CN113645074A - 一种基于区块链的共识方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链的共识方法，方法在两层层级关系节点构成的区块链网络中进行，两层层级关系节点包括多个第一区块链节点以及分别位于第一区块链节点中的多个第二区块链节点；第一区块链节点具有参选权限的节点用于参与主节点选举，利用信誉投票机制选出主节点，其余第一区块链节点为备选节点，第二区块链节点为平级节点，主节点接收客户端发送的请求，广播该请求给备选节点，开始共识过程；共识过程中，如果主节点中进行共识的第二区块链节点故障超过预设时长，则自动切换至其余任一第二区块链节点；如果主节点中进行共识的第二区块链节点作恶，则自动切换至备选节点。本发明的方法用于在某个节点出现异常情况下能够继续进行共识过程。

Description

一种基于区块链的共识方法
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，特别是涉及一种基于区块链的共识方法。
背景技术
区块链系统中没有像银行一样的中心化机构，因此在进行传输信息、价值转移时，共识机制解决并保证每一笔交易在所有记帐节点上的一致性和正确性问题。区块链的这种新的共识机制使其在不依靠中心化组织的情况下，依然大规模高效协作完成运转。除了密码学技术外，共识机制也是区块链必要元素及核心部分，是保障区块链系统不断运行的关键。
但是，在实际应用中，节点中的服务设备存在下线或重启等异常现象，以PBFT的共识过程为例，一旦服务设备出现异常现象，将导致其不能继续参与共识并影响共识达成的概率，若某次共识未达成，则无论区块链处于任何一种共识阶段，均会从预准备阶段起重新发起共识。显然，这无疑会影响区块链共识的效率，并进一步影响区块链对业务处理的效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于区块链的共识方法，用于在某个节点出现异常情况下能够继续进行共识过程。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于区块链的共识方法，所述方法在两层层级关系节点构成的区块链网络中进行，所述两层层级关系节点包括多个第一区块链节点以及分别位于所述第一区块链节点中的多个第二区块链节点；
所述第一区块链节点具有参选权限的节点用于参与主节点选举，利用信誉投票机制选出主节点，其余所述第一区块链节点为备选节点，所述第二区块链节点为平级节点，所述主节点接收客户端发送的请求，广播该请求给所述备选节点，开始共识过程；
共识过程中，如果主节点中进行共识的所述第二区块链节点故障超过预设时长，则自动切换至其余任一所述第二区块链节点；如果主节点中进行共识的所述第二区块链节点作恶，则自动切换至所述备选节点。
可选的，所述主节点中的第二区块链节点的故障至少包括宕机、损坏和重启三种情况。
可选的，所述第一区块链节点具有参选权限的节点用于参与主节点选举，利用信誉投票机制选出主节点，其余所述第一区块链节点为备选节点，具体包括：
根据节点状态将第一区块链节点根据其信誉值从高到低划分为可信节点、一般节点、异常节点、不可信节点和无效节点；
选定所述可信节点、一般节点、异常节点以及不可信节点作为具有参选权限的节点，并分别对所述可信节点、一般节点、异常节点以及不可信节点设定投票值，将多个所述第一区块链节点分别获得的总投票值作为参与主节点选举的有效值进行降序排列；
选取总投票值排名第一的所述第一区块链节点作为主节点，其余所述第一区块链节点作为备选节点。
可选的，所述可信节点、一般节点、异常节点、不可信节点、无效节点依次根据共识情况提升或降低信誉值，根据信誉值水平依次划分到相应等级的节点。
可选的，所述共识过程中，如果主节点中进行共识的所述第二区块链节点故障超过预设时长，则自动切换至其余任一所述第二区块链节点，之后还包括：
如果所述主节点中进行共识节点的所述第二区块链节点故障未超过预设时长，则该所述第二区块链节点继续进行共识。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的基于区块链的共识方法，在两层层级关系节点构成的区块链网络中进行，该网络包括多个第一区块链节点以及分别位于第一区块链节点中的多个第二区块链节点，第一区块链节点利用信誉投票机制选出主节点，其他节点作为备选节点，第一区块链节点中的多个第二区块链节点为平级节点，在主节点中的第二区块链节点故障的情况下利用其余第二区块链节点继续进行共识过程，在主节点中的第二区块链节点作恶时利用信誉投票机制切换至备选节点继续进行共识过程，用于在某个节点出现异常情况下能够继续进行共识过程，提高了区块链的共识效率及安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例区块链网络的结构图；
图2为本发明实施例基于区块链的共识方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
