[发明专利]面向物联网的轻量级区块链共识方法、系统及介质

权利要求书

1.一种面向物联网的轻量级区块链共识方法，其特征在于实施步骤包括：

1）各个节点成员按照层级选举形成委员会，所述委员会中的成员上限数量为2f+3g+2个且包括一个首席p、含首席p在内一共上限数量为3g+1个中枢成员，上限数量为2f+1个执行官，其中f+1名执行官为激活的执行官，剩余f名执行官为观察的执行官，其中g为达成共识所允许的最大中枢成员错误节点数，f为最大执行官错误节点数；需要进入区块B的共识时执行下一步；

2）首席p打包区块B，并向所有中枢成员发送预发布信息；

3）各中枢成员对收到的预发布信息检查其序列号n是否连续，如果连续则返回确认发布信息给首席p；

4）首席p在设定的超时时间t_p1内统计收到的确认发布信息数，如果不少于2g+1个则将其整合成确认发布证书并广播给所有执行官；否则如果首席p在超时时间t_p1内，无法收集到2g+1个确认发布信息，则发起中枢成员视图变更；

5）执行官收到确认发布证书后，对其中区块B进行验证，如果验证通过则广播验证信息给首席p以及所有中枢成员，否则广播验证不通过信息给首席p以及所有中枢成员；

6）首席p在设定的超时时间t_p2内统计收到的验证信息，如果收到f+1个一致的验证通过信息，则生成验证通过证书、发布区块B并附加确认发布证书和验证通过证书；若收到f+1个一致的验证不通过信息，则生成验证不通过证书，发布空白区块B并附加验证不通过证书。

2.根据权利要求1所述的面向物联网的轻量级区块链共识方法，其特征在于，步骤3）中枢成员对收到的预发布信息检查其序列号n是否连续时还包括下述处理步骤：如果中枢成员发现序列号n和本地存储的历史序列号n_h不满足n=n_h+1则序列号n不连续，向其他中枢成员及首席p请求中间缺少的区块信息；当中枢成员收到缺失请求时，则将自身n_h之后的所有区块打包发给缺失成员；如果中枢成员拿到的区块信息中，证书无效，则不予采信该区块；如果中枢成员无法补足n_h至n的所有区块，则发起中枢成员视图变更；如果中枢成员发现序列号n小于等于本地存储的历史序列号n_h，则发起中枢成员视图变更。

3.根据权利要求1所述的面向物联网的轻量级区块链共识方法，其特征在于，步骤6）中首席p在设定的超时时间t_p2内统计收到的验证信息时还包括下述处理步骤：如果首席p收到了不一致的验证信息，直接激活观察的执行官；观察的执行官接收到激活请求后，将验证结果返回给中枢，首席选取其中f+1个相同的验证结果，并选取对应的执行官成为激活的执行官，广播区块信息；执行官收到区块后，检查自己是否被包含在验证证书内，如果是，则为激活的执行官，不是则为观察的执行官；执行官如果超过指定时间没有收到区块信息，则向其他委员会成员申请区块信息。

4.根据权利要求1所述的面向物联网的轻量级区块链共识方法，其特征在于，所述发起中枢成员视图变更的详细步骤包括：

S1）发起中枢成员视图变更的首席p或者中枢成员广播消息，此时该发起中枢成员视图变更的首席p或者中枢成员不会暂停工作；

S2）当一个中枢成员收到g+1个不同的中枢成员发出的发起中枢成员视图变更的广播消息时，广播视图变更请求，同时在该视图中停止工作；

S3）当一个中枢成员收到视图变更请求后，生成自己的视图变更请求，广播给其他中枢成员并停止工作；

S4）当一个中枢成员收到含自己在内的2g+1个的视图变更请求后，成为新的首席，广播给所有委员会新视图信息；

S5）中枢成员收到新视图信息后，将检查自己本地的区块和新视图信息中的是否一致，如发现缺失则广播缺失请求，更新视图信息后，中枢成员开始为新视图进行工作。

5.根据权利要求4所述的面向物联网的轻量级区块链共识方法，其特征在于，步骤S1）中发起中枢成员视图变更的首席p或者中枢成员判断当前中枢成员视图是否完成一个有效区块的步骤，如果发现当前视图没有完成一个有效区块，则执行步骤1）重新选举。