[发明专利]一种区块链的可扩展共识方法

权利要求书

1.一种区块链的可扩展共识方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、启动DHT-Orderer服务并初始化配置；

启动DHT-Orderer服务，将参与排序的DHT节点通过哈希算法形成一个二进制数组hash_node，每个DHT节点通过hash_node加入到DHT-Orderer的哈希环中；

通过写入配置文件方式对区块推荐容量PreferredSize和区块最大容量PreferredMaxSize、区块容纳交易最大数量MaxMessageCount、区块超时时间BatchTimeout进行初始化；

(2)、定义区块结构并初始化；

区块结构分为：区块头与数据域；区块头又包含PreviousHash、Number、DataHash三个字段，其中，PreviousHash用于记录了当前区块在区块链中的上一个区块的哈希值，初始化为空；区块高度Number用于记录当前区块在区块链中的顺序，初始化为0；DataHash记录了本区块在区块链中的哈希值，初始化为空；数据域用于记录该区块包含的所有的交易消息，初始化为空；

(3)、选举mainNode节点；

通过一致性哈希算法定位DHT环中key＝0的后继节点，将该节点选举为主节点mainNode；mainNode节点包含lastBlockHash与blockNum两个字段，其中，lastBlockHash字段赋值为区块链中最后一个区块的哈希值DataHash，blockNum字段赋值为区块链中最后一个区块的区块高度Number；

(4)、消息预处理；

接收从客户端发来的交易消息Tx，先通过过滤器进行过滤处理，将交易消息Tx超过区块最大容量PreferredMaxSize过滤掉，再进入步骤(5)；

(5)、交易路由；

经过预处理后的交易消息Tx通过哈希算法映射到由排序节点组成的哈希环，通过查询本地排序节点的路由表，得到该交易的后继节点的地址，如果本地节点未记录后继节点地址，在本地的路由表中找到距离后继节点最近的节点CloseNode，远程连接该节点，再通过迭代方式查询CloseNode的路由表中的后继节点，并记录后继节点地址，再进入步骤(6)；

(6)、通过步骤(5)得到的地址，将交易消息Tx转发给相应的排序节点，并对交易消息Tx进行区块打包；

(6.1)、设置缓存pendingBatch，初始化为空；为缓存pendingBatch设置一个计时器timer，初始化为0，当缓存清空时，启动计时器；

(6.2)、定义区块打包法；

将缓存中的所有交易打包并作为返回值写入到区块的数据域，使用哈希算法对区块的数据域输出定长数组，再将该数组的长度值作为当前区块的哈希值，在DataHash字段中进行填充，从而生成包含多条交易消息的一个区块；区块打包完成后，将打包后的区块转发给mainNode；

(6.3)、将预处理后的交易消息Tx通过DHT的一致性哈希算法路由到指定的DHT节点，判断计时器timer的值是否到达预设的超时时间BatchTimeout，如果达到，则按照步骤(6.2)所述方法进行区块打包并转发给mainNode，然后重置计时器，清空缓存，并跳转至步骤(7)；否则，进入步骤(6.4)；

(6.4)、判断当前的交易Tx的大小messageSize是否大于区块打包的推荐容量PreferredSize，如果messageSize＞PreferredSize，则进一步判断缓存是否为空，如果缓存为空，则再按照步骤(6.2)所述方法进行区块打包并转发给mainNode，然后重置计时器，清空缓存，并跳转至步骤(7)；如果缓存不为空，则按照步骤(6.2)所述方法将缓存中的所有交易打包为一个区块转发给mainNode，然后重置计时器，清空缓存，并跳转至步骤(7)；如果不满足messageSize＞PreferredSize，进入步骤(6.5)；

(6.5)、判断当前的交易消息Tx的大小messageSize与当前缓存大小pendingBatchSizeBytes之和是否大于最大容量PreferredMaxSize，如果超过了最大容量，则按照步骤(6.2)所述方法进行区块打包并转发给mainNode，然后重置计时器，清空缓存，并跳转至步骤(7)；否则，进入步骤(6.6)；

(6.6)、将当前的交易消息Tx存放到缓存pendingBatch中，新的缓存大小pendingBatchSizeBytes为未加入当前交易的缓存大小pendingBatchSizeBytes与当前的普通交易Tx的大小messageSizeBytes之和；然后判断缓存中的交易消息Tx的个数是否超过区块容纳交易最大数量MaxMessageCount，如果超过，执行步骤(6.2)，按照步骤(6.2)所述方法进行区块打包并转发给mainNode，然后重置计时器，清空缓存，并跳转至步骤(7)；

(7)、mainNode依次对接收的区块进行更新；

(7.1)、mainNode节点收到区块后，读取该区块的Number字段和PreviousHash字段，再通过mainNode本地的blockNum和lastBlockHash字段对该区块的区块高度Number与上一个区块的哈希值PreviousHash进行赋值操作，然后进入步骤(7.2)；

(7.2)、mainNode更新本地的lastBlockHash和blockNum字段，其中，lastBlockHash更新为该区块的哈希值DataHash，blockNum更为blockNum加1；从而完成该区块的更新操作；

(7.3)、当mainNode收到下一个区块时，循环执行步骤(7.1)-(7.2)，直到最后一个区块更新完成，然后进入步骤(8)；

(8)、mainNode将更新完毕的区块写入本地账本，最终将分布式独立的区块形成可追溯的区块链。