CN111291014B - 区块链共识方法、设备和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种区块链共识方法、设备和存储介质，该方法包括：生成并执行第一区块，将第一区块广播至每一跟随节点；根据第一区块的区块高度和区块哈希生成第一日志项并存入本地日志；其中，第一日志项还包括第一日志项序号；向各跟随节点发送第一日志项；接收各跟随节点返回的确认信息，在所接收的确认信息的数量超过预配置的第一阈值时，将第一日志项标记为正确状态以更新第一日志项，并将更新的第一日志项发送给各跟随节点。本申请提高节点的存储性能。

Description

区块链共识方法、设备和存储介质
技术领域
本申请涉及区块链技术领域，具体涉及一种区块链共识方法、设备和存储介质。
背景技术
在现有的使用raft共识机制的联盟链或私链中，共识方法如下：
领导节点生成第一预生成区块，根据第一预生成区块生成包括第一日志项序号的第一日志项并存入本地日志，并将第一日志项广播至每一跟随节点，跟随节点验证第一日志项中的第一预生成区块，在验证通过时将接收到的第一日志项存入本地日志，并向领导节点发送包括第一日志项序号的确认信息；
领导节点接收各跟随节点分别发送的确认信息，在所接收的确认信息的数量超过预配置的第一阈值时，根据第一日志项的第一预生成区块生成区块，并将本地日志中的第一日志项标记为正确状态；
领导节点生成包括第一日志项序号的第一通知信息并发送给各跟随节点，跟随节点接收第一通知信息，根据本地第一日志项中的第一预生成区块生成区块，并将本地日志中的第一日志项标记为正确状态。
在上述机制中，各节点既保存预生成区块，又保存生成的区块，且预生成的区块和生成的区块为相同的区块数据，造成数据冗余；由于区块数据包含具体交易内容，所占字节数较多，上述机制将影响节点的存储性能。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种提高节点的存储性能的区块链共识方法、设备和存储介质。
第一方面，本发明提供一种适用于使用raft共识机制的私链的领导节点的区块链共识方法，上述方法包括：
生成并执行第一区块，将第一区块广播至每一跟随节点，以供各跟随节点验证第一区块，并在验证通过时将第一区块写到本地的链上；
根据第一区块的区块高度和区块哈希生成第一日志项并存入本地日志；其中，第一日志项还包括第一日志项序号；
向各跟随节点发送第一日志项，以供各跟随节点：
将第一日志项存入本地日志中；
判断第一日志项对应的区块是否已写到本地的链上：是，则，并返回包括第一日志项序号的确认信息；
接收各跟随节点返回的确认信息，在所接收的确认信息的数量超过预配置的第一阈值时，将第一日志项标记为正确状态以更新第一日志项，并将更新的第一日志项发送给各跟随节点，以供各跟随节点：
将更新的第一日志项覆盖本地日志中的第一日志项。
第二方面，本发明提供一种适用于使用raft共识机制的私链的跟随节点的区块链共识方法，上述方法包括：
接收并验证领导节点广播的第一区块，在验证通过时将第一区块写到本地的链上；其中，第一区块由领导节点生成并执行；
接收领导节点生成并发送的包括第一区块的区块高度和区块哈希的第一日志项，将第一日志项存入本地日志中；其中，第一日志项还包括第一日志项序号；
判断第一日志项对应的区块是否已写到本地的链上：是，则返回包括第一日志项序号的确认信息，以供领导节点在接收各跟随节点分别生成的确认信息的数量超过预配置的第一阈值时，将本地日志中的第一日志项标记为正确状态以更新第一日志项；
接收领导节点发送的更新的第一日志项，将更新的第一日志项覆盖本地日志中的第一日志项。
第三方面，本发明还提供一种设备，包括一个或多个处理器和存储器，其中存储器包含可由该一个或多个处理器执行的指令以使得该一个或多个处理器执行根据本发明各实施例提供的区块链共识方法。
第四方面，本发明还提供一种存储有计算机程序的存储介质，该计算机程序使计算机执行根据本发明各实施例提供的区块链共识方法。
本发明诸多实施例提供的区块链共识方法、设备和存储介质通过生成并执行第一区块，将第一区块广播至每一跟随节点；根据第一区块的区块高度和区块哈希生成第一日志项并存入本地日志；其中，第一日志项还包括第一日志项序号；向各跟随节点发送第一日志项；接收各跟随节点返回的确认信息，在所接收的确认信息的数量超过预配置的第一阈值时，将第一日志项标记为正确状态以更新第一日志项，并将更新的第一日志项发送给各跟随节点的方法，提高节点的存储性能。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一实施例提供的一种区块链共识方法的流程图。
图2为本发明一实施例提供的另一种区块链共识方法的流程图。
图3为图2所示方法的一种优选实施方式的流程图。
