CN112883106A - 一种区块链的出块节点确定方法、装置、设备和介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种区块链的出块节点确定方法、装置、设备和介质，涉及计算机领域，可应用于云计算领域。具体实现方案由区块链网络中的任一监控节点执行，在监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常时，采用本机节点私钥对当前出块节点标识进行签名，以产生对当前出块节点的异常认定签名；将异常认定签名发布给其他监控节点；当由不同监控节点产生的异常认定签名数量达到设定门限值时，确定当前出块节点异常，并确定下一轮次的新出块节点，以代替当前出块节点进行下一轮次出块操作；将新出块节点标识与异常认定签名集合，一并向区块链网络发布。本公开的方案优化了出块节点异常的监控机制。

Description

一种区块链的出块节点确定方法、装置、设备和介质

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及区块链技术。

背景技术

现有的区块链网络中，需要采用共识机制来确定出块节点，从而由出块节点来产生当前出块周期内的区块。

应用到区块链系统中的共识机制有多种。例如，工作量证明(Proof of Work，简称POW)，股权证明(Proof of Stake，简称POS)和RAFT公式算法等。

这些共识算法在适用于联盟链时，均存在一定缺陷，例如，实现共识的计算量较大，对节点数量有一定要求等。

发明内容

本公开提供了一种区块链的出块节点确定方法、装置、设备和介质。

根据本公开的一方面，提供了一种区块链的出块节点确定方法，由区块链网络中的任一监控节点执行，所述区块链网络中设置有至少两个监控节点，所述方法包括：

在监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常时，采用本机节点的私钥对所述当前出块节点的标识进行签名，以产生对当前出块节点的异常认定签名；

将所述异常认定签名发布给其他监控节点；

当由不同监控节点产生的异常认定签名的数量达到设定门限值时，确定所述当前出块节点异常，并确定下一轮次的新出块节点，以代替所述当前出块节点进行下一轮次的出块操作。

根据本公开的另一方面，提供了一种区块链的实现方法，其中，采用区块链的出块节点确定方法来确定出块节点，所述实现方法由区块链节点执行，包括：

获取监控节点确定的新出块节点的标识和异常认定签名的集合；

采用监控节点的验证公钥对所述异常认定签名的集合进行验证；

如果验证通过，则接受所述新出块节点为当前轮次的出块节点。

根据本公开的另一方面，提供了一种区块链的出块节点确定装置，配置于区块链网络中的任一监控节点上，所述区块链网络中设置有至少两个监控节点，所述装置包括：

异常签名生成模块，用于在监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常时，采用本机节点的私钥对所述当前出块节点的标识进行签名，以产生对当前出块节点的异常认定签名；

异常签名发布模块，用于将所述异常认定签名发布给其他监控节点；

新节点确定模块，用于当由不同监控节点产生的异常认定签名的数量达到设定门限值时，确定所述当前出块节点异常，并确定下一轮次的新出块节点，以代替所述当前出块节点进行下一轮次的出块操作。

根据本公开的另一方面，提供了一种区块链的实现装置，其中，采用区块链的出块节点确定装置来确定出块节点，所述实现装置配置于区块链节点上，包括：

签名集合获取模块，用于获取监控节点确定的新出块节点的标识和异常认定签名的集合；

签名集合验证模块，用于采用监控节点的验证公钥对所述异常认定签名的集合进行验证；

出块节点确定模块，用于如果验证通过，则接受所述新出块节点为当前轮次的出块节点。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本公开所述的区块链的出块节点确定方法或区块链的实现方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据本公开所述的区块链的出块节点确定方法或区块链的实现方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据本公开所述的区块链的出块节点确定方法或区块链的实现方法。

根据本申请的技术，提高了区块链出块节点的确定精度和确定效率。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：

图1是根据本公开实施例的一种区块链的出块节点确定方法的流程示意图；

图2是根据本公开实施例的一种区块链的出块节点确定方法的流程示意图；

图3是根据本公开实施例的一种区块链的出块节点确定方法的流程示意图；

图4是根据本公开实施例的一种区块链的出块节点确定方法的流程示意图；

图5是根据本公开实施例的一种区块链的出块节点确定方法的流程示意图；

图6是根据本公开实施例的一种区块链的实现方法的流程示意图；

图7是根据本公开实施例的一种基于IDC机房的区块链出块节点确定系统的结构示意图；

图8是根据本公开实施例的一种区块链的出块节点确定装置的结构示意图；

图9是根据本公开实施例的一种区块链的实现装置的结构示意图；

图10是用来实现本公开实施例的区块链的出块节点确定方法的电子设备的框图；

图11是是用来实现本公开实施例的区块链的实现方法的电子设备的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1是根据本申请实施例提供的一种区块链的出块节点确定方法的流程示意图。本实施例可适用于确定区块链中出块节点的情况。本实施例公开的区块链的出块节点确定方法可以由电子设备执行，具体可以由区块链的出块节点确定装置来执行，该装置配置于区块链网络中的任一监控节点上，区块链网络中设置有至少两个监控节点，优选为至少三个，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，配置于电子设备中。

区块链网络中可设置有至少两个候选的出块节点和至少两个监控节点，其中，候选出块节点可以与监控节点为相同节点或不同节点。监控节点可以是设置有监测服务功能的候选出块节点。监测服务功能可以由VRF(Verifiable Random Function，可验证随机函数)实现，例如，监控节点可以是VRF节点，也可以是设置有VRF服务代码的候选出块节点，候选出块节点是有资格被选择确定为出块节点的区块链节点，在区块链网络所报告的所有节点中，可以每个节点都是候选出块节点，也可以预设部分节点为候选出块节点。

参见图1，本实施例提供的区块链的出块节点确定方法包括：

S110、在监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常时，采用本机节点的私钥对当前出块节点的标识进行签名，以产生对当前出块节点的异常认定签名。

其中，监控节点用于监测当前出块节点的出块情况，当前出块节点为当前出块轮次下用于产生区块的出块节点。各个监控节点独立工作，各自对当前出块节点进行异常监测。在轮到任一出块节点进行出块时，进行出块的出块节点为当前出块节点，当前出块节点进行产生区块的操作，除当前出块节点外的其他出块节点进行同步区块的操作。当前出块节点异常可以是指当前出块节点发生故障无法产生区块或网络故障无法传输区块等任何无法正常维持出块功能的异常情况。若监控节点监测到当前出块节点异常，则可以将当前出块节点进行记录，表明当前出块节点出现异常。

监控节点可以采用本机节点的私钥对当前出块节点进行记录，本机节点的私钥为监控节点自身的私钥。在监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常时，监控节点获取当前出块节点的标识，例如，可以是当前出块节点唯一的ID号。采用本机节点的私钥对当前出块节点的标识进行签名，从而得到针对当前出块节点的异常认定签名。异常认定签名报名该监控节点监测到且认可该出块节点的异常。

