CN115051924A - 基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法、装置、设备、系统及介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法、装置、设备、系统及介质，应用于协调控制设备，其方法包括：获取通信总节点数、第一Push转发节点数以及当前传播区块高度；基于通信总节点数和第一Push转发节点数对当前传播区块的谣言传播节点、未知谣言节点以及已知谣言节点的变化趋势进行模拟；获取模拟的变化趋势中每个时刻已知谣言节点比例；基于预设的优化目标以及每个时刻已知谣言节点比例，确定唤醒未知谣言节点的Pull通信方式的协调时刻区间；基于协调时刻区间将第一协调信息以及当前传播区块高度发送给数据广播前端，其中，第一协调信息用于唤醒未知谣言节点的Pull通信方式。本申请具有降低区块链中区块传播的时延的效果。

Description

基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法、装置、设 备、系统及介质

技术领域

本申请涉及区块链的技术领域，尤其是涉及一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法、装置、设备、系统及介质。

背景技术

区块链是一种基于分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用体系，数据在节点之间进行传播时，通常采用Gossip散播。

Gossip散播在两个节点之间的通信方式有三种Push、Pull以及Push/Pull，Push：节点A随机选择多个节点，例如节点B，节点A主动将数据推送给节点B，节点B更新数据；Pull：节点B向节点A请求数据同步，节点A将已有数据版本以及数据序号推送给节点B，节点B请求所有比节点B新的数据；Push/Pull：在Pull的流程之上，节点B再将其所有比节点A新的数据推送给节点A，节点A更新数据。

区块链中一般采用“Eager Push，Lazy Pull”的方式进行Gossip散播，Push转发数以及Pull通信方式的唤醒时刻均由系统初始设定，由于各区块链节点各自为战，没有大局视角，无从得知系统中是否存在新的区块的传播以及Gossip散播的进展，即使存在动态调节也无法确定是否对系统整体有效。Eager Push有三个缺点：Gossip初期传播的时候，基本遵循指数上升模型，而指数函数初期启动缓慢；Gossip算法由于现实因素，无法无限制转发，需要类似“免疫屏障”最后停止转发，此时可能存在部分区块链节点长期无法传播到谣言；Gossip网络流量在指数函数后期比较高，流量的起伏对系统稳定不利。Lazy Pull的最大缺点是，Pull的唤醒周期很难设计得恰到好处，Pull的唤醒周期过短会与Push竞争转发网络带宽，Pull的唤醒周期过长可能会使区块传播的时延长，区块链的最终一致性达到缓慢。

这就使得现在的区块链，最大延时常常是数秒或者数十秒，严重影响区块链在关键实时应用场景的使用；同时区块链网络流量起伏大，复杂网络系统性能无法提高。

发明内容

为了至少解决上述问题之一，本申请提供一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法、装置、设备、系统及介质。

第一方面，本申请提供一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法，采用如下的技术方案：

一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法，应用于通信协调设备，所述方法包括：

获取通信总节点数、第一Push转发节点数以及当前传播区块高度；

基于所述通信总节点数和所述第一Push转发节点数对当前传播区块的谣言传播节点、未知谣言节点以及已知谣言节点的变化趋势进行模拟；

获取模拟的变化趋势中每个时刻已知谣言节点比例；

基于预设的优化目标以及所述每个时刻已知谣言节点比例，确定唤醒未知谣言节点的Pull通信方式的协调时刻区间；

基于所述协调时刻区间将第一协调信息以及所述当前传播区块高度发送给数据广播前端，其中，所述第一协调信息用于唤醒未知谣言节点的Pull通信方式。

通过采用上述技术方案，通过通信协调设备模拟当前传播区块的传输过程，通过模拟的传输过程确定协调时刻区间，在协调时刻区间内将当前传播区块高度以及第一协调信息发送给数据广播前端，利用数据广播前端唤醒区块链中未知谣言节点的Pull通信方式拉取当前传播区块，从而加快当前传播区块的收敛速度，进而减小区块链中的当前传播区块传播的时延。

可选的，所述方法还包括：

获取模拟的变化趋势中有效谣言节点数最多的时刻；

基于所述有效谣言传播节点数最多的时刻确定协调队列，其中，所述协调队列包括至少一个协调阈值，且每个所述协调阈值均对应一第二协调信息；

若当前阈值信息达到任一所述第二协调阈值，则将所述第二协调信息以及所述当前传播区块高度发送给所述数据广播前端，其中，所述第二协调信息包括第二Push转发节点数，所述第二Push转发节点数小于所述第一Push转发节点数。

可选的，若所述当前阈值信息为当前时刻，所述第二协调阈值为协调时刻，则至少一个所述协调时刻早于所述有效谣言传播节点数最多的时刻，且每个所述协调时刻均对应一第二Push转发节点数。

