CN113902556A

CN113902556A - 区块链共识节点的背书方法

Info

Publication number: CN113902556A
Application number: CN202111040505.7A
Authority: CN
Inventors: 孙宗宇
Original assignee: Dingchain Digital Technology Shenzhen Co ltd
Current assignee: Dingchain Digital Technology Shenzhen Co ltd
Priority date: 2021-09-06
Filing date: 2021-09-06
Publication date: 2022-01-07

Abstract

本发明公开一种区块链共识节点的背书方法，包括如下步骤：将新共识节点加入组网系统，更新得到一个新组网系统；对所述新组网系统中的各共识节点进行首席节点选举，得到首席共识节点；对所述首席共识节点赋予高权重，根据智能合约逻辑，模拟执行得到背书结果。本发明为一种区块链共识节点的背书方法，通过将新的共识节点加入组网系统中，然后将组网系统中的各共识节点进行首席节点选举，之后再对首席节点进行权重分配，从而使得对各共识节点进行权重分级，将权重较高的共识节点可以优先选出来。本发明可以基于权重的背书策略，保证高权重节点对交易最终结果的控制权，还可以保证共识节点网络结构稳定。

Description

区块链共识节点的背书方法

技术领域

本发明涉及区块链领域，特别是涉及一种区块链共识节点的背书方法。

背景技术

区块链是一个共享式的分布式系统，其解决的是多方参与的应用场景中的生产关系问题。区块链融合数学、密码学、互联网和计算机编程等领域技术，构造的一种具有去中心化、不可篡改、可追溯、集体维护等特性的分布式账本形式的数据库。而在区块链中，共识机制又是区块链的核心基石，是区块链系统安全性的重要保障。区块链是一个去中心化的系统，共识机制通过数学的方式，让分散在全球各地成千上万的节点就区块的创建达成一致的意见。

然而，现有的区块链共识协议指在将区块链视为一个完全平等的分布式系统，系统中各个节点或参与共识的节点之间的地位是完全相等的，根据其账本所得到的结果在区块链共识中具有相同的权重，无法对共识节点进行权重分级，在选举的时候无法获取想要的共识节点，使得这个系统结构无法适应具有层级关系的系统。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种区块链共识节点的背书方法，可以基于权重的背书策略，保证高权重节点对交易最终结果的控制权，还可以保证共识节点网络结构稳定。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种区块链共识节点的背书方法，包括如下步骤：

