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PBFT联盟区块链共识机制的优化方法以及系统 

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申请/专利权人:浙江万里共链科技发展有限公司

摘要:本发明公开了一种PBFT联盟区块链共识机制的优化方法以及系统,根据积分模型筛选表现优越的多个节点,并基于多个节点组建临时委员会;若共识主节点出现故障或受攻击,则基于共识机制触发视图切换流程;基于临时委员会的多个节点以及随机化选主策略选举出主节点;基于主节点以及视图切换流程触发新视图的共识流程,此时,根据积分模型筛选表现优越的多个节点,以便于对表现优越的多个节点进行后续管控,并基于多个节点组建临时委员会,保证了建临时委员会的优越性,同时,基于临时委员会的多个节点以及随机化选主策略选举出主节点,在确保共识结果可靠性的前提下提高了PBFT联盟区块链共识机制的共识效率。

主权项:1.一种PBFT联盟区块链共识机制的优化方法,其特征在于,应用于PBFT联盟区块链共识机制的优化场景;所述PBFT联盟区块链共识机制的优化方法包括:在PBFT联盟区块链共识机制中,根据节点在共识流程中的综合表现构建出节点积分模型;根据积分模型筛选表现优越的多个节点,并基于多个节点组建临时委员会;定格积分模型;根据积分模型筛选表现优越的多个节点;基于多个节点以及对应的积分进行排序,根据积分排名情况能够筛选出多个节点;根据多个节点组建临时委员会;全网节点的积分权重集合 ;其中n为全网节点总数,表示节点i本地统计得出的节点j积分情况;节点i会将本地计算得到的广播给其他节点进行验证,验证通过后成为视图view中临时委员会认可的ScoreList,ScoreList表示以列表结构存储的、网络中所有节点积分的权重情况;此后,节点会根据筛选标准从中筛选出视图view+1的新临时委员会节点集群committee,其中,为排序为的节点,为用于按积分降序排列的排列函数;若共识主节点出现故障或受攻击,则基于共识机制触发视图切换流程;若共识主节点出现故障或受攻击,定位共识机制;基于共识机制发送视图切换请求;根据视图切换请求触发视图切换流程;基于临时委员会的多个节点以及随机化选主策略选举出主节点;采集临时委员会的多个节点;关联临时委员会的多个节点以及随机化选主策略;在随机化选主策略中,基于临时委员会的多个节点以及历史区块哈希进行随机化选主,并选举出主节点;计算临时委员会的多个节点的当选概率: 其中,表示临时委员会节点i的积分权重;引入轮盘算法,计算各节点的累计概率,遍历各节点的累计概率,选出第一个满足的节点i作为新视图中主节点;其中,表示各节点的累计概率;X为随机因子确定的随机数;基于主节点以及视图切换流程触发新视图的共识流程;此时,下面对节点积分模型相关构建及更新流程进行介绍:每个节点刚加入到共识网络时会被赋予一个基准积分,即初始化时节点i的积分为,经过t个视图轮次,节点积分被更新为,如下所示,其中表示经过t个视图后节点i的积分变化值; 此时,提到的影响节点行为意向的A、SN和PBC三个因子,从节点在共识过程中的参与度、活跃度、历史表现、共识行为以及技术表现因素体现出来;将其结合到具体的积分指标中,最终根据以下公式计算得出节点在一次共识决策中的实际行为意向表现,具体如下,其中α、β、γ为权重参数,表示各因子针对不同的共识场景对节点行为意向的影响程度各不相同,根据实际情况进行调整; 节点的态度反映着节点的参与意愿,其直接决定着节点是否参与正确提案的广播以促成共识,共识机制中节点间通过相互通信,从而达成一轮又一轮的共识决策,这意味着共识机制中对协同和社会性的依赖,因此,节点的主观规范,也就是节点在共识过程中的历史表现、个人贡献,同样应当具备影响力;最后,感知行为控制在共识机制中从节点的资源和技术条件体现因此,权重参数应当满足; 是态度因子,能够从节点对共识流程中的参与程度上体现;节点发送消息参与共识并且消息得到共识认可,会被记为一次成功的参与,节点的参与度会随之原子性递增,结合目标通信次数M进行运算得出的表达式: 节点的历史表现和贡献度能够体现出节点的主观规范;经过积分衰减函数的加权处理得到节点的历史表现得分,并结合节点在共识流程中的贡献计算得出的表达式: 其中,v表示当前视图编号;表示指数衰减函数,以反映随着共识轮次的增加,节点历史积分的参考价值随之降低;表示第t个视图节点的积分;表示积分上限,始终满足;Q表示节点的贡献值,即当一个提案的共识处理完成后,根据节点在过程中的具体行为,会为其赋予贡献值Q,其中全程参与指节点参与了本次共识每个阶段的消息传递且共识结果与其一致,未全程参与指节点由于网络延迟原因错过某一阶段的消息传递,故障行为指节点由于本地故障因素导致节点未参与本次共识的提案消息传递,恶意行为指节点传递的消息存在与最终共识结果不一致的情况;为加权值,为缩小节点间的积分差距,设置主节点,副本节点;在共识流程中,节点的消息传递延迟、消息传递成功率以及资源利用率技术表现能够反映出节点的,如下表示: 其中,c为节点消息传递时延;表示标准通信时延;用于调整通信时延对的影响程度,通信时延小于标准,趋近于1,反之趋近于0;综上,每当完成一个提案的共识确定,节点的积分将如以下公式进行调整,v1;若成功触发视图切换,旧视图的主节点的积分会被置为; 在一个视图中节点所有轮次的积分更新情况汇总为如以下公式所示,式中k表示在视图t中完成的共识次数; 。

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