通过采用上述技术方案，通过在有效谣言传播节点数最多的时刻之前降低已知谣言节点的第一Push转发节点数，减小区块链中存在大量无效的当前传播区块，进而减小网络高峰的峰值流量，降低区块链网络流量起伏，提高网络系统的性能。

可选的，若所述当前阈值信息为当前已知谣言节点比例，所述第二协调信息为协调比例，则至少一个协调比例小于所述有效谣言传播节点数最多的时刻对应的已知谣言节点比例，且每个所述协调比例均对应一第二Push转发节点数。

通过采用上述技术方案，通过在有效谣言传播节点数最多的时刻之前降低已知谣言节点的第一Push转发节点数，减小区块链中存在大量无效的当前传播区块，进而减小网络高峰的峰值流量，降低区块链网络流量起伏，提高网络系统的性能。

可选的，所述第一协调信息包括唤醒时刻和/或即刻唤醒标记。

可选的，所述基于预设的优化目标以及所述每个时刻已知谣言节点比例，确定唤醒未知谣言节点的Pull通信方式的协调时刻区间，包括：

获取模拟的变化趋势中当前传播区块的传播结束时刻，基于所述传播结束时刻确定最大协调时刻；

获取Pull通信方式每次拉取区块链节点的个数，基于所述每次拉取区块链节点的个数确定所需已知谣言节点比例；

获取所述所需已知谣言节点比例对应的谣言散播时刻，并基于谣言散播时刻确定最小协调时刻；

基于所述最小协调时刻和所述最大协调时刻生成所述协调区间。

第二方面，本申请提供一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法，采用如下的技术方案：

一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法，应用于区块链节点设备，所述方法包括：

接收数据广播终端转发的第一协调信息以及当前传播区块高度,其中，所述第一协调信息用于唤醒未知谣言节点的Pull通信方式；

若所述当前传播区块高度大于账本的最高区块高度，则基于所述第一协调信息唤醒Pull通信方式，从其他区块链节点设备拉取当前传播区块。

通过采用上述技术方案，当未知谣言节点的区块高度小于当前传播区块高度且接收到第一协调信息时，未知谣言节点唤醒Pull通信方式从其他区块链节点设备拉取当前传播区块，从而加快当前传播区块的收敛速度，进而减小区块链中的当前传播区块的传播时延。

可选的，在所述接收数据广播终端转发的第一协调信息以及当前传播区块高度之前，还包括：

接收数据广播终端转发的第二协调信息以及当前传播区块高度，其中，所述第二协调信息包括第二Push转发节点数，所述第二Push转发节点数小于第一Push转发节点数；

若所述当前传播区块高度不小于账本的最高区块高度，则将当前的Push转发数更新为所述第二Push转发节点数。

通过采用上述技术方案，当谣言传播节点账本的最高区块高度不小于当前传播区块高度且接收到第二Push转发节点数时，谣言传播节点将当前Push转发节点更新为接收的第二Push转发节点数，从而减小网络高峰的峰值流量，降低区块链网络流量起伏，提高网络系统性能。

可选的，所述第一协调信息包括唤醒时刻和/或即刻唤醒标记；所述基于所述第一协调信息唤醒Pull通信方式，包括：

当达到所述唤醒时刻或所述即刻唤醒标记为预先存储的唤醒标记时，唤醒Pull通信方式。

可选的，所述方法还包括：

判断当前时刻与上一次唤醒Pull通信方式的时刻之间的间隔是否达到预设保护时间间隔，若是，则执行所述基于所述第一协调信息唤醒Pull通信方式的步骤。

通过采用上述技术方案，通过预设保护时间间隔对未传播节点拉取当前传播区块进行保护，从而减少被劫持的恶意数据广播影响区块链中当前传播区块的传播。

第三方面，本申请提供一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调装置，采用如下的技术方案：

一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调装置，应用于通信协调设备，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取通信总节点数、第一Push转发节点数以及当前传播区块高度；

模拟模块，用于基于所述通信总节点数和所述第一Push转发节点数对当前传播区块的谣言传播节点、未知谣言节点以及已知谣言节点的变化趋势进行模拟；

第二获取模块，用于获取模拟的变化趋势中每个时刻已知谣言节点比例；

确定模块，用于基于预设的优化目标以及所述每个时刻已知谣言节点比例，确定唤醒未知谣言节点的Pull通信方式的协调时刻区间；

发送模块，用于基于所述协调时刻区间将第一协调信息以及所述当前传播区块高度发送给数据广播前端，其中，所述第一协调信息用于唤醒未知谣言节点的Pull通信方式。

第四方面，本申请提供一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调装置，采用如下的技术方案：

一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调装置，应用于区块链节点设备，所述装置包括：

第一接收模块，用于接收数据广播终端转发的第一协调信息以及当前传播区块高度,其中，所述第一协调信息用于唤醒未知谣言节点的Pull通信方式；

唤醒拉取模块，用于若所述当前传播区块高度大于账本的最高区块高度，则基于所述第一协调信息唤醒Pull通信方式，从其他区块链节点设备拉取当前传播区块。

第五方面，本申请提供一种通信协调设备，采用如下的技术方案：

一种通信协调设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行第一方面任一项所述的方法的计算机程序。

第六方面，本申请提供一种区块链节点设备，采用如下的技术方案：

一种区块链节点设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行第二方面任一项所述的方法的计算机程序。