图4为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1为本发明一实施例提供的一种区块链共识方法的流程图。如图1所示，在本实施例中，本发明提供一种适用于使用raft共识机制的联盟链或私链的领导节点的区块链共识方法，上述方法包括：
S12：生成并执行第一区块，将第一区块广播至每一跟随节点，以供各跟随节点验证第一区块，并在验证通过时将第一区块写到本地的链上；
S14：根据第一区块的区块高度和区块哈希生成第一日志项并存入本地日志；其中，第一日志项还包括第一日志项序号；
S16：向各跟随节点发送第一日志项，以供各跟随节点：
将第一日志项存入本地日志中；
判断第一日志项对应的区块是否已写到本地的链上：是，则，并返回包括第一日志项序号的确认信息；
S18：接收各跟随节点返回的确认信息，在所接收的确认信息的数量超过预配置的第一阈值时，将第一日志项标记为正确状态以更新第一日志项，并将更新的第一日志项发送给各跟随节点，以供各跟随节点：
将更新的第一日志项覆盖本地日志中的第一日志项。
具体地，以N为总节点数，N为正奇数，预配置的第一阈值为Floor(N/2)-1，Floor为向下取整函数；领导节点为LeaderA，跟随节点为FollowerB、FollowerC，第一区块为block(m)，第一日志项序号为n为例；
LeaderA执行步骤S12，生成并执行block(m)，将block(m)广播至FollowerB、FollowerC；
FollowerB验证block(m)，假设验证通过，则将block(m)写到FollowerB本地的链上；
FollowerC验证block(m)，假设FollowerC由于故障未验证通过，则不将block(m)写到FollowerC本地的链上；
LeaderA执行步骤S14，生成第一日志项“n,(m,blockhash(m))”并存入本地日志；
LeaderA执行步骤S16，向FollowerB、FollowerC发送第一日志项“n,(m,blockhash(m))”；
FollowerB将第一日志项“n,(m,blockhash(m))”存入本地日志中；
FollowerB判断第一日志项“n,(m,blockhash(m))”对应的区块已写到FollowerB本地的链上，并返回包括n的确认信息；
FollowerC将第一日志项“n,(m,blockhash(m))”存入本地日志中；
FollowerC判断第一日志项“n,(m,blockhash(m))”对应的区块未写到本地的链上，不返回包括n的确认信息；在另一实施例中，FollowerC判断第一日志项“n,(m,blockhash(m))”对应的区块未写到本地的链上，返回未在本地的链上查询到对应的区块的错误提示信息，可实现相同的技术效果。
LeaderA执行步骤S18，接收FollowerB返回的确认信息，由于N为3(LeaderA、FollowerB、FollowerC)，预配置的第一阈值为Floor(N/2)-1＝0；LeaderA判断接收的确认信息的数量1超过预配置的第一阈值0，将第一日志项标记为正确状态以更新第一日志项“n,(m,blockhas h(m)),committed”，并将更新的第一日志项“n,(m,blockhash(m)),committed”发送给FollowerB、FollowerC；
FollowerB、FollowerC将“n,(m,blockhash(m)),committed”覆盖本地日志中的“n,(m,blockhash(m))”。在另一实施例中，在Followe rC将“n,(m,blockhash(m)),committed”覆盖本地日志中的“n,(m,blockhash(m))”时，假设此时FollowerC已恢复正常，FollowerC向Lea derA请求block(m)，FollowerC接收block(m)后再次验证block(m)，假设验证通过，则将block(m)写到FollowerC本地的链上，可实现相同的技术效果。
在更多实施例中，还可以根据实际需求配置第一阈值，例如，配置为Floor(2N/3)，其中N为总节点数，Floor为向下取整函数，可实现相同的技术效果。
在更多实施例中，还可以根据实际需求将N配置为正偶数，此时预配置的第一阈值为N/2，可实现相同的技术效果。
在更多实施例中，还可以根据实际需求将S18配置为：接收各跟随节点返回的确认信息，在所接收的确认信息的数量超过预配置的第一阈值时，将第一日志项标记为正确状态，并生成第一通知信息，将通知信息发送给各跟随节点，以供各跟随节点根据第一通知信息将更本地日志中的第一日志项标记为正确状态，可实现相同的技术效果。