本实施例中，可选的，出块节点用于连续产生区块，直至出现异常。

具体的，出块节点是区块链网络中可以进行产生区块的操作的节点，当前出块节点在正常情况下可以连续的产生区块，从而提高区块链网络的运行效率。出块节点异常容易导致区块链网络崩溃，因此，需要及时发现出块节点异常，并确定新出块节点进行出块操作。

S120、将异常认定签名发布给其他监控节点。

其中，任一监控节点在生成异常认定签名后，可以将异常认定签名发送给其他监控节点。

S130、当由不同监控节点产生的异常认定签名的数量达到设定门限值时，确定当前出块节点异常，并确定下一轮次的新出块节点，以代替当前出块节点进行下一轮次的出块操作。

各个监控节点统计收到的异常认定签名的数量，得到认为当前出块节点异常的监控节点的数量。可以在各监控节点中设定门限值，门限值为确认当前出块节点异常的异常认定签名的数量阈值。监控节点可以将收到的异常认定签名的数量与预设的门限值进行比较，确定当前出块节点是否异常。

其中，若监控节点确定由各个不同监控节点发出的异常认定签名的数量，达到设定的门限值时，可以确定当前出块节点异常。例如，区块链网络中有4个监控节点，设定的门限值为3，当判断当前出块节点的监控节点数量大于或等于3时，或当产生的异常认定签名的数量大于或等于3时，确定当前出块节点异常。通过设定门限值可以提高对当前出块节点的异常判断精度，例如，监控节点自身发生故障，导致判断当前出块节点出现异常，若其他监控节点都判断当前出块节点正常，则可以确定当前出块节点正常出块。

若确定当前出块节点异常，则说明当前出块节点无法正常产生区块，需要从候选出块节点中确定新出块节点，来代替当前出块节点进行出块操作。新出块节点是除当前出块节点以外的其他出块节点，可以预设各出块节点的序号，根据预设的序号，使各出块节点轮流成为每一轮次的当前出块节点。在确定新出块节点后，当前出块节点在本轮次的出块过程结束。在前述方案的基础上，进一步还执行S140。

S140、将新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并向区块链网络发布；其中，异常认定签名的集合能够采用监控节点的验证公钥进行验证。

其中，监控节点在确定当前出块节点异常后，获取各监控节点对当前出块节点的异常认定签名，生成异常认定签名的集合。异常认定签名的集合可以是将各个监控节点的异常认定签名进行累加，得到的门限签名。获取新出块节点的标识，将新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并向区块链网络发布，使区块链网络中的候选出块节点可以根据监控节点发布的信息确定自身是否为新出块节点。异常认定签名的集合是由各个监控节点的异常认定签名生成的，异常认定签名是由各个监控节点的本机私钥生成的，若要对异常认定签名的集合进行验证，则可以采用监控节点的验证公钥进行验证。若验证通过，则说明异常认定签名的集合有效，可以确定新出块节点。

根据本申请实施例的技术，若检测当前出块节点出现异常，根据本机私钥生成异常认定签名。若确定异常认定签名达到设定门限值，则确定当前出块节点异常，并将新出块节点与异常认定签名的集合发布到区块链网络中，使新出块节点进行出块操作。本申请实施例的技术方案，各个监控节点能够独立监控，及时发现出块节点异常，确定新出块节点，提高出块节点的确定效率。通过设定门限值，使得在多个监控节点均认定出块节点异常时，再重新确定新的出块节点，由此能够避免恶意攻击。

图2是根据本申请实施例提供的一种区块链的出块节点确定方法的流程示意图，本实施例以上述实施例为基础进行优化，用于确定区块链中出块节点的情况，该方法可以由区块链的出块节点确定装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并可集成于电子设备中。

本实施例中，可选的，当由不同监控节点产生的异常认定签名的数量达到设定门限值时，确定当前出块节点异常包括：根据由不同监控节点产生的异常认定签名进行门限签名，并采用验证公钥对门限签名进行验证；如果验证通过，则确定当前出块节点异常。

如图2所示，本实施例提供的一种区块链的出块节点确定方法可以包括：

S210、在监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常时，采用本机节点的私钥对当前出块节点的标识进行签名，以产生对当前出块节点的异常认定签名。

S220、将异常认定签名发布给其他监控节点。

S230、根据由不同监控节点产生的异常认定签名进行门限签名，并采用验证公钥对门限签名进行验证。

其中，监控节点获取由各个监控节点生成的异常认定签名，根据异常认定签名得到异常认定签名的集合，异常认定签名的集合可以是门限签名。监控节点可以采用验证公钥对门限签名进行验证。验证公钥是各监控节点共有的公钥，任一监控节点都可以通过验证公钥对异常认定签名的集合进行验证。减少各监控节点之间的通信次数，提高签名的验证效率。可以预设一个门限值，在进行门限签名的验证前，确定不同监控节点产生的异常认定签名的数量是否达到设定门限值，若达到，则进行门限签名的验证，提高异常判断的精度。若没有达到，则认为当前出块节点正常。

本实施例中，可选的，各监控节点各自具有单机私钥和验证公钥，异常认定签名的集合为根据各异常认定签名产生的门限签名，验证公钥用于对门限签名进行验证，以验证设定门限数量的监控节点进行过私钥签名。

具体的，单机私钥是各个监控节点的本机私钥，验证公钥可以是一种门限公钥，用于验证门限签名。门限签名可以是各异常认定签名的集合，可以根据预设算法生成门限签名，例如，可以采用基于双线性映射的BLS(Boneh-Lynn-Shacham)签名算法，将区块中的所有签名聚合成一个，实现多重签名，避免签名者之间的多余通信。验证公钥对门限签名进行验证，若验证通过，则可以确定存在设定门限数量的监控节点进行过私钥签名，即门限签名并不是伪造的，设定的门限数量即为设定的门限值。可以预先获取或实时获取门限值，例如，可以要求二分之一或三分之一的监控节点发出异常认定签名，才认为当前出块节点异常。在BLS签名算法中，门限数量会变，可以是人为操控。这样设置的有益效果在于，通过验证公钥对门限签名进行验证，可以减少监控节点之间的通信和验证次数，提高验证效率，进而提高出块节点的确定效率。

S240、如果验证通过，则确定当前出块节点异常，并确定下一轮次的新出块节点，以代替当前出块节点进行下一轮次的出块操作。

其中，若门限签名通过了验证公钥的验证，则确定当前出块节点异常，当前出块节点不进行出块操作，需要确定下一轮次的新出块节点，例如，可以指定下一轮次的新出块节点。新出块节点代替当前出块节点，在下一轮次进行出块操作。任一出块节点从担任当前出块节点，到停止担任当前出块节点，为一轮次。

S250、将新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并向区块链网络发布；其中，异常认定签名的集合能够采用监控节点的验证公钥进行验证。

