[发明专利]一种基于信誉值的PBFT共识系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于信誉值的PBFT共识系统及方法，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；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；从链节点，用以构建从链区块与主链的通信，根据不同的信誉值用以作为通信、验证或候选。实施本发明，增加了系统执行的效率，保证了可信服务的有效性和质量；减少共识节点的数目减少了共识的时间，改进PBFT检查点协议。

技术领域

本发明属于物联网领域，涉及一种基于信誉值的PBFT共识系统及方法。

背景技术

随着我国物联网行业业务逐渐复杂，产生的业务数据越来越多样化以及复杂化，多业务跨域服务的需求也越来越多，面对这种情况，采用联盟链构成主从式区块链链式结构能够保证数据的安全可信，由于共识机制会消耗大量的时间，如何提高区块链共识效率成了一个亟待解决的问题。

传统的联盟链算法主要是PBFT算法，PBFT是Practical Byzantine FaultTolerance的缩写，意为实用拜占庭容错算法，然而此算法一开始并不是为了解决联盟区块链的共识问题而提出的，因为是全节点参与共识，所以将其用在联盟链中会出现效率低等问题。

在现有技术中也存在一些解决方案，但都存在不同程度的缺陷，具体如下：

技术方案1：专利号为CN109784916的《一种改进PBFT的以太坊共识机制应用于联盟链的方法》专利，提出了应用于以太坊中的改进PBFT共识算法，旨在减少网络数据传输量。此算法首先使用DpoA 共识机制栓选出共识节点，这在一定程度上就增加了时间的开支，每次PBFT共识之前都先DPoA共识一次，若是网络中事务较多，区块产生间隔小，则对网络的数据传输带来极大的挑战。

技术方案2：专利号为CN109767199A的《基于信誉的PBFT共识系统及方法、区块链数据处理系统》专利，公开了一种基于信誉的 PBFT共识系统及方法、区块链数据处理系统；提出了使用信誉值来评选节点，并使用了严格的评选机制来选择共识节点，但是PBFT最耗时但是其依然使用PBFT原有的三阶段共识过程，并不能高效的提高共识效率。

技术方案3：专利号为CN109688199A的《一种多域分层物联网联盟链平台及其分片方法》专利，提出了采用分片的方式由整化简，多区 域分别共识，最后在统一共识，这样可以很大的减轻网络 负担，但是面向大范围的物联网系统，分片并不是一个好的解决方式，因为不同地理位置可能无法共用一个局域网络，不同局域网络之间多次的通信会耗时。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，在原有PBFT算法的基础上，利用信誉值决定直接参与共识的节点并挑选主节点，降低网络开销，提高系统认证效率。

本发明提供基于信誉值的PBFT共识方法基于本发明所述基于信誉值的PBFT共识系统中实现，其包括如下步骤：

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。