[发明专利]一种基于信誉值的PBFT共识系统及方法

权利要求书

1.一种基于信誉值的PBFT共识系统，其特征在于，该系统包括：

社区，按照区域划分的不同区，每个社区都有不同的物联网设备，物联网设备之间相互通信；

从链，用以社区内的所有成员直接进行数据共享操作，从链的节点由静止的物联设备以及服务器共同维护；

主链，一条区块按照时间顺序线性排列的联盟链，用以太坊或者超级账本创建，用以保证智能设备的可信认证、设备跨链的可信认证以及跨链交互的可信共享平台，主链的节点由公共可信的机构来构建和维护；

从链节点，所述从链节点包括：

通信节点，即主节点，用以与主链进行通信并且具有最高的信誉值，当需要选举新的通信节点时，在验证节点里边选出信誉值最高的作为新一轮的通信节点；验证节点，用以做共识以及构建从链区块，当验证节点信誉值低于某个候选节点时，其他验证节点则通过共识将其身份设为候选节点，将此时拥有最高信誉值的候选节点设为验证节点；候选节点，用以传送数据；

其中，该系统用于实现如下方法步骤:步骤S1，在从链节点中选取此时信誉值最高的节点作为通信节点i，即主节点i，在其他从链节点中选取n个验证节点，对每一个验证节点从0到n-1进行编号，进行从链节点中的新一轮共识，将共识选出的节点p作为新的主节点，如果p＝i，则重新选取主节点，直到p与i不为同一节点，则进行下一步骤；

步骤S2，主节点p生成共识消息，将共识消息发送给其他验证节点，其他验证节点对共识消息进行验证，若验证通过，则向主节点以及验证节点发送共识确认消息，若验证未通过，则不发送共识确认消息；

步骤S3，判断在规定时间内主节点p是否收到2f数量的其他验证节点的共识确认消息，如没有收到2f数量的共识确认消息，则请求新一轮共识，选出下一个主节点，如收到2f数量的共识确认消息，则表示共识达成并发布完整区块，并且根据检查点协议清除缓存中的交易信息，其中，所述f为从链能容忍的最大拜占庭节点的数量。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统每隔一段时间会重新根据当前的信誉值选取最可靠的节点作为通信节点，信誉值通过每个节点本身的共识结果，以及传输延迟来评判，节点t对节点u的信誉值评价公式如下：

cre_t,u＝(t-t_u-t)*10^-3+cre_t,u+(cse_tcse_u)*10^-4

其中，t_u-t表示节点u返回给节点t的消息传输实际时延；t表示希望节点u返回给节点t的消息传输理想时延，单位为秒，低于该时延信誉值增加，反之则减少；cse_t表示节点t的共识结果；cse_u表示节点u的共识结果。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述从链和所述主链包括，

区块头，用以存储本区块hash值、上一区块hash值、merkle树根、区块构造者签名以及时间戳；

区块体，用以记录智能设备的可信认证信息以及其他域的设备在本域的认证信息。

4.一种基于信誉值的PBFT共识方法，其特征在于，该方法基于如权利要求1至3任一所述系统中实现，包括如下步骤：

步骤S1，在从链节点中选取此时信誉值最高的节点作为通信节点i，即主节点i，在其他从链节点中选取n个验证节点，对每一个验证节点从0到n-1进行编号，进行从链节点中的新一轮共识，将共识选出的节点p作为新的主节点，如果p＝i，则重新选取主节点，直到p与i不为同一节点，则进行下一步骤；

步骤S2，主节点p生成共识消息，将共识消息发送给其他验证节点，其他验证节点对共识消息进行验证，若验证通过，则向主节点以及验证节点发送共识确认消息，若验证未通过，则不发送共识确认消息；

步骤S3，判断在规定时间内主节点p是否收到2f数量的其他验证节点的共识确认消息，如没有收到2f数量的共识确认消息，则请求新一轮共识，选出下一个主节点，如收到2f数量的共识确认消息，则表示共识达成并发布完整区块，并且根据检查点协议清除缓存中的交易信息，其中，所述f为从链能容忍的最大拜占庭节点的数量。