本申请实施例的技术方案中，根据异常认定签名生成门限签名，采用验证公钥对门限签名进行验证，确保异常认定签名的真实性，从而确定当前出块节点异常。将新出块节点与异常认定签名的集合发布到区块链网络中，使新出块节点能够得知自己的身份，进行出块操作。本申请实施例的技术方案，各个监控节点能够独立监控，及时发现出块节点异常，确定新出块节点，提高出块节点的确定效率。通过对门限签名的验证，使得在多个监控节点均认定出块节点异常时，再重新确定新的出块节点，由此能够避免恶意攻击，提高出块节点的确定效率和精度。

图3是根据本申请实施例提供的一种区块链的出块节点确定方法的流程示意图，本实施例以上述实施例为基础进行优化，用于确定区块链中出块节点的情况，该方法可以由区块链的出块节点确定装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并可集成于电子设备中。

本实施例中，可选的，监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常包括：监听当前出块节点所产生并传输的区块或当前出块节点发送的心跳包；如果在异常识别期中未监听到区块或心跳包，则确定当前出块节点出现异常；如果在异常识别期中监听到区块或心跳包，则确定当前出块节点未出现异常，并重置异常识别期。

如图3所示，本实施例提供的一种区块链的出块节点确定方法可以包括：

S310、监听当前出块节点所产生并传输的区块或当前出块节点发送的心跳包；如果在异常识别期中未监听到区块或心跳包，则确定当前出块节点出现异常。

其中，监控节点可以在一定的时间内检测当前出块节点是否异常，例如，可以预设一个异常识别期，监控节点可以在异常识别期内判断当前出块节点的异常情况。监控节点的检测方法可以是监听当前出块节点是否有产生并传输的区块。当前出块节点在正常运作的情况下，可以产生并传输区块，若监控节点在异常识别期内没有监听到当前出块节点的区块，则认为当前出块节点出现异常。监控节点的检测方法还可以是监听当前出块节点发送的心跳包，心跳包是区块链节点可以定时发出的数据，用来表示自己的状态，监控节点可以通过心跳包判断当前出块节点是否正常运行。如果监控节点没有在异常识别期内收到当前出块节点的心跳包，则判断当前出块节点异常。

如果在异常识别期中监听到了当前出块节点的区块或心跳包，则确定当前出块节点未出现异常，可以重置异常识别期，在新的异常识别期内重新对当前出块节点进行监测。重置异常识别期可以是从前一异常识别期结束时重新开始一个异常识别期，实现对当前出块节点的连续监测，及时发现当前出块节点异常，提高出块节点的确定效率。

本实施例中，可选的，每个监控节点的异常识别期时长相同且固定不变。

具体的，可以为每个监控节点设置相同的异常识别期，异常识别期可以是固定值。例如，设置异常识别期为1秒。这样设置的有益效果在于，减少对异常识别期的设置操作，使各个监控模块能连续不断的进行当前出块节点的检测，避免每次重新确定异常识别期时监测过程中断，提高异常监测的效率和精度。

S320、在监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常时，采用本机节点的私钥对当前出块节点的标识进行签名，以产生对当前出块节点的异常认定签名。

其中，监控节点可以在预设的异常识别期内监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常，采用监控节点自身的单机私钥对当前出块节点的标识进行签名，得到对当前出块节点的异常认定签名。

本实施例中，可选的，在监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常时，还包括：启动异常观察期的计时操作，其中，至少部分监控节点的异常观察期时长不同；如果异常观察期的计时结束，则统计区块链网络中发布的所有异常认定签名的数量。

具体的，可以设置一个异常观察期，异常观察期只有在监测到当前出块节点异常后才会启动。若监控节点在异常识别期内监听到当前出块节点的区块或心跳包，则直接启动下一个异常识别期，而不会启动异常观察期。不同监控节点的异常观察期的时长可以不同。监控节点在异常观察期内不产生动作，进行等待。监控节点生成的异常认定签名可以由其他监控节点获得，因此，当异常观察期结束时，监控节点可以统计到目前为止区块链网络中发布的所有异常认定签名的数量。例如，有四个监控节点，其中的监控节点一首先结束了异常观察期，则监控节点一统计异常认定签名的数量，其他监控节点是否结束异常识别期或异常观察期，不影响监控节点一的动作。这样设置的有益效果在于，最早结束异常观察期的监控节点统计异常认定签名的数量，可以提高出块节点的确定效率；通过设置异常观察期，可以使监控节点在统计之前，其他监控节点有时间生成异常认定签名，提高出块节点的确定精度。

本实施例中，可选的，启动异常观察期的计时操作包括：在设定观察期时间范围内，随机产生本机节点的异常观察期。

具体的，各个监控节点的异常观察期的时长可以随机生成，且各个监控节点在每一轮次内的异常观察期的时长也可以随机生成，例如，监控节点一的异常观察期是200ms，监控节点二是250ms，监控节点三是300ms。每一轮次统计异常认定签名数量的监控节点可以不一样，这样设置的有益效果在于，避免由同一个监控节点进行统计，若该监控节点自身出现异常，则会影响统计结果，随机确定统计异常认定签名数量的监控节点，可以提高对异常认定签名数量的确定精度。也可以设置由各个监控节点轮流成为每一轮次统计异常认定签名数量的监控节点，使每一轮次进行统计的监控节点不同，减轻监控节点的压力，提高出块节点的确定效率和精度。

S330、将异常认定签名发布给其他监控节点。

S340、当由不同监控节点产生的异常认定签名的数量达到设定门限值时，确定当前出块节点异常，并确定下一轮次的新出块节点，以代替当前出块节点进行下一轮次的出块操作。

S350、将新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并向区块链网络发布；其中，异常认定签名的集合能够采用监控节点的验证公钥进行验证。

本申请实施例的技术方案中，若检测当前出块节点出现异常，根据本机私钥生成异常认定签名。根据当前出块节点在异常识别期内发出的区块和心跳包确定当前出块节点是否异常，每一轮次的异常识别期进行无缝连接。若确定异常认定签名达到设定门限值，则确定当前出块节点异常，并将新出块节点与异常认定签名的集合发布到区块链网络中，使新出块节点进行出块操作。本申请实施例的技术方案，各个监控节点能够独立监控，及时发现出块节点异常，确定新出块节点，提高出块节点的确定效率。通过设定门限值，提高出块节点的确定精度。减少区块链网络的瘫痪次数，提高区块链网络的稳定性和可用性。

图4是根据本申请实施例提供的一种区块链的出块节点确定方法的流程示意图，本实施例以上述实施例为基础进行优化，用于确定区块链中出块节点的情况，该方法可以由区块链的出块节点确定装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并可集成于电子设备中。