第七方面，一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调系统，采用如下的技术方案：

一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调系统，包括：如第五方面所述通信协调设备、如第六方面所述的区块链节点设备、数据广播前端以及数据广播终端；

所述数据广播前端用于接收所述通信协调设备发送的当前传播区块高度以及第一协调信息；

所述数据广播前端还用于向所述数据广播终端转发所述当前传播区块高度以及所述第一协调信息；

所述数据广播终端用于接收所述数据广播前端发送的所述当前传播区块高度以及所述第一协调信息；

所述数据广播终端还用于向区块链节点设备转发所述当前传播区块高度以及第一协调信息。

第八方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：

一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行第一方面和第二方面任一项所述的方法的计算机程序。

附图说明

图1是本申请实施例应用于通信协调设备的一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法的流程示意图。

图2是本申请实施应用于区块链节点设备的一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法的流程示意图。

图3是本申请实施例中应用于通信协调设备的一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调装置300的结构示意图。

图4是本申请实施例中应用于区块链节点设备的一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调装置400的结构示意图。

图5是本申请实施例中的一种通信协调设备500的结构示意图。

图6是本申请实施例中的一种区块链节点设备600的结构示意图。

图7是本申请实施例中的一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调系统700的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本申请实施例提供一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法，该基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法可由电子设备执行，该电子设备可以为服务器也可以为终端设备，其中该服务器可以是独立的物理服务器，也可以是虚拟机或多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云计算服务的云服务器。终端设备可以是智能手机、平板电脑、台式计算机等，但并不局限于此。

如图1所示，一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法，应用于通信协调设备，其方法的主要流程描述如下（步骤S101～S105）：

步骤S101，获取通信总节点数、第一Push转发节点数以及当前传播区块高度；

在本实施例中，通信协调设备获取区块链中的通信总节点数、第一Push转发节点数以及当前传播区块高度，其中，通信协调设备可以为服务器，还可以为笔记本电脑，但不局限与此。需要说明的是，通信总节点数为区块链中的区块链节点的数量，其中，区块链节点可以为托管服务器，还可以为云服务器，在本实施例中不做具体限定；第一Push转发节点数为区块链中刚开始转发当前传播区块时区块链中谣言传播节点的Push转发数，值得注意的是，第一Push转发节点数基于通信总节点数确定，且第一Push转发节点数远远小于通信总节点数。

步骤S102，基于通信总节点数和第一Push转发节点数对当前传播区块的谣言传播节点、未知谣言节点以及已知谣言节点的变化趋势进行模拟；

在本实施例中，由于Gossip算法对当前传播区块进行传播的过程类似于传染病传染的过程，所以采用疫情预测的数学模型对区块链中当前传播区块的传播过程进行模拟，其中，疫情预测数学模型可以采用SIR模型，还可以采用SI模型，但不局限于此，在本实施例中以SIR模型为例进行具体说明。

将通信总节点数、第一Push转发节点数输入SIR模型中，通过SIR模型对区块链中当前传播区块的传播过程进行模拟，并得到每种类型的区块链节点的变化趋势，其中，区块链节点的类型包括已知谣言节点、未知谣言节点以及谣言传播节点。

下面以T时刻为例对已知谣言节点、未知谣言节点以及谣言传播节点进行具体说明。

已知谣言节点：在区块链节点中，T时刻之前已经完成了当前传播区块的转发，T时刻及T时刻以后不再参与当前传播区块的转发。

未知谣言节点：在区块链中，T时刻还未接收到当前传播区块的区块链节点。

谣言传播节点：在区块链中，T-1时刻接收到当前传播区块且在T时刻对当前传播区块进行转发的区块链节点。

步骤S103，获取模拟的变化趋势中每个时刻已知谣言节点比例；

在本实施例中，获取SIR模型对当前传播区块进行传播时每个时刻已知谣言节点比例，其中，每个时刻已知谣言节点比例为每个时刻已知谣言节点与通信总节点数的比值。

步骤S104，基于预设的优化目标以及每个时刻已知谣言节点比例，确定唤醒未知谣言节点的Pull通信方式的协调时刻区间；

具体的，包括以下子步骤：

步骤S1041，获取模拟的变化趋势中当前传播区块的传播结束时刻，基于传播结束时刻确定最大协调时刻；

在本实施例中，获取SIR模型对当前传播区块进行模拟时的传播结束时刻以及区块链中当前传播区块传播结束之前某一轮对应的时刻，例如，当前传播区块目标在T时刻传播结束，此时当前传播区块传播了N轮，获取当前传播区块传播N-2轮时对应的时刻，需要说明的是，已知谣言节点的每一次传播为一轮传播，例如，谣言传播节点对当前传播区块的转发数为5，那么谣言传播节点将当前传播区块传播至5个区块链节点为一轮传播，在本实施例中将N-2轮对应的时刻作为Pull通信方式的最大协调时刻，值得注意的是，相邻两轮之间的时间间隔可以相同，还可以不同，在本实施例中不做具体限定。从而加快区块链中当前传播区块的收敛速度，进而减小区块链中的当前传播区块的传播时延。