步骤S100、将新共识节点加入组网系统，更新得到一个新组网系统；

步骤S200、对所述新组网系统中的各共识节点进行首席节点选举，得到首席共识节点；

步骤S300、对所述首席共识节点赋予高权重，根据智能合约逻辑，模拟执行得到背书结果。

优选的，在所述步骤S100中，将所述对新共识节点加入组网系统的具体步骤为：

步骤S110、获取加入组网请求，并对加入组网签名进行验证，验证成功后则返回验证成功消息；

步骤S120、接收所述验证成功消息，并且发出在线消息以及在线签名；

步骤S130、对在线消息以及在线签名进行验证，成功后将新共识节点写入在线共识节点表中，并发出共存消息及新的在线共识节点表。

优选的，在步骤S130之后还包括：

步骤S140、向各共识节点发出保持在线消息及保持在线签名，当收到反馈消息后则标记为最新在线时间；

步骤S150、预设超时时间，若超过预设超时时间后，仍未收到反馈消息，则判定该共识节点不存在，将所述共识节点由在线共识节点表删除。

优选的，所述预设超时时间为【30s，90s】。

优选的，在所述步骤S100中，将新共识节点加入组网系统的步骤还包括：

新共识节点发出加入组网请求消息，并且根据共识节点证书对加入组网请求消息进行签名，得到加入组网签名。

优选的，在所述步骤S200中，对所述新组网系统中的各共识节点进行首席节点选举的具体步骤包括：

步骤S211、预设第一时间阈值，若首席节点超过所述第一时间阈值，则发出超时消息及超时签名；

步骤S212、接收并响应所述超时消息及所述超时签名，发出选举消息、选举签名及随机数；

步骤S213、根据所述随机数计算节点数值，将计算结果所对应的共识节点作为新首席节点；

步骤S214、更新在线共识节点表，将所述新首席节点记录于所述在线共识节点表中。

优选的，所述第一时间阈值为【30s，90s】。

优选的，在所述步骤S200中，对所述新组网系统中的各共识节点进行首席节点选举的具体步骤还包括：

步骤S221、预设第二时间阈值，发出在线消息，若超过所述第二时间阈值未收到响应，则发出超时消息及超时签名；

步骤S222、接收并响应所述超时消息及所述超时签名，发出选举消息、选举签名及随机数；

步骤S223、根据所述随机数计算节点数值，将计算结果所对应的共识节点作为新首席节点；

步骤S224、更新在线共识节点表，将所述新首席节点记录于所述在线共识节点表中。

优选的，所述第二时间阈值为为【20s，100s】。

优选的，在所述步骤S200中，当共识节点数量只有一个时，则将该所述共识节点选举为首席节点。

本发明相比于现有技术的优点及有益效果如下：

本发明为一种区块链共识节点的背书方法，通过将新的共识节点加入组网系统中，然后将组网系统中的各共识节点进行首席节点选举，之后再对首席节点进行权重分配，从而使得对各共识节点进行权重分级，将权重较高的共识节点可以优先选出来。本发明可以基于权重的背书策略，保证高权重节点对交易最终结果的控制权，还可以保证共识节点网络结构稳定。

附图说明

图1为本发明一实施方式的区块链共识节点的背书方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

本发明提供一种区块链共识节点的背书方法，用以在存在层级关系的内部系统中构建统一的区块链网络。

请参阅图1，一种区块链共识节点的背书方法，包括如下步骤：

步骤S100、将新共识节点加入组网系统，更新得到一个新组网系统。

需要说明的是，对于一个存在n(n≥1)个共识节点的区块链系统中，如果有新的共识节点需要加入，则需要组建新的组网系统。

步骤S200、对所述新组网系统中的各共识节点进行首席节点选举，得到首席共识节点。

需要说明的是，对于一个存在n(n≥1)个共识节点的区块链系统，若需要对各个共识节点进行权重分配之前，则需要对各共识节点进行分级，确保首席节点具有较高的权重。

需要说明的是，对于一个存在m(m≥1)个共识节点以及首席节点的区块链系统背书，从而可以获取权重较高的共识节点。

具体地，在所述步骤S100中，将所述对新共识节点加入组网系统的具体步骤为：

步骤S150、预设超时时间，若超过预设超时时间后，仍未收到反馈消息，则判定该共识节点不存在，将所述共识节点由在线共识节点表删除。在本实施例中，所述预设超时时间为【30s，90s】。优选的，所述预设超时时间为45s，60s，75s。

另外，在所述步骤S100中，将新共识节点加入组网系统的步骤还包括：

一实施例中，在新共识节点C_n+1加入网络的过程具体为：

新共识节点C_n+1发送加入组网请求消息，基于C_n+1证书对加入组网请求消息的签名S_{JOIN_GROUP}至共识节点C_{i，i∈[1，n]}；

共识节点C_i,i∈[1.n]基于已有CA系统，对加入组网请求消息及加入组网签名S_{JOIN_GROUP}进行验签，验证成功后返回网络中Leader节点；

新共识节点C_n+1接收到Leader节点的验证成功消息后，向Leader节点发送在线消息以及在线签名S_{KEEP_ALIVE}；

基于已有的CA系统，Leader节点对在线消息以及在线签名S_{KEEP_ALIVE}进行验证，验证成功后将新共识节点C_n+1写入在线共识节点表C_MAP，并返回在线消息和更新在线共识节点表C_MAP；

C_{i,i∈[1，n+1]}随机的向Leader节点发送在线消息、在线签名S_{KEEP_ALIVE}，Leader节点在收到在线消息时，将节点C_n+1标记为在线并更新超时时间，同时回应在线消息及更新共识节点表C_MAP；如果达到预设超时时间后Leader节点仍未收到，则C_{i,i∈[1，n+1]}发送的不在线消息，则将C_{i,i∈[1，n+1]}在共识节点表C_MAP中移除，C_{i,i∈[1，n+1]}同步节点账本。

在其中一个实施例中，在所述步骤S200中，对所述新组网系统中的各共识节点进行首席节点选举的具体步骤包括：

步骤S211、预设第一时间阈值，若首席节点超过所述第一时间阈值，则发出超时消息及超时签名；在本实施例中，所述第一时间阈值为【30s，90s】。优选的，所述第一时间阈值为45s，60s，75s。