本实施例中，可选的，将异常认定签名发布给其他监控节点包括：将异常认定签名发布在分布式存储集群，以供其他监控节点进行查询；或将异常认定签名广播发送给其他监控节点。

如图4所示，本实施例提供的一种区块链的出块节点确定方法可以包括：

S410、在监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常时，采用本机节点的私钥对当前出块节点的标识进行签名，以产生对当前出块节点的异常认定签名。

S420、将异常认定签名发布在分布式存储集群，以供其他监控节点进行查询；或将异常认定签名广播发送给其他监控节点。

其中，分布式存储集群是为出块节点和监控节点提供分布式存储功能的服务器集群，可以独立于监控节点，监控节点在生成异常认定签名后，可以将异常认定签名发布在独立的分布式存储集群中。各个监控节点均可以向分布式存储集群发布或获取信息，即各监控节点可以通过分布式存储集群查询其他监控节点的异常认定签名。监控节点也可以通过广播将异常认定签名直接发送给其他监控节点，使任一监控节点均可以进行异常认定签名的统计。

S430、当由不同监控节点产生的异常认定签名的数量达到设定门限值时，确定当前出块节点异常，并确定下一轮次的新出块节点，以代替当前出块节点进行下一轮次的出块操作。

其中，监控节点统计异常认定签名的数量后，确定异常认定签名的数量达到设定门限值，即确定当前出块节点异常，需要确定下一轮次的新出块节点进行出块操作。可以为各个候选出块节点进行编号，设置候选出块节点作为新出块节点的顺序，根据编号顺序确定每一轮次的新出块节点。例如，当前出块节点为出块节点一，当确定出块节点一异常时，则确定出块节点二为新出块节点。也可以预设编号计算算法，将算法得出的数字与编号进行对应，对应上编号的候选出块节点为新出块节点。

本实施例中，可选的，确定下一轮次的新出块节点包括：基于可验证随机函数计算出随机数；根据随机数，从候选出块节点中计算出下一轮次的新出块节点的标识。

具体的，可以预设一个可验证随机函数，当确定当前出块节点异常时，由可验证随机函数计算出一个随机数，根据随机数确定新出块节点。例如，对各个出块节点进行编号，在获得随机数后，对随机数取模，将取模结果与编号对比，确定对应取模结果的编号，该编号的候选出块节点为新出块节点。这样设置的有益效果在于，在确定当前出块节点异常后，可以随机得到新出块节点，提高新出块节点的确定效率。

S440、将新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并向区块链网络发布；其中，异常认定签名的集合能够采用监控节点的验证公钥进行验证。

其中，每个出块节点都设有唯一的标识，在确定新出块节点后，获取新出块节点的标识，将新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并向区块链网络发布。区块链网络能够知道下一轮次的新出块节点，且其他监控节点可以获得异常认定签名的集合，并对异常认定签名的集合进行验证，确定异常认定签名的真实性。

本实施例中，可选的，将新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并向区块链网络发布包括：将新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并发布在分布式存储集群，以供区块链节点查询；或，将新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并广播发送给各区块链节点。

具体的，分布式存储集群可以独立于区块链节点，监控节点可以将新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并发布在分布式存储集群，由区块链节点到分布式存储集群进行查询。监控节点也可以将新出块节点的标识与异常认定签名的集合，直接广播发送给各区块链节点，使区块链节点直接确定新出块节点。区块链节点可以是监控节点或候选出块节点。这样设置的有益效果在于，区块链节点可以及时确定新出块节点，使新出块节点进行出块操作，避免区块链网络在当前出块节点异常时出现崩溃的现象，提高区块链网络的稳定性和实用性。

本申请实施例的技术方案中，若检测当前出块节点出现异常，根据本机私钥生成异常认定签名。通过分布式存储集群或广播的方式将常认定签名发布给其他监控节点，若确定异常认定签名达到设定门限值，则确定当前出块节点异常，并将新出块节点与异常认定签名的集合发布到区块链网络中，使新出块节点进行出块操作。本申请实施例的技术方案，各个监控节点能够独立监控，及时发现出块节点异常，确定新出块节点，并使各个监控节点都能接收到彼此的信息，提高出块节点的确定效率。通过设定门限值，提高出块节点的确定精度，减少区块链网络的瘫痪次数，提高区块链网络的稳定性和可用性。

图5是根据本申请实施例提供的一种区块链的出块节点确定方法的流程示意图，本实施例以上述实施例为基础进行优化，用于确定区块链中出块节点的情况，该方法可以由区块链的出块节点确定装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并可集成于电子设备中。

本实施例中，可选的，将异常认定签名发布给其他监控节点之后，还包括：查询是否存在下一轮次的新出块节点；如果已经存在，则采用验证公钥验证异常认定签名的集合，在验证通过时，启动对新出块节点的异常监测。

如图5所示，本实施例提供的一种区块链的出块节点确定方法可以包括：

S510、在监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常时，采用本机节点的私钥对当前出块节点的标识进行签名，以产生对当前出块节点的异常认定签名。

S520、将异常认定签名发布给其他监控节点。

S530、查询是否存在下一轮次的新出块节点。如果是，则执行S540，如果否，则执行S550。

其中，不同监控节点的异常观察期不同，若某监控节点最早结束异常观察期，则进行异常认定签名的统计，确定新出块节点。若任一监控节点不是最早结束异常观察期的监控节点，则为了避免多个监控节点重复进行新出块节点的确定操作，可以在监控节点结束异常观察期后，查询是否已经确定了下一轮次的新出块节点。例如，监控节点可以从分布式存储集群中进行查询，或确定是否接收到含有新出块节点标识的广播。

S540、如果已经存在，则采用验证公钥验证异常认定签名的集合，在验证通过时，启动对新出块节点的异常监测。

其中，若监控节点查询到已经确定了新出块节点，则不再进行异常认定签名的数量统计。监控节点可以通过分布式存储集群或广播，获取异常认定签名的集合，采用验证公钥对当前出块节点的异常认定签名集合进行验证，例如，异常认定签名集合为门限签名，可以采用门限公钥对门限签名进行验证。若验证通过，则确定异常认定签名集合是其他监控节点的真实签名，可以由新出块节点代替当前出块节点进行下一轮次的出块操作。各监控节点开始了下一轮次的监测过程，开始对新出块节点进行异常监测。若验证没有通过，则认为存在监控节点被盗用的可能，对各监控节点进行检查，重新对当前出块节点进行异常监测。

S550、如果不存在下一轮次的新出块节点，则在由不同监控节点产生的异常认定签名的数量达到设定门限值的情况下，确定当前出块节点异常，并确定下一轮次的新出块节点，以代替当前出块节点进行下一轮次的出块操作。

