[发明专利]区块链共识性能优化方法

说明书

本发明公开了一种区块链共识性能优化方法，包括：根据区块链中各共识节点的属性构造每个共识节点的信任度数据集；通过训练好的C4.5分类模型对信任度数据集进行分类评估，以确认每个共识节点的信任度等级；根据信任度等级赋予各共识节点相应的投票权值，其中共识节点的信任度等级越高对应的投票权值越大；选取主节点，并利用智能合约对主节点运行过程中出现的拜占庭问题进行管控；将共识节点的区块请求日志发送到Kafka消息队列中并基于FIFO特性完成检查点协议；利用HyperledgerFabric联盟链对区块链系统共识性能进行检测。解决非诚实节点担任主节点造成频繁切换视图问题和传统PBFT中频繁启用垃圾回收机制所造成的网络开销过大问题。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，更具体地，涉及一种区块链共识性能优化方法。

背景技术

在传统的中心化数据管理模式下，由“可信的”第三方来完成数据库的管理与维护，对数据具有绝对的控制权。然而，对于其他机构或个体是无法得知数据的更新过程，因此，他们会对数据提出信任问题。以供应链金融企业融资为例，由于每个企业都各自独立维系着一条记录自身业务数据的数据库，致使信息相互割裂，无法满足多方互信问题。出于风控、资质和信用的考虑，金融机构仅愿意为核心企业提供融资服务，而不愿意再投入额外的人力、物力去校验中小微企业的数据信息的真实性。区块链(Blockchain)为解决传统中心化的数据管理模式信任问题，提供了新的解决方案，它能够将单一仅维护自身业务的多个单点数据库整合一起，实现数据库的多方维护。任何一方对数据库都无绝对控制权，只有通过严格的共识机制，才能够对数据库进行更新，从而实现对数据的可信存储。

然而，基于实用拜占庭容错机制(Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT)的Hyperledger Fabric联盟链，在具体的区块链应用中，存在诸如非诚实节点担任主节点破坏共识过程、网络通信开销严重、系统容错性低等痛点。这些问题的症结在于主节点的选取方法存在弊端和网络中广播消息需要频繁的验证，从而导致系统性能不佳，在实际的应用落地受限等。

发明内容

本发明的目的是提出一种区块链共识性能优化方法，实现解决非诚实节点担任主节点造成频繁切换视图问题和传统PBFT中频繁启用垃圾回收机制所造成的网络开销过大问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种区块链共识性能优化方法，包括：

根据区块链中各共识节点的属性构造每个共识节点的信任度数据集；

通过训练好的C4.5分类模型对所述信任度数据集进行分类评估，以确认每个共识节点的信任度等级；

根据所述信任度等级赋予各共识节点相应的投票权值，其中共识节点的信任度等级越高对应的投票权值越大；

选取主节点，并利用智能合约对所述主节点运行过程中出现的拜占庭问题进行管控；

将共识节点的区块请求日志发送到Kafka消息队列中并基于FIFO特性完成检查点协议；

利用Hyperledger Fabric联盟链对区块链系统共识性能进行检测。

可选地，所述C4.5分类模型的构建过程包括：

计算所述信任度数据集构成的样本集合对应的类别信息熵；

计算基于属性特征向量对所述样本集合进行划分的信息增益，并确定共识节点的每个分支节点的权重；

计算并训练所述样本集合使用所述属性特征向量的增益率。

可选地，所述类别信息熵通过以下公式计算：

其中，D为述信任度数据集构成的样本集合，Info(D)为集合D的类别信息熵，P_k为集合D中第k类样本所占的比例，n为集合D分类标签的数量。