本发明的目的是提供一种基于区块链的共识方法，用于在某个节点出现异常情况下能够继续进行共识过程。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图2所示，本发明实施例提供的基于区块链的共识方法，所述方法在两层层级关系节点构成的区块链网络中进行，所述两层层级关系节点包括多个第一区块链节点以及分别位于所述第一区块链节点中的多个第二区块链节点，多个所述第一区块链中的所述第二区块链节点数量可以不同；
所述第一区块链节点具有参选权限的节点用于参与主节点选举，利用信誉投票机制选出主节点，其余所述第一区块链节点为备选节点，所述第二区块链节点为平级节点，所述主节点接收客户端发送的请求，广播该请求给所述备选节点，开始共识过程；
共识过程中，如果主节点中进行共识的所述第二区块链节点故障超过预设时长，则自动切换至其余任一所述第二区块链节点；如果主节点中进行共识的所述第二区块链节点作恶，则自动切换至所述备选节点。
所述主节点中的第二区块链节点的故障至少包括宕机、损坏和重启三种情况。
所述第一区块链节点具有参选权限的节点用于参与主节点选举，利用信誉投票机制选出主节点，其余所述第一区块链节点为备选节点，具体包括：
根据节点状态将第一区块链节点根据其信誉值从高到低划分为可信节点、一般节点、异常节点、不可信节点和无效节点；
选定所述可信节点、一般节点、异常节点以及不可信节点作为具有参选权限的节点，并分别对所述可信节点、一般节点、异常节点以及不可信节点设定投票值，将多个所述第一区块链节点分别获得的总投票值作为参与主节点选举的有效值进行降序排列；
选取总投票值排名第一的所述第一区块链节点作为主节点，其余所述第一区块链节点作为备选节点。
所述可信节点、一般节点、异常节点、不可信节点、无效节点依次根据共识情况提升或降低信誉值，根据信誉值水平依次划分到相应等级的节点，每种节点状态预设信誉值，如可信节点的信誉值降低到一般节点设定的信誉时，则转换为一般节点，依次类推；但是当节点为无效节点时，信誉值不再提升，将其划分为不具有参选权限的节点。
所述共识过程中，如果主节点中进行共识的所述第二区块链节点故障超过预设时长，则自动切换至其余任一所述第二区块链节点，之后还包括：
如果所述主节点中进行共识节点的所述第二区块链节点故障未超过预设时长，则该所述第二区块链节点继续进行共识。
本发明提供的基于区块链的共识方法，在两层层级关系节点构成的区块链网络中进行，该网络包括多个第一区块链节点以及分别位于第一区块链节点中的多个第二区块链节点，第一区块链节点利用信誉投票机制选出主节点，其他节点作为备选节点，第一区块链节点中的多个第二区块链节点为平级节点，在主节点中的第二区块链节点故障的情况下利用其余第二区块链节点继续进行共识过程，在主节点中的第二区块链节点作恶时利用信誉投票机制切换至备选节点继续进行共识过程，用于在某个节点出现异常情况下能够继续进行共识过程，提高了区块链的共识效率及安全性。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种基于区块链的共识方法，其特征在于，所述方法在两层层级关系节点构成的区块链网络中进行，所述两层层级关系节点包括多个第一区块链节点以及分别位于所述第一区块链节点中的多个第二区块链节点；
所述第一区块链节点具有参选权限的节点用于参与主节点选举，利用信誉投票机制选出主节点，其余所述第一区块链节点为备选节点，所述第二区块链节点为平级节点，所述主节点接收客户端发送的请求，广播该请求给所述备选节点，开始共识过程；
共识过程中，如果主节点中进行共识的所述第二区块链节点故障超过预设时长，则自动切换至其余任一所述第二区块链节点；如果主节点中进行共识的所述第二区块链节点作恶，则自动切换至所述备选节点。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的共识方法，其特征在于，所述主节点中的第二区块链节点的故障至少包括宕机、损坏和重启三种情况。
3.根据权利要求1所述的基于区块链的共识方法，其特征在于，所述第一区块链节点具有参选权限的节点用于参与主节点选举，利用信誉投票机制选出主节点，其余所述第一区块链节点为备选节点，具体包括：
根据节点状态将第一区块链节点根据其信誉值从高到低划分为可信节点、一般节点、异常节点、不可信节点和无效节点；
选定所述可信节点、一般节点、异常节点以及不可信节点作为具有参选权限的节点，并分别对所述可信节点、一般节点、异常节点以及不可信节点设定投票值，将多个所述第一区块链节点分别获得的总投票值作为参与主节点选举的有效值进行降序排列；
选取总投票值排名第一的所述第一区块链节点作为主节点，其余所述第一区块链节点作为备选节点。
4.根据权利要求3所述的基于区块链的共识方法，其特征在于，所述可信节点、一般节点、异常节点、不可信节点、无效节点依次根据共识情况提升或降低信誉值，根据信誉值水平依次划分到相应等级的节点。
5.根据权利要求1所述的基于区块链的共识方法，其特征在于，所述共识过程中，如果主节点中进行共识的所述第二区块链节点故障超过预设时长，则自动切换至其余任一所述第二区块链节点，之后还包括：
如果所述主节点中进行共识节点的所述第二区块链节点故障未超过预设时长，则该所述第二区块链节点继续进行共识。
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