其中，如果还没有确定下一轮次的新出块节点，则确定由不同监控节点产生的异常认定签名的数量是否达到设定门限值。若没有达到，则确定当前出块节点没有发生异常，继续对当前出块节点进行监测，不需要确定新出块节点。若达到设定门限值，则确定当前出块节点异常，并从其他的出块节点中确定下一轮次的新出块节点，来代替当前出块节点进行下一轮次的出块操作。在确定新出块节点后，可以获取新出块节点的标识，将新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并向区块链网络发布。使各个出块节点在出块前能确定自己的身份，避免多个出块节点进行出块操作。

本申请实施例的技术方案中，若检测到当前出块节点出现异常，根据本机私钥生成异常认定签名。监控节点在统计异常认定签名之前，确定是否已经存在新出块节点，若存在，则直接验证认定签名的集合，使新出块节点及时开始进行出块操作。本申请实施例的技术方案，各个监控节点能够独立监控，在监控前确定是否存在新出块节点，避免了多个监控节点重复进行新出块节点的确定操作，提高出块节点的确定效率，减少区块链网络的瘫痪次数，提高区块链网络的稳定性和可用性。

图6是根据本申请实施例提供的一种区块链的实现方法的流程示意图。本实施例可适用于确定区块链中出块节点的情况。本实施例公开的区块链的实现方法采用区块链的出块节点确定方法来确定出块节点，可以由电子设备执行，具体可以由区块链的实现装置来执行，该装置配置于区块链节点上，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，配置于电子设备中。参见图6，本实施例提供的区块链的实现方法包括：

S610、获取监控节点确定的新出块节点的标识和异常认定签名的集合。

其中，区块链网络中可以包括至少两个区块链节点，区块链节点可以是出块节点或监控节点，出块节点中可以设置监测服务功能，兼做监控节点。区块链节点可以通过监控节点的广播，获取新出块节点的标识和异常认定签名的集合，也可以向分布式存储集群中查询新出块节点的标识和异常认定签名的集合。

本实施例中，可选的，获取监控节点确定的新出块节点的标识和异常认定签名的集合包括：如果本机节点为候选出块节点，则在满足设定触发时机时，向分布式存储集群查询获取新出块节点的标识和异常认定签名的集合；其中，设定触发时机包括下述至少一项：区块接收行为异常、达到设定查询周期、和接收到设定数量的事务请求。

具体的，候选出块节点是除当前出块节点以外的出块节点，本机节点是获取到新出块节点标识和异常认定签名集合的节点。可以预设候选出块节点获取新出块节点标识和异常认定签名集合的触发时机，若满足触发时机，则候选出块节点可以向分布式存储集群查询获取新出块节点的标识和异常认定签名的集合。预设的触发时机可以是区块接收行为异常、达到设定查询周期、和接收到设定数量的事务请求等。

当前出块节点在正常时，可以进行出块操作，候选出块节点可以同步当前出块节点的区块，若候选出块节点在预设时间内没有接收到区块，则可以认为候选出块节点的区块接收行为异常，满足设定的触发时机。还可以设定候选出块节点的查询周期，每隔一个查询周期，候选出块节点可以自动从分布式存储集群中查询获取新出块节点的标识和异常认定签名的集合。还可以将触发时机设置为候选出块节点接收到设定数量的事务请求，例如，预设候选出块节点收到3个事务请求就可以进行新出块节点标识和异常认定签名集合的获取。这样设置的有益效果在于，候选出块节点可以自动得到新出块节点标识和异常认定签名集合，便于候选出块节点中的新出块节点知道自己的身份。并可以在进行出块前确定自己新出块节点的身份是否有效，避免新出块节点不知道自己需要进行出块操作，导致区块链网络不稳定，也避免多个出块节点同时出块造成冲突，提高出块节点的确定精度。

S620、采用监控节点的验证公钥对异常认定签名的集合进行验证。

其中，区块链节点获取异常认定签名的集合，采用验证公钥进行验证。例如，监控节点可以采用验证公钥确定异常认定签名集合的真实性；候选出块节点可以在确认自己是否是新出块节点时，通过验证公钥确定异常认定签名的集合是否满足门限值条件。可以预先将门限值告知候选出块节点，例如，要求有1/2或者1/3的监控节点生成异常认定签名，才认为新出块节点的身份有效。每个候选出块节点都可以在试图出块时，访问分布式存储集群，确认自己是否成为了新出块节点。若分布是存储集群中的信息表明自己是新出块节点，则通过验证公钥对异常认定签名集合，根据验证结果确定自己是否出块；若分布是存储集群中的信息表明自己不是出块节点，则放弃出块。

S630、如果验证通过，则接受新出块节点为当前轮次的出块节点。

其中，监控节点采用验证公钥确定异常认定签名集合的真实性，若验证通过，则确定新出块节点代替当前出块节点进行下一轮次的出块操作，并将新出块节点进行分布式存储集群的存储，或广播给候选出块节点。候选出块节点在每一轮次的出块前，通过验证公钥确认自己的身份，对异常认定签名集合的真实性和异常认定签名的数量进行验证。若验证通过，则确定自己是新出块节点，进行出块操作。如果验证不通过，则说明新出块节点的确认过程有误，可拒绝新出块节点所产生的区块。

本实施例中，可选的，该方法还包括：如果接收到至少两个区块存在冲突，则识别获取至少两个区块的出块节点的出块轮次，并选择出块轮次最新的出块节点所产生的区块作为有效区块。

具体的，如果在一个轮次内接收到至少两个区块，存在区块之间的冲突，即存在至少两个出块节点都产生区块，则需要从多个区块中确定有效区块，将生产有效区块的出块节点作为当前轮次的当前出块节点。确定至少两个区块的出块节点的出块轮次，出块轮次是指将某一出块节点作为当时轮次的当前出块节点的轮次。例如，出块节点一和出块节点二产生区块冲突，识别得到出块节点一为第一轮次时的当前出块节点，在第一轮次时，出块节点一出现异常，由出块节点二作为第二轮次的当前出块节点。出块节点一恢复正常，继续进行出块，与出块节点二的区块发生冲突。确定出块节点一的出块轮次为第一轮次，出块节点二的出块轮次为第二轮次，因此，确定出块节点二为当前出块节点，出块节点二所产生的区块作为有效区块，出块节点一停止出块。这样设置的有益效果在于，可以确定每一轮次唯一的出块节点，避免多个出块节点发生冲突，提高出块节点的确定精度。

本实施例中，可选的，出块节点用于连续产生区块，直至出现异常。

具体的，出块节点在所在轮次中若作为当前出块节点，则可以连续产生区块，保证区块链网络的稳定运行，当出块节点出现异常，则停止产生区块，由新出块节点进行代替，提高了区块链网络的稳定性和实用性。

本申请实施例的技术方案中，区块链节点获取监控节点确定的新出块节点的标识和异常认定签名的集合，通过验证公钥确定新出块节点的身份。本申请实施例的技术方案，各个监控节点能够独立获取新出块节点的标识和异常认定签名的集合，避免了多个出块节点都进行出块的操作，减少区块链网络中的冲突，提高出块节点的确定效率和精度，减少区块链网络的瘫痪次数，提高区块链网络的稳定性和可用性。