步骤S1042，获取Pull通信方式每次拉取区块链节点的个数，基于每次拉取区块链节点的个数确定所需已知谣言节点比例；

步骤S1043，获取所需已知谣言节点比例对应的谣言散播时刻，并基于谣言散播时刻确定最小协调时刻；

步骤S1044，基于最小协调时刻和最大协调时刻生成协调区间。

具体的，当Pull通信方式每次从周围n个节点拉取当前传播区块时，需要区块链中存在的区块链节点为已知谣言节点，此时需要获取SIR模型已知谣言节点比例为对应时刻，并将该时刻作为最小协调时刻。将最小协调时刻与最大协调时刻之间的时段作为Pull通信方式的协调区间，以加快区块链中Pull通信方式的收敛，减小区块链中当前传播区块的传播时延。

步骤S105，基于协调时刻区间将第一协调信息以及当前传播区块高度发送给数据广播前端，其中，第一协调信息用于唤醒未知谣言节点的Pull通信方式。

在本实施例中，第一协调信息包括唤醒时刻和/或即刻唤醒标记，若在区块链节点中预设有基准时间，例如，若各区块链节点之间存在时钟同步，则可以将协调区间发送数据广播前端，若区块链节点中未做时钟同步，则将即刻唤醒标记发送给数据广播终端，需要说明的是，即刻唤醒标记为与区块链节点约定的一个唤醒标记，其中，即刻唤醒标志可以为Push转发数，还可以为其他约定方式，在本实施例中不做具体限定。在本实施例中以即刻唤醒标志为Push转发数为例进行说明，当区块链节点中未传播谣言节点接收到该Push转发数时，立刻唤醒Pull通信方式对当前传播区块进行拉取。

区块链中对当前传播区块进行传播时，存在谣言传播节点数最多的时刻，谣言传播节点数最多的时刻使网络中谣言传播节点数到达最大值，此时到达网络高峰期；当到达网络高峰期时，谣言传播节点会将大部分当前传播区块转发至已知谣言节点，此时区块链中会存在大量无效的当前传播区块，并且区块链网络流量起伏大，造成网络系统性能无法提高，因此需要降低区块链中的峰值流量。

具体的，在发送第一调节信息之前还包括以下步骤：

步骤a，获取模拟的变化趋势中有效谣言节点数最多的时刻；

在本实施例中，获取SIR模型中所有相邻两个时刻之间的未知谣言节点与已知谣言节点的差值，得到该时刻有效传播节点数，在本实施例中，有效传播节点数是指谣言传播节点将当前传播区块转发至未知谣言节点的数量。

特别说明的是，谣言传播节点数最多时刻的前一刻对应的有效传播节点数最多，在谣言传播节点数最多时刻的前一刻之后，有效传播节点数开始下降。

步骤b，基于有效谣言传播节点数最多的时刻确定协调队列，其中，协调队列包括至少一个协调阈值，且每个协调阈值均对应一第二协调信息；

步骤c，若当前阈值信息达到任一第二协调阈值，则将第二协调信息以及当前传播区块高度发送给数据广播前端，其中，第二协调信息包括第二Push转发节点数，第二Push转发节点数小于第一Push转发节点数。

在本实施例中，协调阈值可以为一个，还可为多个，在本实施例中不做具体限定，每个协调阈值对应一个第二Push转发节点数。

其中，协调阈值可以为协调时刻，还可以为协调比例，下面分别以协调时刻和协调时间对协调队列进行举例说明。

若当前阈值信息为当前时刻，第二协调阈值为协调时刻，则至少一个协调时刻早于有效谣言传播节点数最多的时刻，且每个协调时刻均对应一第二Push转发节点数；若所述协调队列包括多个第二协调阈值，则当前协调时刻的第二Push转发节点数不大于上一协调时刻的第二Push转发节点数。

具体的，当只存在一个协调时刻时，协调时刻位于有效谣言传播节点数最多的时刻之前；当存在多个协调时刻时，多个协调时刻可以全部位于有效谣言传播节点数最多的时刻之前，还可以部分位于有效谣言传播节点数最多的时刻之后，在本实施例中不做具体限定，其中，以协调时刻全部位于有效谣言传播节点数最多的时刻之前为例进行说明。例如，有效谣言传播节点数最多的时刻为10s，第一Push转发节点数为5，将7s、8s、9s定义为协调时刻，7s、8s、9s各对应一个第二Push转发节点数，其中，第二Push转发节点数小于第一Push转发节点，需要说明的是，当前时刻对应的第二Push转发节点数不小于上一协调时刻的第二Push转发节点数，例如，7s、8s、9s对应的第二Push转发节点数可以4、3、2，还可以为4、2、2，在本实施例中不做具体限定。

