基于多领导节点的实用拜占庭容错区块链共识方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109246194A(43)申请公布日2019.01.18(21)申请号201810914022.7G06Q40/04(2012.01)(22)申请日2018.08.13H04L9/32(2006.01)(71)申请人佛山市顺德区中山大学研究院地址528399广东省佛山市顺德区大良街道办事处云路社区居民委员会南国东路9号申请人广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院中山大学(72)发明人胡建国全小虎李元新(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人左恒峰(51)Int.Cl.H04L29/08(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称基于多领导节点的实用拜占庭容错区块链共识方法及系统(57)摘要本发明公开了基于多领导节点的实用拜占庭容错区块链共识方法及系统，其中方法包括：使共识节点连接到kafka集群，将共识节点所接收的交易以及相应的共识节点信息上传至kafka集群中；对相应的共识节点进行相同切割，从而将相应的交易打包为区块；按照领导节点的个数对非领导节点进行单一匹配分组，使得每个小组内包含一个领导节点，并在小组内执行PBFT，从而与领导节点所对应的区块保持同步。相比于传统技术，本发明解决了PBFT算法由于复杂度太高而导致的网络中节点个数多而无法实用的难题，同时还加快了区块链系统产生及确认一个区块的时间，进而大大提升了整个区块链系统的吞吐量，具有较高的实用性。CN109246194ACN109246194A权利要求书1/2页1.基于多领导节点的实用拜占庭容错区块链共识方法，其特征在于，包括以下步骤：使共识节点连接到kafka集群，将共识节点所接收的交易以及相应的共识节点信息上传至kafka集群中；对相应的共识节点进行相同切割，从而将相应的交易打包为区块；所述的共识节点即为领导节点；按照领导节点的个数对非领导节点进行单一匹配分组，使得每个小组内包含一个领导节点，并在小组内执行PBFT，从而与领导节点所对应的区块保持同步。2.根据权利要求1所述的基于多领导节点的实用拜占庭容错区块链共识方法，其特征在于，对相应的共识节点进行相同切割，从而将相应的交易打包为区块，包括：在对共识节点进行切割前，发放TTC同步消息至kafka集群中，待共识节点第一次接收到该TTC同步消息时，开始切割并将之前的交易打包为区块N，之后的交易以区块N+1的形式开始打包；其中，N为区块序数。3.根据权利要求1所述的基于多领导节点的实用拜占庭容错区块链共识方法，其特征在于，在小组内执行PBFT，从而与领导节点所对应的区块保持同步，包括：将领导节点所对应的区块内的交易进行排序并存入列表，并将列表向全网广播，以扩散至小组内非领导节点；针对于每个非领导节点，根据列表来模拟执行排序交易并生成相应的新区块，基于交易结果计算该区块的哈希摘要并向全网广播；待到某非领导节点接收到2f个与自身相等的哈希摘要，则向全网广播一条commit消息；待到某非领导节点接收到2f+1条commit消息，则提交相应的新区块及其交易并上传至本地区块链和状态数据库；其中，f为拜占庭容错节点的个数。4.根据权利要求1所述的基于多领导节点的实用拜占庭容错区块链共识方法，其特征在于，每个小组的节点数不超过100。5.如权利要求1-4任一所述的基于多领导节点的实用拜占庭容错区块链共识系统，其特征在于，包括：链接模块，用于使共识节点连接到kafka集群，将共识节点所接收的交易以及相应的共识节点信息上传至kafka集群中；处理模块，用于对相应的共识节点进行相同切割，从而将相应的交易打包为区块；所述的共识节点即为领导节点；识别模块，用于按照领导节点的个数对非领导节点进行单一匹配分组，使得每个小组内包含一个领导节点，并在小组内执行PBFT，从而与领导节点所对应的区块保持同步。6.根据权利要求5所述的基于多领导节点的实用拜占庭容错区块链共识系统，其特征在于，所述处理模块，对相应的共识节点进行相同切割，从而将相应的交易打包为区块，包括：在对共识节点进行切割前，发放TTC同步消息至kafka集群中，待共识节点第一次接收到该TTC同步消息时，开始切割并将之前的交易打包为区块N，之后的交易以区块N+1的形式开始打包；其中，N为区块序数。7.根据权利要求5所述的基于多领导节点的实用拜占庭容错区块链共识系统，其特征2CN109246194A权利要求书2/2页在于，所述识别模块，在小组内执行PBFT，从而与领导节点所对应的区块保持同步，包括：将领导节点所对应的区块内的交易进行排序并存入列表，并将列表向全网广播，以扩散至小组内非领导节点；针对于每个非领导节点，根据列表来模拟执行排序交易并生成相应的新区块，基