图7是根据本申请实施例提供的一种基于IDC机房的区块链出块节点确定系统的结构示意图。本实施例可适用于在多IDC(Internet Data Center，互联网数据中心)机房中确定区块链的出块节点的情况。本实施例公开的区块链的出块节点确定系统配置于区块链网络中的任一监控节点上，区块链网络中设置有至少两个监控节点，该系统可以由软件和/或硬件的方式实现，配置于电子设备中。参见图7，本实施例提供的区块链的出块节点确定系统包括：

出块节点701，用于产生区块和同步区块，可以将区块产生情况发布给分布式存储集群702中。出块节点701中可以包括当前出块节点和候选出块节点，当前出块节点用于产生区块，候选出块节点用于同步区块。例如，出块节点一为当前出块节点，出块节点二、出块节点三和出块节点四为候选出块节点。当出块节点一异常时，可以从出块节点二、出块节点三和出块节点四中选择一个产生区块的新出块节点。在整个IDC机房一瘫痪的情况下，可以从IDC机房二中选出新出块节点进行出块。

分布式存储集群702，可以存储出块节点701和监控节点702发布的信息，例如，可以接收出块节点701的心跳包，还可以接收监控节点702的新出块节点的标识与异常认定签名的集合。分布式存储集群702可以包括主分布式存储集群和副分布式存储集群，主分布式存储集群可以将数据同步到副分布式存储集群。各个机房中的出块节点701都可以将自身的信息发送给主分布式存储集群，再由主分布式存储集群将数据同步到副分布式存储集群。若出块节点701所在机房中的分布式存储集群702为副分布式存储集群，则该机房中的出块节点701也可以将自身的信息直接发送给副分布式存储集群。

监控节点703，可以通过分布式存储集群702获取当前出块节点的出块信息，也可以直接向当前出块节点获取出块信息。监控节点703可以是VRF节点，监控服务可以由VRF服务实现。例如，监控节点703中包括VRF节点一、VRF节点二、VRF节点三和VRF节点四。各个VRF节点可以直接通过广播发送各自的异常认定签名等信息，也可以将各自的异常认定签名等信息发送给主分布式存储集群或所在机房的副分布式存储集群。

监控节点703可以监测当前出块轮次的当前出块节点是否异常，若判断出现异常，则采用本机私钥对当前出块节点的标识进行签名，生成异常认定签名。通过广播或分布式存储集群702，使其他监控节点703都能接收到彼此的异常认定签名。监控节点703中的一个VRF节点判断由不同VRF节点产生的异常认定签名的数量是否达到设定门限值，若是，则确定当前出块节点异常，从出块节点701中确定下一轮次的新出块节点，代替当前出块节点进行下一轮次的出块操作。其他的监控节点703可以对异常认定签名集合进行验证，若验证通过，则可以确定新出块节点的身份。新出块节点在产生区块之前，可以通过验证公钥验证自己的身份，例如，可以从分布式存储集群702中获取新出块节点的标识与异常认定签名的集合，若异常认定签名的集合验证通过，则开始产生区块。

根据本申请实施例的技术，若监控节点检测当前出块节点出现异常，根据本机私钥生成异常认定签名。若确定异常认定签名达到设定门限值，则确定当前出块节点异常，并将新出块节点与异常认定签名的集合发布到区块链网络中，使新出块节点进行出块操作。及时发现出块节点异常，确定新出块节点，提高出块节点的确定效率。通过设定门限值，提高出块节点的确定精度。减少区块链网络的瘫痪次数，提高区块链网络的稳定性和可用性。

图8是根据本申请实施例提供的一种区块链的出块节点确定装置的结构示意图，可执行本申请实施例所提供的区块链的出块节点确定方法，该装置配置于区块链网络中的任一监控节点上，区块链网络中设置有至少两个监控节点，该装置具备执行方法相应的功能模块和有益效果。如图8所示，该装置800可以包括：

异常签名生成模块801，用于在监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常时，采用本机节点的私钥对所述当前出块节点的标识进行签名，以产生对当前出块节点的异常认定签名；

异常签名发布模块802，用于将所述异常认定签名发布给其他监控节点；

新节点确定模块803，用于当由不同监控节点产生的异常认定签名的数量达到设定门限值时，确定所述当前出块节点异常，并确定下一轮次的新出块节点，以代替所述当前出块节点进行下一轮次的出块操作。

可选的，各所述监控节点各自具有单机私钥和验证公钥，所述异常认定签名的集合为根据各所述异常认定签名产生的门限签名，所述验证公钥用于对所述门限签名进行验证，以验证设定门限数量的监控节点进行过私钥签名。

可选的，该装置800还包括：

观察期启动模块，用于在监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常时，启动异常观察期的计时操作，其中，至少部分监控节点的异常观察期时长不同；

签名数量统计模块，用于如果所述异常观察期的计时结束，则统计所述区块链网络中发布的所有异常认定签名的数量。

可选的，观察期启动模块，具体用于：

在设定观察期时间范围内，随机产生本机节点的异常观察期。

可选的，异常签名生成模块801，包括：

节点监听单元，用于监听所述当前出块节点所产生并传输的区块或当前出块节点发送的心跳包；

出现异常确定单元，用于如果在异常识别期中未监听到区块或心跳包，则确定所述当前出块节点出现异常；

识别期重置单元，用于如果在异常识别期中监听到区块或心跳包，则确定所述当前出块节点未出现异常，并重置所述异常识别期。

可选的，每个所述监控节点的异常识别期时长相同且固定不变。

可选的，新节点确定模块803，包括：

签名验证单元，用于根据由不同监控节点产生的异常认定签名进行门限签名，并采用验证公钥对所述门限签名进行验证；

异常确定单元，用于如果验证通过，则确定所述当前出块节点异常。

可选的，新节点确定模块803，还包括：

随机数确定单元，用于基于可验证随机函数计算出随机数；

新节点标识确定单元，用于根据所述随机数，从候选出块节点中计算出下一轮次的新出块节点的标识。

可选的，该装置还包括：

新节点发布模块，用于当由不同监控节点产生的异常认定签名的数量达到设定门限值时，确定所述当前出块节点异常，并确定下一轮次的新出块节点之后，将所述新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并向区块链网络发布；其中，所述异常认定签名的集合能够采用监控节点的验证公钥进行验证。

可选的，异常签名发布模块801，具体用于：

将所述异常认定签名发布在分布式存储集群，以供其他监控节点进行查询；或将所述异常认定签名广播发送给其他监控节点；

相应的，新节点发布模块，具体用于：

将所述新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并发布在分布式存储集群，以供区块链节点查询；或，将所述新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并广播发送给各区块链节点。