若当前阈值信息为当前已知谣言节点比例，第二协调信息为协调比例，则至少一个协调比例小于有效谣言传播节点数最多的时刻对应的已知谣言节点比例，且每个协调比例均对应一第二Push转发节点数；若所述协调队列包括多个第二协调阈值，则当前协调比例的第二Push转发节点数不大于上一协调比例的第二Push转发节点数。

在本实施中，当只存在一个协调比例时，协调比例位于有效谣言传播节点数最多的已知谣言比例之前；当存在多个协调比例时，多个协调比例可以全部位于有效谣言传播节点数最多的已知谣言比例之前，还可以部分位于有效谣言传播节点数最多的已知谣言比例之后，在本实施例中不做具体限定，其中每一个协调比例均对应一个第二Push转发数。在生成协调队列之后，实时监测区块链中已知谣言节点比例，当区块链中的已知谣言节点比例到达协调比例之前发送给数据广播前端，区块链节点接收到第一协调信息的已知谣言节点比例为该第一协调信息对应的协调比例。

需要说明的是，步骤S104中协调时刻区间可以设置在多个协调时刻的时间段之间或多个协调比例对应的时间段之间，还可以设置在所有的协调时刻或协调比例之后，在本实施例中不做具体限定。例如，当第一协调信息为Push转发数时，步骤S104中协调时刻区间位于多个协调时刻的时间段之间或多个协调比例对应的时间段之间，当未知谣言节点接收到该Push转发数时唤醒Pull通信方式对当前传播区块进行拉取。

如图2所示，一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法，应用于区块链节点，其方法的主要流程描述如下（步骤S201～S202）：

步骤S201，接收数据广播终端转发的第一协调信息以及当前传播区块高度,其中，第一协调信息用于唤醒未知谣言节点的Pull通信方式；

在本实施例中，数据广播前端将接收到的通信协调设备发送的当前传播区块高度以及第一协调信息发给数据广播终端，数据广播终端将当前传播区块高度以及第一协调信息向区块链中的区块链节点设备进行广播，其中，区块链节点设备可以为托管服务器，还可以为云服务器，在本实施例中不做具体限定，其中，数据广播可以为传统的广播电视途径或者电信所做的数据广播、CDN（content delivery network），还可以为IP组播、FLUTE（FileDelivery over Unidirectional Transport）数据广播以及其他用多个一对一达到的一对多的广播效果的途径，在本实施例中不做具体限定。

步骤S202，若当前传播区块高度大于账本的最高区块高度，则基于第一协调信息唤醒Pull通信方式，从其他区块链节点设备拉取当前传播区块。

具体的，当达到所述唤醒时刻或所述即刻唤醒标记为预先存储的唤醒标记时，唤醒Pull通信方式；在唤醒Pull通信方式之前还需判断当前时刻与上一次唤醒Pull通信方式的时刻之间的间隔是否达到预设保护时间间隔，若是，则执行基于第一协调信息唤醒Pull通信方式的步骤。

若区块链的节点设备之间存在时间基准，则数据广播终端可以向区块链节点设备发送唤醒时间以唤醒未知谣言节点的Pull通信方式。

具体的，数据广播终端发送的当前传播区块高度为1000，第一协调信息为唤醒时刻，在本实施例中，唤醒时间为一个时间段，当未知谣言节点的最高账本高度为999时，未知谣言节点首先判断本次接收第一协调信息的时刻与上一次接收到唤醒时刻的时间间隔是否到达预设保护时间间隔，例如，上一次接收到唤醒时间的时刻为07:00：00，本次接收唤醒时间的时刻为07:00:09，预设保护时间间隔为8s，唤醒时间为07:00:15～07:00:20。在本实施例中，本次接收唤醒时间的时刻与上一次接收唤醒时间的时刻间隔为9s，所以未知谣言节点在07:00:15～07:00:20中任意一时刻从其他区块链节点设备拉取当前传播区块即可，通过预设保护时间间隔对未知谣言节点进行保护，从而减小数据广播前端或终端被恶意数据广播劫持时对未知谣言节点拉取当前传播区块造成干扰。

若区块链中的区块链节点设备之间不存在时间同步，则数据广播终端可以向区块链节点设备发送即刻唤醒标志以唤醒未知谣言节点的Pull通信方式。

具体的，数据广播终端发送的当前传播区块高度为1000，第一协调信息为即刻唤醒标志，在本实施例中即刻唤醒标志可以为Push转发节点数，其中以Push转发节点数为2时对即刻唤醒标志进行说明，在区块链节点设备中，约定一个即刻唤醒标志，当未知谣言节点接收到即刻唤醒标志时，立刻对当前传播区块进行拉取，未知谣言节点的预设保护时间间隔与上述一致，在此不做赘述。

