。
在上述实施例的基础上，所述方法，还包括：
若参与全局链共识的节点未全部离线，且所述局部链中除未离线的参与全局链共识的节点外的可用节点的个数为0，则将离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点替换所述离线的参与全局链共识的节点，进行全局链共识。
在具体的实施过程中，如果局部链中有节点离线，则判断该离线的节点是否是参与全局链共识的节点，如果是参与全局链共识的节点，并且参与全局链共识的节点中不是全部都离线，此时，可以有三种解决方案：
第一种，可以继续通过未离线的参与全局链共识的节点进行全局链的共识；
第二种，若局部链中还有可用节点，则可以从局部链中选择可用节点作为新的参与全局链共识的节点，应当说明的是，为了保证参与全局链共识的节点的个数，选择的可用节点的个数等于离线的参与全局链共识的节点的个数；
第三种，若局部链中没有可用节点，则开启离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点的共识权限，通过虚拟共识节点来保证参与全局链共识的节点的个数。
应当说明的是，如果局部链中的可用节点的个数大于零，但是少于已经离线的参与全局链共识的节点的个数，此时，可以将局部链中可用节点全部作为参与全局链共识的节点，并且利用已离线的参与全局链共识的节点中的虚拟共识节点来参与共识，保证参与全局链共识的节点的个数。
还应当说明的是，当从局部链中选择可用节点时，可以根据每个可用节点对应的权重进行选取，即，可以选择权重最大的可用节点作为新的参与全局链共识的节点，其中，可以预先为每个局部链中的节点配置对应的权重，在配置权重时，可以通过预先建立的数学模型计算每一个可用节点对应的权重，应当说明的是，可以利用节点信任度和节点权益构建该数学模型，在构建数学模型时，还可以加入其它性能参数，本发明实施例对此不作具体限定。
如果要从局部链中选取多个可用节点，则可以将权重降序排列，从排在最前面的节点开始选择。
本发明实施例中当参与全局链的节点没有全部离线，但是局部链中没有除参与全局链共识的节点外的可用节点的，为了保证参与全局链共识的节点的个数，则开启已离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点的共识权限。
在上述实施例的基础上，在从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点之后，所述方法，还包括：
在所述全局链中所述新的参与全局链共识的可用节点配置对应的虚拟共识节点，并将为已离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点删除。
在具体的实施过程中，在选出新的参与全局链共识的节点后，对该参与全局链共识的节点配置对应的虚拟共识节点，配置完成后，将已离线的参与全局共识的节点对应的虚拟共识节点删除，从而能够降低区块链网络的功耗。
图5为本发明实施例提供的一种完整的共识方法流程示意图，如图5所示，以区块链中共两层为例，第一层为局部链，第二层为全局链，并且全局链中只有一个节点，具体步骤如下：
步骤501：局部链节点离线；当局部链中有节点离线时，执行步骤502；
步骤502：更新局部链可用节点个数；根据离线节点的个数，将局部链中的节点个数对应相减，以更新局部链中可用节点的个数，执行步骤503；
步骤503：判断是否为参与全局链共识的节点；判断该离线的节点是否为参与全局链共识的节点，如果是，则执行步骤504；
步骤504：局部链中可用节点个数；查看局部链中当前的可用节点个数，如果可用节点个数为0，则执行步骤505，如果可用节点个数为1，则执行步骤506，如果可用节点个数大于1，则执行步骤507；
步骤505：开启虚拟共识节点的共识权限；如果局部链中没有可以作为新的参与全局链共识的节点时，则开启已离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点的共识权限，使得该虚拟共识节点参与共识，执行步骤410；
步骤506：选择该可用节点为参与全局链共识的节点；如果局部链中只剩下一个可用节点，则将该可用节点作为参与全局链共识的节点；
步骤507：根据权重选择可用节点；如果局部链中还包括多个可用节点，则根据可用节点的权重来选择一个新的参与全局链共识的节点；
步骤508：向全局链配置虚拟共识节点；对新的参与全局链共识的节点配置对应的虚拟共识节点；
步骤509：删除虚拟共识节点；如果步骤508配置完成，则将已离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点删除；
步骤510：等待全局链共识开始。
本发明实施例通过当局部链中所有的节点都离线时，可以开启虚拟共识节点的共识权限，通过虚拟共识节点来进行局部链的共识，从而避免了由于节点均离线的情况下使得全局链中获得的共识结果的可靠性低的问题，提高了全局链共识的可靠性。
图6为本发明实施例提供的基于局部链节点离线的共识节点结构示意图，如图6所示，该节点包括：虚拟节点启用模块601和共识模块602，其中，
虚拟节点启用模块601用于在一局部链的所有节点离线时，启用一虚拟共识节点，所述局部链为区块链中的多个节点形成的网络；共识模块602用于以所述虚拟共识节点替换所述局部链中的参与全局链共识的节点，进行全局链共识，所述全局链为每个局部链中选取的至少一个节点形成的网络。
在上述实施例的基础上，所述节点，还包括：
配置模块，用于为所述局部链中参与全局链共识的节点配置所述虚拟共识节点。
在上述实施例的基础上，所述节点，还包括：
第一选择模块，用于若局部链中参与全局链共识的所有节点离线，则从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点。
在上述实施例的基础上，所述节点，还包括：
第二选择模块，用于若局部链中一参与全局链共识的节点离线，则从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点。
在上述实施例的基础上，所述节点，还包括：
第三选择模块，用于若参与全局链共识的节点未全部离线，且所述局部链中除未离线的参与全局链共识的节点外的可用节点的个数为0，则将离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点替换所述离线的参与全局链共识的节点，进行全局链共识。
在上述实施例的基础上，所述节点，还包括：
删除模块，用于在所述全局链中所述新的参与全局链共识的可用节点配置对应的虚拟共识节点，并将为已离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点删除。