可选的，该装置800还包括：

新节点查询模块，用于将所述异常认定签名发布给其他监控节点之后，查询是否存在下一轮次的新出块节点；

新节点监测模块，用于如果已经存在，则采用验证公钥验证异常认定签名的集合，在验证通过时，启动对新出块节点的异常监测。

可选的，出块节点用于连续产生区块，直至出现异常。

根据本申请实施例的技术，若检测当前出块节点出现异常，根据本机私钥生成异常认定签名。若确定异常认定签名达到设定门限值，则确定当前出块节点异常，并将新出块节点与异常认定签名的集合发布到区块链网络中，使新出块节点进行出块操作。及时发现出块节点异常，确定新出块节点，提高出块节点的确定效率。通过设定门限值，提高出块节点的确定精度。减少区块链网络的瘫痪次数，提高区块链网络的稳定性和可用性。

图9是根据本申请实施例提供的一种区块链的实现装置的结构示意图，可执行本申请实施例所提供的区块链的实现方法，该装置采用区块链的出块节点确定装置来确定出块节点，配置于区块链节点上，该装置具备执行方法相应的功能模块和有益效果。如图9所示，该装置900可以包括：

签名集合获取模块901，用于获取监控节点确定的新出块节点的标识和异常认定签名的集合；

签名集合验证模块902，用于采用监控节点的验证公钥对所述异常认定签名的集合进行验证；

出块节点确定模块903，用于如果验证通过，则接受所述新出块节点为当前轮次的出块节点。

可选的，签名集合获取模块901，具体用于：

如果本机节点为候选出块节点，则在满足设定触发时机时，向分布式存储集群查询获取新出块节点的标识和异常认定签名的集合；

其中，所述设定触发时机包括下述至少一项：区块接收行为异常、达到设定查询周期、和接收到设定数量的事务请求。

可选的，该装置900还包括：

有效区块确定模块，用于如果接收到至少两个区块存在冲突，则识别获取至少两个区块的出块节点的出块轮次，并选择出块轮次最新的出块节点所产生的区块作为有效区块。

可选的，出块节点用于连续产生区块，直至出现异常。

本申请实施例的技术方案中，区块链节点获取监控节点确定的新出块节点的标识和异常认定签名的集合，通过验证公钥确定新出块节点的身份。避免了多个出块节点都进行出块的操作，减少区块链网络中的冲突，提高出块节点的确定效率和精度，减少区块链网络的瘫痪次数，提高区块链网络的稳定性和可用性。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图10示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备1000的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图10所示，设备1000包括计算单元1001，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1002中的计算机程序或者从存储单元1008加载到随机访问存储器(RAM)1003中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 1003中，还可存储设备1000操作所需的各种程序和数据。计算单元1001、ROM 1002以及RAM 1003通过总线1004彼此相连。输入/输出(I/O)接口1005也连接至总线1004。

设备1000中的多个部件连接至I/O接口1005，包括：输入单元1006，例如键盘、鼠标等；输出单元1007，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元1008，例如磁盘、光盘等；以及通信单元1009，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元1009允许设备1000通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元1001可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元1001的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元1001执行上文所描述的各个方法和处理，例如区块链的出块节点确定方法。例如，在一些实施例中，区块链的出块节点确定方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元1008。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 1002和/或通信单元1009而被载入和/或安装到设备1000上。当计算机程序加载到RAM 1003并由计算单元1001执行时，可以执行上文描述的区块链的出块节点确定方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元1001可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行区块链的出块节点确定方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的区块链的出块节点确定方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图11示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备1100的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图11所示，设备1100包括计算单元1101，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1102中的计算机程序或者从存储单元1108加载到随机访问存储器(RAM)1103中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 1103中，还可存储设备1100操作所需的各种程序和数据。计算单元1101、ROM 1102以及RAM 1103通过总线1104彼此相连。输入/输出(I/O)接口1105也连接至总线1104。

设备1100中的多个部件连接至I/O接口1105，包括：输入单元1106，例如键盘、鼠标等；输出单元1107，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元1108，例如磁盘、光盘等；以及通信单元1109，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元1109允许设备1100通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元1101可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元1101的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元1101执行上文所描述的各个方法和处理，例如区块链的实现方法。例如，在一些实施例中，区块链的实现方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元1108。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 1102和/或通信单元1109而被载入和/或安装到设备1100上。当计算机程序加载到RAM 1103并由计算单元1101执行时，可以执行上文描述的区块链的实现方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元1101可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行区块链的实现方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的区块链的实现方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (35)

1.一种区块链的出块节点确定方法，由区块链网络中的任一监控节点执行，所述区块链网络中设置有至少两个监控节点，所述方法包括：

在监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常时，采用本机节点的私钥对所述当前出块节点的标识进行签名，以产生对当前出块节点的异常认定签名；

将所述异常认定签名发布给其他监控节点；

当由不同监控节点产生的异常认定签名的数量达到设定门限值时，确定所述当前出块节点异常，并确定下一轮次的新出块节点，以代替所述当前出块节点进行下一轮次的出块操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，各所述监控节点各自具有单机私钥和验证公钥，所述异常认定签名的集合为根据各所述异常认定签名产生的门限签名，所述验证公钥用于对所述门限签名进行验证，以验证设定门限数量的监控节点进行过私钥签名。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常时，还包括：

启动异常观察期的计时操作，其中，至少部分监控节点的异常观察期时长不同；

如果所述异常观察期的计时结束，则统计所述区块链网络中发布的所有异常认定签名的数量。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，启动异常观察期的计时操作包括：

在设定观察期时间范围内，随机产生本机节点的异常观察期。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常包括：

监听所述当前出块节点所产生并传输的区块或当前出块节点发送的心跳包；

如果在异常识别期中未监听到区块或心跳包，则确定所述当前出块节点出现异常；

如果在异常识别期中监听到区块或心跳包，则确定所述当前出块节点未出现异常，并重置所述异常识别期。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，每个所述监控节点的异常识别期时长相同且固定不变。

7.根据权利要求2所述的方法，其中，当由不同监控节点产生的异常认定签名的数量达到设定门限值时，确定所述当前出块节点异常包括：

根据由不同监控节点产生的异常认定签名进行门限签名，并采用验证公钥对所述门限签名进行验证；

如果验证通过，则确定所述当前出块节点异常。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定下一轮次的新出块节点包括：

基于可验证随机函数计算出随机数；

根据所述随机数，从候选出块节点中计算出下一轮次的新出块节点的标识。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，当由不同监控节点产生的异常认定签名的数量达到设定门限值时，确定所述当前出块节点异常，并确定下一轮次的新出块节点之后，还包括：

将所述新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并向区块链网络发布；其中，所述异常认定签名的集合能够采用监控节点的验证公钥进行验证。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，将所述异常认定签名发布给其他监控节点包括：

