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申请/专利权人：北京工商大学

摘要：本发明提供一种基于优化PAXOS的食品溯源分布式数据同步方法，包括如下步骤：步骤1、基于食品溯源业务流程构建基于联盟区块链的食品溯源模型，客户端基于API接口进行溯源相关信息的录入与查询；所述溯源模型包括多个节点；步骤2、在追溯模型中，定义token为用户身份认证标识，节点将本业务流程的溯源信息上传溯源系统，当客户端API接口接收到信息上链请求时，校验是否初始节点；步骤3、判断该初始节点的类型，若该初始节点为养殖厂，转步骤4；若该初始节点为非养殖厂，转步骤5；在联盟区块链内部署动态节点；步骤4、若该节点为养殖厂，校验该节点资质信息，只有资质信息通过后，才允许将该条初始信息上传至溯源区块链上进行同步存储；步骤5、执行信息上链智能合约。

主权项：1.一种基于优化PAXOS的食品溯源分布式数据同步方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、基于食品溯源业务流程构建基于联盟区块链的食品溯源模型，所述溯源模型的功能包括：用户获取token、溯源信息上链、溯源信息查询；客户端基于API接口进行溯源相关信息的录入与查询；所述溯源模型包括多个节点；步骤2、在溯源模型中，定义token为用户身份认证标识，后续发起业务流转、查询溯源信息时输入该token，获取token后，节点将本业务流程的溯源信息上传溯源系统，当客户端API接口接收到信息上链请求时，校验是否是初始节点；步骤3、在联盟区块链内部署动态节点；选取部分节点作为动态节点，在业务轮转时进行部署；如果上述步骤2中经校验是初始节点，则判断该初始节点的类型，若该初始节点为养殖厂，转步骤4；若该初始节点为非养殖厂，转步骤5；所述步骤3中，在联盟区块链内部署动态节点，其步骤如下：步骤3.1：新增节点，线下获取角色证书RCert、准入证书ECert后，新节点连接成联盟链内节点，新请求接入的节点提供证书签证机关CA提供的证书，被联盟链上各节点认证通过后，即开始形成共识；步骤3.2：新节点验证，已通过CA认证的新节点发送的加入请求被接收，并给全网节点发送广播AddNode消息，在原节点收到的AddNode请求满足数量条件并进行验证后，在路由表中加入新的节点信息，并与当前的新节点进行反向连接；步骤3.3：全网广播，发现全网中与自身建立连接的节点达到N-f个节点后，初始化新节点后进入Recovery状态，即一个索引的分片分配到另外一个节点的过程，并请求将未加入前的区块数据加入节点，在完成Recovery后，即新节点通过更新写入最新的系统区块数据，并将ReadyForN消息广播自全网，表明已同步化账本，可在系统加入已完备的新节点；其中N为节点总数，f为拜占庭节点总数；步骤3.4：全局更新，新节点所发送的新节点准备完备ReadyForN消息已经送达现有节点，在验证通过后执行本地计算，并全网广播AgreeUpdateN消息；表明系统将暂停三阶段的交易处理流程,为更新N,视图view做准备；节点收到AgreeUpdateN即同意对节点进行更新的消息大于等于N-f个，主节点广播Update消息，此时各节点更新系统状态；步骤4、若该节点为养殖厂，则需监管系统执行监管智能合约进行监管，校验该节点资质信息，只有资质信息通过后，才允许将该条初始信息上传至溯源区块链上进行同步存储；所述的步骤4中的同步存储是基于联盟区块链技术的食品溯源切分存储，采用分层多链的数据存储方法以及基于PAXOS算法的数据处理方法，分层多链的数据存储过程如下：步骤4.1、首先对区块进行分组，由主节点存储完整的食品流转行为数据，副节点则根据一致性哈希原理分片存储食品溯源数据；步骤4.2、每个区块组中有K+1个区块节点，首先采用基于位置的分组设计，每个组中根据节点区块的性能以及可靠性选出一个节点区块担任主区块节点，令其存储完整的溯源数据，使除主节点外的其他区块节点共同存储分片区块数据，随后对2^32取模，2^32个点组成的圆环称为哈希环，根据服务节点的IP或者机器名称进行哈希，确定每台机器在哈希环上的位置；步骤4.3、另外，将一致的哈希环划分为相同大小的W区域以对应于W个虚拟节点，并结合各节点的性能情况对虚拟节点的总量进行调配；步骤4.4、结合各节点对应的性能值，推出各节点的虚拟节点分配状况公式： 其中，Vni表示第i个区块节点应分配的节点个数，W表示虚拟节点总数，表示第i个节点在一个区块组中的总节点比重，其中，pni代表区块节点i的性能值；步骤4.5、执行信息上链智能合约，通过优化后的PAXOS算法校验时间、业务流程、追溯ID信息与上一次流转是否匹配，校验通过后，数据将通过联盟区块链在所有追溯环节进行数据同步，具体包括：将议案和议案编号实现有效的分离，从而促使提案者proposer提出若干个议案的编号，并将其充当原议案，构建分布式时钟中心，之后按照既定的流程，备份若干副本，实现对食品追溯数据上链请求的并行处理，利用全局时钟来让进程能够向前执行，对提交的C号码进行标准化的设计，从而对所需的提案进行良好的提交；对PAXOS算法的公式展开标准化的验证，设定最为适用的C号码；其采用的时钟系统算法与投票流程包括：1系统准备阶段，在学习者learner初始化的过程中，其对应的时钟值I＝0；2提案者proposer在获取request请求之后，将定时器timer有效的开启，同时把它压缩为提案摘要P并等待计时器到期以前将完整提案PR提交给接受者；议案提交者proposer可以提交议案，acceptor进入承诺状态promise；3投票表决，当learner通过一个PR的时候，解析PR并提取推入的ID；投票表决，在接受者收到动作后，它进入接受状态；然后取出动作编号，同意并忽略受约人持有的最大数量的动作；在多于二分之一的acceptor选择同意时把数值传输至learner，acceptor的状态也会调整至accepted；所有学习者都会收到查询并增加编号以实现同步；如果ID未被批准，则将其写入执行代表exe_project_T，并且更新时钟I＝I+1；4学习议案，当账单被接受时，账单将被发送给学习者，一旦该议案被学习便可以进行下一议案的审批；直到下一条议案提出的是停止提出议案的要求时，系统才终止运行。

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