在另一个实施例中，在所述步骤S200中，对所述新组网系统中的各共识节点进行首席节点选举的具体步骤还包括：

步骤S221、预设第二时间阈值，发出在线消息，若超过所述第二时间阈值未收到响应，则发出超时消息及超时签名；在本实施例中，所述第二时间阈值为为【20s，100s】。优选的，所述第一时间阈值为30s，45s，60s，75s，90s。

需要说明的是，在所述步骤S200中，当共识节点数量只有一个时，则将该所述共识节点选举为首席节点。

具体地，对于一个存在n(n≥1)个共识节点的区块链系统，Leader节点选举过程如下：

当n＝1时，共识节点C1为Leader节点；

当n＞1时，当C_i,i∈[1,n]发现Leader节点当选已经达到预设第一时间阈值或向Leader节点发送在线超时未收到响应，其将根据共识节点表C_MAP向其中所有共识节点发送Leader节点超时消息LC_TIMEOUT、以及Leader节点超时签名S_{LC_TIMEOUT}；

当C_i,i∈[1,n]收到阈值k,k∈[1,n-1]个签名正确的LC_TIMEOUT时，C_i,i∈[1,n]进入准备状态，并向共识节点表C_MAP中所有节点广播选举消息、随机数R_i,i∈[1,n]，及选举签名S_ELECTION；

根据收到的R_i,i∈[1,n]，计算s＝Sum(R_i)％n，i∈[1,n]，由C_s作为新的Leader节点，同时将C_{i,i∈[1,s-1]∪[s+1，n]}同步节点账本中。

对于一个存在m(m≥1)个共识节点以及Leader节点的区块链系统背书过程如下：

客户端向共识节点发出背书请求，调用智能合约；其中，智能合约是基于区块链的应用与区块链进行数据交互的中间件，在其中可以编写逻辑代码，输出与输入相对应的执行结果，并且智能合约作为交易的一部分保存在总账上的应用级代码。

共识节点N_i,i∈[1,m]接收到背书请求以及参数信息后，调用智能合约，根据智能合约逻辑，得到模拟执行结果RESULT_i,i∈[1,m]、结果签名值S_REUSLT，并模拟执行结果和结果签名返回客户端中；

客户端根据既定规则，对不同共识节点赋予不同权重，分别计算不同背书结果最终的权值，权值达到既定阈值的背书结果保留，作为最终计算结果RESULT，并将计算结果RESULT发送给共识节点LC，共识节点LC将计算结果RESULT打包为区块，并写入LC节点账本中。

另外，背书节点是验证签名并确定提交者是否有权执行操作的网络节点，负责检验某个交易是否合法，是否愿意为之背书、签名。共识节点则是提供共识的网络节点，负责的对看到的交易进行排序操作，提供全局确认的顺序。而Node节点是指区块链节点，保存数据并进行交易计算。Leader节点是指共识节点的一种，实际完成交易排序的节点。

以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种区块链共识节点的背书方法，其特征在于，包括如下步骤：

将新共识节点加入组网系统，更新得到一个新组网系统；

对所述新组网系统中的各共识节点进行首席节点选举，得到首席共识节点；

对所述首席共识节点赋予高权重，根据智能合约逻辑，模拟执行得到背书结果。

2.根据权利要求1所述的区块链共识节点的背书方法，其特征在于，将所述对新共识节点加入组网系统的具体步骤为：

3.根据权利要求2所述的区块链共识节点的背书方法，其特征在于，在步骤S130之后还包括：

4.根据权利要求3所述的区块链共识节点的背书方法，其特征在于，所述预设超时时间为【30s，90s】。

5.根据权利要求2所述的区块链共识节点的背书方法，其特征在于，将新共识节点加入组网系统的步骤还包括：

6.根据权利要求1所述的区块链共识节点的背书方法，其特征在于，对所述新组网系统中的各共识节点进行首席节点选举的具体步骤包括：

7.根据权利要求6所述的区块链共识节点的背书方法，其特征在于，所述第一时间阈值为【30s，90s】。

8.根据权利要求1所述的区块链共识节点的背书方法，其特征在于，对所述新组网系统中的各共识节点进行首席节点选举的具体步骤还包括：

9.根据权利要求1所述的区块链共识节点的背书方法，其特征在于，所述第二时间阈值为为【20s，100s】。

10.根据权利要求1所述的区块链共识节点的背书方法，其特征在于，当共识节点数量只有一个时，则将该所述共识节点选举为首席节点。