将所述异常认定签名发布在分布式存储集群，以供其他监控节点进行查询；或将所述异常认定签名广播发送给其他监控节点；

相应的，将所述新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并向区块链网络发布包括：

将所述新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并发布在分布式存储集群，以供区块链节点查询；或，将所述新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并广播发送给各区块链节点。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述异常认定签名发布给其他监控节点之后，还包括：

查询是否存在下一轮次的新出块节点；

如果已经存在，则采用验证公钥验证异常认定签名的集合，在验证通过时，启动对新出块节点的异常监测。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述出块节点用于连续产生区块，直至出现异常。

13.一种区块链的实现方法，其中，采用权利要求1-10任一所述的区块链的出块节点确定方法来确定出块节点，所述实现方法由区块链节点执行，包括：

获取监控节点确定的新出块节点的标识和异常认定签名的集合；

采用监控节点的验证公钥对所述异常认定签名的集合进行验证；

如果验证通过，则接受所述新出块节点为当前轮次的出块节点。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，获取监控节点确定的新出块节点的标识和异常认定签名的集合包括：

如果本机节点为候选出块节点，则在满足设定触发时机时，向分布式存储集群查询获取新出块节点的标识和异常认定签名的集合；

其中，所述设定触发时机包括下述至少一项：区块接收行为异常、达到设定查询周期、和接收到设定数量的事务请求。

15.根据权利要求13所述的方法，还包括：

如果接收到至少两个区块存在冲突，则识别获取至少两个区块的出块节点的出块轮次，并选择出块轮次最新的出块节点所产生的区块作为有效区块。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述出块节点用于连续产生区块，直至出现异常。

17.一种区块链的出块节点确定装置，配置于区块链网络中的任一监控节点上，所述区块链网络中设置有至少两个监控节点，所述装置包括：

异常签名生成模块，用于在监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常时，采用本机节点的私钥对所述当前出块节点的标识进行签名，以产生对当前出块节点的异常认定签名；

异常签名发布模块，用于将所述异常认定签名发布给其他监控节点；

新节点确定模块，用于当由不同监控节点产生的异常认定签名的数量达到设定门限值时，确定所述当前出块节点异常，并确定下一轮次的新出块节点，以代替所述当前出块节点进行下一轮次的出块操作。

18.根据权利要求17所述的装置，其中，各所述监控节点各自具有单机私钥和验证公钥，所述异常认定签名的集合为根据各所述异常认定签名产生的门限签名，所述验证公钥用于对所述门限签名进行验证，以验证设定门限数量的监控节点进行过私钥签名。

19.根据权利要求17所述的装置，其中，所述装置还包括：

观察期启动模块，用于在监测到处于当前出块轮次的当前出块节点异常时，启动异常观察期的计时操作，其中，至少部分监控节点的异常观察期时长不同；

签名数量统计模块，用于如果所述异常观察期的计时结束，则统计所述区块链网络中发布的所有异常认定签名的数量。

20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述观察期启动模块，具体用于：

在设定观察期时间范围内，随机产生本机节点的异常观察期。

21.根据权利要求17所述的装置，其中，所述异常签名生成模块，包括：

节点监听单元，用于监听所述当前出块节点所产生并传输的区块或当前出块节点发送的心跳包；

出现异常确定单元，用于如果在异常识别期中未监听到区块或心跳包，则确定所述当前出块节点出现异常；

识别期重置单元，用于如果在异常识别期中监听到区块或心跳包，则确定所述当前出块节点未出现异常，并重置所述异常识别期。

22.根据权利要求21所述的装置，其中，每个所述监控节点的异常识别期时长相同且固定不变。

23.根据权利要求18所述的装置，其中，所述新节点确定模块，包括：

签名验证单元，用于根据由不同监控节点产生的异常认定签名进行门限签名，并采用验证公钥对所述门限签名进行验证；

异常确定单元，用于如果验证通过，则确定所述当前出块节点异常。

24.根据权利要求17所述的装置，其中，所述新节点确定模块，还包括：

随机数确定单元，用于基于可验证随机函数计算出随机数；

新节点标识确定单元，用于根据所述随机数，从候选出块节点中计算出下一轮次的新出块节点的标识。

25.根据权利要求17所述的装置，其中，所述装置还包括：

新节点发布模块，用于当由不同监控节点产生的异常认定签名的数量达到设定门限值时，确定所述当前出块节点异常，并确定下一轮次的新出块节点之后，将所述新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并向区块链网络发布；其中，所述异常认定签名的集合能够采用监控节点的验证公钥进行验证。

26.根据权利要求25所述的装置，其中，所述异常签名发布模块，具体用于：

将所述异常认定签名发布在分布式存储集群，以供其他监控节点进行查询；或将所述异常认定签名广播发送给其他监控节点；

相应的，所述新节点发布模块，具体用于：

将所述新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并发布在分布式存储集群，以供区块链节点查询；或，将所述新出块节点的标识与异常认定签名的集合，一并广播发送给各区块链节点。

27.根据权利要求17所述的装置，其中，所述装置还包括：

新节点查询模块，用于将所述异常认定签名发布给其他监控节点之后，查询是否存在下一轮次的新出块节点；

新节点监测模块，用于如果已经存在，则采用验证公钥验证异常认定签名的集合，在验证通过时，启动对新出块节点的异常监测。

28.根据权利要求17所述的装置，其中，所述出块节点用于连续产生区块，直至出现异常。

29.一种区块链的实现装置，其中，采用权利要求16-26任一所述的区块链的出块节点确定装置来确定出块节点，所述实现装置配置于区块链节点上，包括：

签名集合获取模块，用于获取监控节点确定的新出块节点的标识和异常认定签名的集合；

签名集合验证模块，用于采用监控节点的验证公钥对所述异常认定签名的集合进行验证；

出块节点确定模块，用于如果验证通过，则接受所述新出块节点为当前轮次的出块节点。

30.根据权利要求29所述的装置，其中，所述签名集合获取模块，具体用于：

如果本机节点为候选出块节点，则在满足设定触发时机时，向分布式存储集群查询获取新出块节点的标识和异常认定签名的集合；

其中，所述设定触发时机包括下述至少一项：区块接收行为异常、达到设定查询周期、和接收到设定数量的事务请求。

31.根据权利要求29所述的装置，其中，所述装置还包括：

有效区块确定模块，用于如果接收到至少两个区块存在冲突，则识别获取至少两个区块的出块节点的出块轮次，并选择出块轮次最新的出块节点所产生的区块作为有效区块。

32.根据权利要求29所述的装置，其中，所述出块节点用于连续产生区块，直至出现异常。

33.一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-12中任一项所述的区块链的出块节点确定方法或13-16中任一项所述的区块链的实现方法。

34.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-12中任一项所述的区块链的出块节点确定方法或13-16中任一项所述的区块链的实现方法。

35.一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1-12中任一项所述的区块链的出块节点确定方法或13-16中任一项所述的区块链的实现方法。

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