在上述实施例中，各节点仅保存区块的区块数据，提高了节点的存储性能。
在上述实施例中，用户可以通过查询领导节点的日志项获取某一高度的区块的状态，若某一高度的区块对应的日志项有committed标识，则认为该区块已确认，若某一高度的区块对应的日志项没有committed标识，则认为该区块还未确认；上述机制提高用户体验。
优选地，确认信息还包括签名信息，更新的第一日志项包括各所接收的确认信息，更新的第一日志项用于供各跟随节点判断更新的第一日志项包括的确认信息的数量是否超过第一阈值：是，则将更新的第一日志项覆盖本地日志中的第一日志项。
具体地，更新的第一日志项中包括签名信息sig_B(n)，更新的第一日志项包括各所接收的确认信息，更新的第一日志项为“sig_B(n),(m,blockhash(m)),committed”；
FollowerB、FollowerC判断“sig_B(n),(m,blockhash(m)),committed”包含的确认信息的数量为1，由于N为3(LeaderA、FollowerB、FollowerC)，预配置的第一阈值为Floor(N/2)-1＝0；FollowerB、FollowerC判断接收的确认信息的数量1超过预配置的第一阈值0，将“n,(m,blockhash(m)),committed”覆盖本地日志中的“n,(m,blockhash(m))”。
图2为本发明一实施例提供的另一种区块链共识方法的流程图。如图2所示，本发明提供一种适用于使用raft共识机制的私链的跟随节点的区块链共识方法，上述方法包括：
S22：接收并验证领导节点广播的第一区块，在验证通过时将第一区块写到本地的链上；其中，第一区块由领导节点生成并执行；
S24：接收领导节点生成并发送的包括第一区块的区块高度和区块哈希的第一日志项，将第一日志项存入本地日志中；其中，第一日志项还包括第一日志项序号；
S26：判断第一日志项对应的区块是否已写到本地的链上：是，则返回包括第一日志项序号的确认信息，以供领导节点在接收各跟随节点分别生成的确认信息的数量超过预配置的第一阈值时，将本地日志中的第一日志项标记为正确状态以更新第一日志项；
S28：接收领导节点发送的更新的第一日志项，将更新的第一日志项覆盖本地日志中的第一日志项。
上述实施例的区块链共识原理可参照图1所示的方法，此处不再赘述。
图3为图2所示方法的一种优选实施方式的流程图。如图3所示，在一优选实施例中，确认信息还包括签名信息，更新的第一日志项包括各跟随节点分别返回的确认信息，步骤S28包括：
S282：接收领导节点发送的更新的第一日志项，判断更新的第一日志项包括的确认信息的数量是否超过第一阈值：是，则将更新的第一日志项覆盖本地日志中的第一日志项。
上述实施例的区块链共识原理可参照图1的一种优选实施方式所示的方法，此处不再赘述。
图4为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。
如图4所示，作为另一方面，本申请还提供了一种设备400，包括一个或多个中央处理单元(CPU)401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的程序或者从存储部分408加载到随机访问存储器(RAM)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM403中，还存储有设备400操作所需的各种程序和数据。CPU401、ROM402以及RAM403通过总线404彼此相连。输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。
以下部件连接至I/O接口405：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分407；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分409。通信部分409经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器410也根据需要连接至I/O接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器410上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分408。
特别地，根据本公开的实施例，上述任一实施例描述的区块链共识方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行区块链共识方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分409从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。
