[发明专利]一种应用于许可链的二元加权拜占庭容错共识方法

说明书

一种应用于许可链的二元加权拜占庭容错共识方法，属于区块链技术领域。本发明是为了在弱同步网络环境下、O(n²)通信复杂度内实现加权拜占庭容错共识而提出的。技术要点：网络中包含若干参与共识的节点，持续监听来自客户端或其他节点的消息；共识开始前系统需配置全局参数，包含节点地址、事务类型、主节点信息以及决策阈值，并由每个节点各自完成权值分配；在初始阶段，当主节点监听到来自客户端的请求时，由主节点发起共识；二元加权拜占庭容错共识分为预准备阶段、投票阶段、决策阶段、提交阶段四个阶段，当节点完成对账簿的更新后，还需将执行结果返回给客户端，以便客户端掌握共识完成情况。适用于非开放网络、非均匀信任的许可链中解决共识问题。

技术领域

本发明涉及拜占庭容错共识算法，属于区块链技术领域。

背景技术

区块链技术由于其去中心化、不可篡改、可追溯等特性成为近年来的研究热点，如今被广泛应用于金融、物联网等各个领域。共识算法作为支撑区块链技术的一个重要组成部分，构建了区块链的信任基础。

共识算法起初是解决分布式系统中多节点就某个状态达成一致的问题，确保所有非故障节点能够按相同顺序执行操作并产生相同的状态，且不受节点故障、链路延迟等因素影响。在共识算法中，一类重要的问题是拜占庭容错共识，即故障节点可以有不响应、伪造消息、向不同节点发送不一致消息等任意行为。PBFT被认为是解决拜占庭容错共识问题的经典，该算法及其变种类BFT共识被广泛应用于解决许可链中的共识问题。

传统拜占庭容错共识均在一个或多个阶段完成类似节点对事务的投票和计票工作，且默认所有节点的投票具有等同的重要性，因此只需计算投票数量。然而，当每个参与节点有不同的权力，或节点的信任分配不均，此时传统拜占庭容错共识无法胜任，需采用加权拜占庭容错共识。

文献号为CN201910124305.6的现有技术公开了一种低通信复杂度的高效异步拜占庭容错共识方法，网络中的节点计算交易数据块、冗余数据块、数据块哈希和指纹交叉校验和，利用异步可验证信息传播协议将相关数据发送给网络中的每一个节点。节点在确认网络中已经正确存储了某些节点广播发送的交易后，就执行二元向量一致性协议，对交易进行共识；节点向网络请求特定的数据块，重构得到原始交易数据。然而尚未有算法能在弱同步网络环境下、O(n²)通信复杂度内解决加权拜占庭容错共识问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：

本发明为了在弱同步网络环境下、O(n²)通信复杂度内实现加权拜占庭容错共识问题，提出一种应用于许可链的二元加权拜占庭容错共识方法。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种应用于许可链的二元加权拜占庭容错共识方法，所述方法的实现过程为：

步骤一、构建系统模型

1)共识模型：采用二元共识模型，共识的输入和输出均由一个二进制位表示，共识的输入和输出均由一个二进制位表示，1表示通过，事务将被执行并改变账簿状态；0表示拒绝，事务不被执行且不改变账簿状态；

2)故障模型假设：采用拜占庭故障模型，故障节点的行为是任意的，包括向正常节点发送错误的或不一致的消息，或不做出响应，允许有一个强大的对手统一控制所有故障节点阻碍共识；基于某类事务的共识与对应主节点命运共享的前提，在共识中不考虑主节点发生故障的情况；

3)可靠信道假设：各节点间均有可靠的授权点对点信道，保证正常节点发送的消息最终会被正确交付；允许同一时刻有多个主节点共同发起共识，且消息可能以乱序到达；对手计算能力有限，无法破解密码学技术；

4)时间假设：系统运行在弱同步环境下，通信延迟不会随着时间推移而无限增长；

步骤二、给出系统参数