数据广播终端在接收数据广播前端发送的第一协调信息之前还接收到第二协调信息和当前传播区块高度，并将当前传播区块高度以及第二协调信息发送给区块链节点设备。

具体的，接收数据广播终端转发的第二协调信息以及当前传播区块高度，其中，第二协调信息包括第二Push转发节点数，第二Push转发节点数小于第一Push转发节点数；若当前传播区块高度不小于账本的最高区块高度，则将当前的Push转发数更新为第二Push转发节点数。

在本实施例中，数据广播终端多次向区块链节点设备发送当前传播区块高度以及第二协调信息，其中第二协调信息为第二Push转发节点数，第二Push转发节点数用于降低网络高峰期时的Push转发数。需要说明的是，数据广播基于协调阈值依次向区块链节点设备发送第二转发节点数以及当前传播区块高度。

下面以数据广播终端向区块链节点设备发送其中一个第二Push转发节点数为例进行说明。

数据广播终端向区块链节点设备发送的当前传播区块高度为1000，第二Push转发节点数为3，在区块链节点设备中，第一Push转发节点数为6，谣言传播节点的区块高度为1000，此时已知谣言节点将第一转发数6更新为第二Push转发节点数3，需要说明的是，当区块节链设备当前接收的第二Push转发节点数大于上一时刻接收的第二Push转发节点数，区块节链设备不对当前Push转发节点数进行更新，从而减小数据广播前端或终端被恶意数据广播劫持时对未知谣言节点拉取当前传播区块造成干扰。

图3为本申请提供的一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调装置300的结构框图，其应用于通信协调设备，该基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调装置300包括：

第一获取模块301，用于获取通信总节点数、第一Push转发节点数以及当前传播区块高度；

模拟模块302，用于基于通信总节点数和第一Push转发节点数对当前传播区块的谣言传播节点、未知谣言节点以及已知谣言节点的变化趋势进行模拟；

第二获取模块303，用于获取模拟的变化趋势中每个时刻已知谣言节点比例；

确定模块304，用于基于预设的优化目标以及每个时刻已知谣言节点比例，确定唤醒未知谣言节点的Pull通信方式的协调时刻区间；

第一发送模块305，用于基于协调时刻区间将第一协调信息以及当前传播区块高度发送给数据广播前端，其中，第一协调信息用于唤醒未知谣言节点的Pull通信方式。

作为本实施例的一种可选实施方式，确定模块304还包括：

第一获取确定模块，用于获取模拟的变化趋势中当前传播区块的传播结束时刻，基于传播时刻确定最大协调时刻；

第二获取确定模块，用于获取Pull通信方式每次拉取区块链节点的个数，基于每次拉取区块链节点的个数确定所需已知谣言节点比例；

第二获取确定模块，用于获取所需已知谣言节点比例对应的谣言散播时刻，并基于谣言散播时刻确定最小协调时刻；

区间生成模块，用于基于最小协调时刻和最大协调时刻生成协调区间。

作为本实施例的一种可选实施方式，该基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调装置300还包括：

第三获取模块，用于获取模拟的变化趋势中有效谣言节点数最多的时刻；

队列确定模块，用于基于有效谣言传播节点数最多的时刻确定协调队列，其中，协调队列包括至少一个协调阈值，且每个协调阈值均对应一第二协调信息；

第二发送模块，用于若当前阈值信息达到任一第二协调阈值，则将第二协调信息以及当前传播区块高度发送给数据广播前端，其中，第二协调信息包括第二Push转发节点数，第二Push转发节点数小于第一Push转发节点数。

其中，若当前阈值信息为当前时刻，第二协调阈值为协调时刻，则至少一个协调时刻早于有效谣言传播节点数最多的时刻，且每个协调时刻均对应一第二Push转发节点数应用于第二发送模块。

若当前阈值信息为当前已知谣言节点比例，第二协调信息为协调比例，则至少一个协调比例小于有效谣言传播节点数最多的时刻对应的已知谣言节点比例，且每个协调比例均对应一第二Push转发节点数也应用于第二发送模块。

本申请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。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，本申请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电子设备(可以是个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法的全部或部分步骤。

图4为本申请提供的一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调装置400的结构框图，其应用于区块链节点设备，该基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调装置400包括：

第一接收模块401，用于接收数据广播终端转发的第一协调信息以及当前传播区块高度,其中，第一协调信息用于唤醒未知谣言节点的Pull通信方式；

唤醒拉取模块402，用于若当前传播区块高度大于账本的最高区块高度，则基于第一协调信息唤醒Pull通信方式从其他区块链节点拉取当前传播区块。

在本可选实施例中，唤醒拉取模块402具体用于当达到唤醒时刻或第三Push转发节点数为预先存储的唤醒Push转发节点数时或即刻唤醒标记，唤醒Pull通信方式。

作为本实施例的一种可选实施方式，该基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调装置400还包括：