作为又一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例的装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，该程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的区块链共识方法。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、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，该模块、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，两个接连地表示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，这根据所涉及的功能而定。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，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，各所述单元可以是设置在计算机或移动智能设备中的软件程序，也可以是单独配置的硬件装置。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离本申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (6)

1.一种区块链共识方法，其特征在于，适用于使用raft共识机制的私链的领导节点，所述方法包括：
生成并执行第一区块，将所述第一区块广播至每一跟随节点，以供各所述跟随节点验证所述第一区块，并在验证通过时将第一区块写到本地的链上；
根据所述第一区块的区块高度和区块哈希生成第一日志项并存入本地日志；其中，所述第一日志项还包括第一日志项序号；
向各所述跟随节点发送所述第一日志项，以供各所述跟随节点：
将所述第一日志项存入本地日志中；
判断所述第一日志项对应的区块是否已写到本地的链上：是，则返回包括所述第一日志项序号的确认信息；
接收各所述跟随节点返回的确认信息，在所接收的确认信息的数量超过预配置的第一阈值时，将所述第一日志项标记为正确状态以更新所述第一日志项，并将更新的第一日志项发送给各所述跟随节点，以供各所述跟随节点：
将更新的第一日志项覆盖本地日志中的第一日志项。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确认信息还包括签名信息，更新的第一日志项包括各所接收的确认信息，更新的第一日志项用于供各所述跟随节点判断更新的第一日志项包括的确认信息的数量是否超过所述第一阈值：是，则将更新的第一日志项覆盖本地日志中的第一日志项。
3.一种区块链共识方法，其特征在于，适用于使用raft共识机制的私链的跟随节点，所述方法包括：
接收并验证领导节点广播的第一区块，在验证通过时将所述第一区块写到本地的链上；其中，所述第一区块由所述领导节点生成并执行；
接收所述领导节点生成并发送的包括所述第一区块的区块高度和区块哈希的第一日志项，将所述第一日志项存入本地日志中；其中，所述第一日志项还包括第一日志项序号；
判断所述第一日志项对应的区块是否已写到本地的链上：是，则返回包括所述第一日志项序号的确认信息，以供所述领导节点在接收各所述跟随节点分别生成的确认信息的数量超过预配置的第一阈值时，将本地日志中的所述第一日志项标记为正确状态以更新所述第一日志项；
接收所述领导节点发送的更新的第一日志项，将更新的第一日志项覆盖本地日志中的第一日志项。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确认信息还包括签名信息，更新的第一日志项包括各所述跟随节点分别返回的确认信息，所述接收所述领导节点发送的更新的第一日志项，将更新的第一日志项覆盖本地日志中的第一日志项包括：
接收所述领导节点发送的更新的第一日志项，判断更新的第一日志项包括的确认信息的数量是否超过所述第一阈值：是，则将更新的第一日志项覆盖本地日志中的第一日志项。
5.一种设备，其特征在于，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1-4中任一项所述的方法。
6.一种存储有计算机程序的存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。
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