在上述实施例的基础上，所述第二选择模块，具体用于：
从所述局部链中选取权重最大的可用节点作为新的参与全局链共识的节点，其中各可用节点分别对应的权重根据预先建立的数学模型计算获得。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。
综上所述，本发明实施例通过当局部链中所有的节点都离线时，可以开启虚拟共识节点的共识权限，通过虚拟共识节点来进行局部链的共识，从而避免了由于节点均离线的情况下使得全局链中获得的共识结果的可靠性低的问题，提高了全局链共识的可靠性。
图7为本发明实施例提供的电子设备实体结构示意图，如图7所示，所述电子设备，包括：处理器(processor)701、存储器(memory)702和总线703；其中，
所述处理器701和存储器702通过所述总线703完成相互间的通信；
所述处理器701用于调用所述存储器702中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：在一局部链的所有节点离线时，启用一虚拟共识节点，所述局部链为区块链中的多个节点形成的网络；以所述虚拟共识节点替换所述局部链中的参与全局链共识的节点，进行全局链共识，所述全局链为每个局部链中选取的至少一个节点形成的网络。
本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：在一局部链的所有节点离线时，启用一虚拟共识节点，所述局部链为区块链中的多个节点形成的网络；以所述虚拟共识节点替换所述局部链中的参与全局链共识的节点，进行全局链共识，所述全局链为每个局部链中选取的至少一个节点形成的网络。
本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：在一局部链的所有节点离线时，启用一虚拟共识节点，所述局部链为区块链中的多个节点形成的网络；以所述虚拟共识节点替换所述局部链中的参与全局链共识的节点，进行全局链共识，所述全局链为每个局部链中选取的至少一个节点形成的网络。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (16)

1.一种基于局部链节点离线的共识方法，其特征在于，包括：
在一局部链的所有节点离线时，启用一虚拟共识节点，所述局部链为区块链中的多个节点形成的网络；
以所述虚拟共识节点替换所述局部链中的参与全局链共识的节点，进行全局链共识，所述全局链为每个局部链中选取的至少一个节点形成的网络。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在一局部链的所有节点离线时，启用一虚拟共识节点，所述局部链为区块链中的多个节点形成的网络之前，所述方法还包括：
为所述局部链中参与全局链共识的节点配置所述虚拟共识节点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括：
若局部链中参与全局链共识的所有节点离线，则从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括：
若局部链中一参与全局链共识的节点离线，则从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括：
若参与全局链共识的节点未全部离线，且所述局部链中除未离线的参与全局链共识的节点外的可用节点的个数为0，则将离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点替换所述离线的参与全局链共识的节点，进行全局链共识。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点之后，所述方法，还包括：
在所述全局链中所述新的参与全局链共识的可用节点配置对应的虚拟共识节点，并将为已离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点删除。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点，包括：
从所述局部链中选取权重最大的可用节点作为新的参与全局链共识的节点，其中各可用节点分别对应的权重根据预先建立的数学模型计算获得。
8.一种基于局部链节点离线的共识节点，其特征在于，包括：
虚拟节点启用模块，用于在一局部链的所有节点离线时，启用一虚拟共识节点，所述局部链为区块链中的多个节点形成的网络；
共识模块，用于以所述虚拟共识节点替换所述局部链中的参与全局链共识的节点，进行全局链共识，所述全局链为每个局部链中选取的至少一个节点形成的网络。
9.根据权利要求8所述的节点，其特征在于，所述节点，还包括：
配置模块，用于为所述局部链中参与全局链共识的节点配置所述虚拟共识节点。
10.根据权利要求8所述的节点，其特征在于，所述节点，还包括：
第一选择模块，用于若局部链中参与全局链共识的所有节点离线，则从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点。
11.根据权利要求8所述的节点，其特征在于，所述节点，还包括：
第二选择模块，用于若局部链中一参与全局链共识的节点离线，则从所述局部链中选取一个可用节点作为新的参与全局链共识的节点。
12.根据权利要求8所述的节点，其特征在于，所述节点，还包括：
第三选择模块，用于若参与全局链共识的节点未全部离线，且所述局部链中除未离线的参与全局链共识的节点外的可用节点的个数为0，则将离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点替换所述离线的参与全局链共识的节点，进行全局链共识。
13.根据权利要求10所述的节点，其特征在于，所述节点，还包括：
删除模块，用于在所述全局链中所述新的参与全局链共识的可用节点配置对应的虚拟共识节点，并将为已离线的参与全局链共识的节点对应的虚拟共识节点删除。
14.根据权利要求11所述的节点，其特征在于，所述第二选择模块，具体用于：
从所述局部链中选取权重最大的可用节点作为新的参与全局链共识的节点，其中各可用节点分别对应的权重根据预先建立的数学模型计算获得。
15.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，其中，
所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
16.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
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