第二接收模块，用于在接收数据广播终端转发的第一协调信息以及当前传播区块高度之前，接收数据广播终端转发的第二协调信息以及当前传播区块高度，其中，第二协调信息包括第二Push转发节点数，第二Push转发节点数小于第一Push转发节点数；

更新模块，用于若当前传播区块高度不小于账本的最高区块高度，则将当前的Push转发数更新为第二Push转发节点数。

作为本实施例的一种可选实施方式，该基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调装置400还包括：

判断模块，用于判断当前时刻与上一次唤醒Pull通信方式的时刻之间的间隔是否达到预设保护时间间隔，若是，则执行基于第一协调信息唤醒Pull通信方式的步骤。

本申请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。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，本申请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电子设备(可以是个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法的全部或部分步骤。

图5为本申请实施例提供的一种通信协调设备500的结构框图。如图5所示，通信协调设备500包括存储器501、处理器502和通信总线503；存储器501、处理器502通过通信总线503相连。存储器501上存储有能够被处理器502加载并执行如上述实施例提供的基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法。

存储器501可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器501可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令以及用于实现上述实施例提供的基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法的指令等；存储数据区可存储上述实施例提供的基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法中涉及到的数据等。

处理器502可以包括一个或者多个处理核心。处理器502通过运行或执行存储在存储器501内的指令、程序、代码集或指令集，调用存储在存储器501内的数据，执行本申请的各种功能和处理数据。处理器502可以为特定用途集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、数字信号处理装置(Digital Signal Processing Device，DSPD)、可编程逻辑装置(ProgrammableLogic Device，PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器和微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的设备，用于实现上述处理器502功能的电子器件还可以为其它，本申请实施例不作具体限定。

通信总线503可包括一通路，在上述组件之间传送信息。通信总线503可以是PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA (ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构)总线等。通信总线503可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

图6为本申请实施例提供的一种区块链节点设备600的结构框图。如图6所示，区块链节点设备600包括存储器601、处理器602和通信总线603；存储器、处理器602通过通信总线603相连。存储器601上存储有能够被处理器602加载并执行如上述实施例提供的基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法。

存储器601可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器601可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令以及用于实现上述实施例基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法的指令等；存储数据区可存储上述实施例提供的基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法中涉及到的数据等。

处理器602可以包括一个或者多个处理核心。处理器602通过运行或执行存储在存储器601内的指令、程序、代码集或指令集，调用存储在存储器601内的数据，执行本申请的各种功能和处理数据。处理器602可以为特定用途集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、数字信号处理装置(Digital Signal Processing Device，DSPD)、可编程逻辑装置(ProgrammableLogic Device，PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器和微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的设备，用于实现上述处理器602功能的电子器件还可以为其它，本申请实施例不作具体限定。

通信总线603可包括一通路，在上述组件之间传送信息。通信总线503可以是PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA (ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构)总线等。通信总线603可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一个双箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

图7为本申请实施例提供的一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调系统系统700的结构框图。

基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调系统700包括通信协调设备500、区块链节点设备600、数据广播前端800以及数据广播终端900；

数据广播前端800用于接收通信协调设备500发送的当前传播区块高度以及第一协调信息；

数据广播前端800还用于向数据广播终端900转发当前传播区块高度以及第一协调信息；

数据广播终端900用于接收数据广播前端800发送的当前传播区块高度以及第一协调信息；

数据广播终端900还用于向区块链节点设备600转发当前传播区块高度以及第一协调信息。

本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上述实施例提供的基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法的计算机程序。

本实施例中，计算机可读存储介质可以是保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质可以是但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意组合。具体的，计算机可读存储介质可以是便携式计算机盘、硬盘、U盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、讲台随机存取存储器（SRAM）、便携式压缩盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘（DVD）、记忆棒、软盘、光盘、磁碟、机械编码设备以及上述任意组合。

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。

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，本申请中所涉及的申请范围，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前述申请构思的情况下，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申请的(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 (16)

1.一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法，其特征在于，应用于通信协调设备，所述方法包括：

获取通信总节点数、第一Push转发节点数以及当前传播区块高度；

基于所述通信总节点数和所述第一Push转发节点数对当前传播区块的谣言传播节点、未知谣言节点以及已知谣言节点的变化趋势进行模拟；

获取模拟的变化趋势中每个时刻已知谣言节点比例；

基于预设的优化目标以及所述每个时刻已知谣言节点比例，确定唤醒未知谣言节点的Pull通信方式的协调时刻区间；

基于所述协调时刻区间将第一协调信息以及所述当前传播区块高度发送给数据广播前端，其中，所述第一协调信息用于唤醒未知谣言节点的Pull通信方式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取模拟的变化趋势中有效谣言节点数最多的时刻；

基于所述有效谣言传播节点数最多的时刻确定协调队列，其中，所述协调队列包括至少一个协调阈值，且每个所述协调阈值均对应一第二协调信息；

若当前阈值信息达到任一所述第二协调阈值，则将所述第二协调信息以及所述当前传播区块高度发送给所述数据广播前端，其中，所述第二协调信息包括第二Push转发节点数，所述第二Push转发节点数小于所述第一Push转发节点数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述当前阈值信息为当前时刻，所述第二协调阈值为协调时刻，则至少一个所述协调时刻早于所述有效谣言传播节点数最多的时刻，且每个所述协调时刻均对应一第二Push转发节点数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述当前阈值信息为当前已知谣言节点比例，所述第二协调信息为协调比例，则至少一个协调比例小于所述有效谣言传播节点数最多的时刻对应的已知谣言节点比例，且每个所述协调比例均对应一第二Push转发节点数。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一协调信息包括唤醒时刻和/或即刻唤醒标记。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于预设的优化目标以及所述每个时刻已知谣言节点比例，确定唤醒未知谣言节点的Pull通信方式的协调时刻区间，包括：

获取模拟的变化趋势中当前传播区块的传播结束时刻，基于所述传播结束时刻确定最大协调时刻；

获取Pull通信方式每次拉取区块链节点的个数，基于所述每次拉取区块链节点的个数确定所需已知谣言节点比例；

获取所述所需已知谣言节点比例对应的谣言散播时刻，并基于谣言散播时刻确定最小协调时刻；

基于所述最小协调时刻和所述最大协调时刻生成所述协调区间。

7.一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调方法，其特征在于，应用于区块链节点设备，所述方法包括：

接收数据广播终端转发的第一协调信息以及当前传播区块高度,其中，所述第一协调信息用于唤醒未知谣言节点的Pull通信方式；

若所述当前传播区块高度大于账本的最高区块高度，则基于所述第一协调信息唤醒Pull通信方式，从其他区块链节点设备拉取当前传播区块。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述接收数据广播终端转发的第一协调信息以及当前传播区块高度之前，还包括：

接收数据广播终端转发的第二协调信息以及当前传播区块高度，其中，所述第二协调信息包括第二Push转发节点数，所述第二Push转发节点数小于第一Push转发节点数；

若所述当前传播区块高度不小于账本的最高区块高度，则将当前的Push转发数更新为所述第二Push转发节点数。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述第一协调信息包括唤醒时刻和/或即刻唤醒标记；所述基于所述第一协调信息唤醒Pull通信方式，包括：

当达到所述唤醒时刻或所述即刻唤醒标记为预先存储的唤醒标记时，唤醒Pull通信方式。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断当前时刻与上一次唤醒Pull通信方式的时刻之间的间隔是否达到预设保护时间间隔，若是，则执行所述基于所述第一协调信息唤醒Pull通信方式的步骤。

11.一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调装置，其特征在于，应用于通信协调设备，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取通信总节点数、第一Push转发节点数以及当前传播区块高度；

模拟模块，用于基于所述通信总节点数和所述第一Push转发节点数对当前传播区块的谣言传播节点、未知谣言节点以及已知谣言节点的变化趋势进行模拟；

第二获取模块，用于获取模拟的变化趋势中每个时刻已知谣言节点比例；

确定模块，用于基于预设的优化目标以及所述每个时刻已知谣言节点比例，确定唤醒未知谣言节点的Pull通信方式的协调时刻区间；

发送模块，用于基于所述协调时刻区间将第一协调信息以及所述当前传播区块高度发送给数据广播前端，其中，所述第一协调信息用于唤醒未知谣言节点的Pull通信方式。

12.一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调装置，其特征在于，应用于区块链节点设备，所述装置包括：

第一接收模块，用于接收数据广播终端转发的第一协调信息以及当前传播区块高度,其中，所述第一协调信息用于唤醒未知谣言节点的Pull通信方式；

唤醒拉取模块，用于若所述当前传播区块高度大于账本的最高区块高度，则基于所述第一协调信息唤醒Pull通信方式，从其他区块链节点设备拉取当前传播区块。

13.一种通信协调设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至6任一种所述方法的计算机程序。

14.一种区块链节点设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求7至10任一种所述方法的计算机程序。

15.一种基于数据广播的Gossip算法中通信方式协调系统，其特征在于，包括：如权利要求13所述的通信协调设备、如权利要求14所述的区块链节点设备、数据广播前端以及数据广播终端；

所述数据广播前端用于接收所述通信协调设备发送的当前传播区块高度以及第一协调信息；

所述数据广播前端还用于向所述数据广播终端转发所述当前传播区块高度以及所述第一协调信息；

所述数据广播终端用于接收所述数据广播前端发送的所述当前传播区块高度以及所述第一协调信息；

所述数据广播终端还用于向区块链节点设备转发所述当前传播区块高度以及第一协调信息。

16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至10中任一种所述方法的计算机程序。

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