[发明专利]基于特征信任的分组PBFT共识算法

说明书

本发明提供基于特征信任的分组PBFT共识算法，涉及共识机制技术领域。包括以下步骤：S1、通过EigenTrust信任模型评判节点在交易过程中的信任度，并将节点的信任度作为选举主节点以及代理节点的依据，S2、将全网共识划分为多个分组进行共识，S3、对视图切换协议进行优化，根据节点的信任值大小选举主节点或代理节点。本发明引入EigenTrust信任模型，用于评估节点的信任值，从而降低恶意节点在共识过程中的影响力，将原来PBFT算法中的全网共识划分为多个分组进行共识，从而能够大幅减少了PBFT的通信复杂度，提升区块链系统的性能，对视图切换协议进行优化，当视图切换协议被触发后，系统将根据节点的信任值大小选举主节点或代理节点，进一步提升了系统的安全性。

技术领域

本发明涉及共识机制技术领域，特别的为基于特征信任的分组PBFT共识 算法。

背景技术

共识机制是区块链的核心技术，近年来，共识机制也受到了国内外的学 术界和产业界的关注。区块链系统的性能取决于共识算法的效率，现有的经 典共识算法有工作量证明(proof of work,PoW)算法、权益证明(proof of stake,PoS)算法、委托权益证明(delegated proof of stack,DPoS)算 法、使用拜占庭容错(practical Byzantine faulttolerance,PBFT)算法 和Raft算法等。PoW的核心思想是根据节点的计算能力分配记账权限和记账 奖励。然而，PoW共识机制需要进行大量的计算，因此需要消耗大量的能源， 且吞吐量比较低。为了解决PoW共识算法存在的缺陷，一些新的共识算法也 陆续提出，如PoS共识算法、DPoS共识算法、PBFT共识算法等。这些算法的 提出解决了PoW算法计算量大以及资源浪费的问题，但是这些算法也存在着 不足。

为此，国内外的研究学者也对现有的一些共识算法进行了研究和改进。 LarimerD.等人对DPoS共识算法进行了改进，加入了投票和举报奖励制度， 从而能够激励节点积极的投票以及积极的举报恶意节点。He,Li等人提出了 一种改进的实用拜占庭容错共识算法,该算法首先淡化了主节点的概念，让链 上的每个节点都是平等高效的，其次，优化共识流程，提高共识效率，通信 开销降到PBFT的一半，在降低通信开销和延迟的情况下提高了吞吐量。Liu Yiran等人基于博弈论中Shapley值的计算原理，改进了PoS共识机制中的奖励分配机制，使PoS机制中参与生成块的节点的奖励分配更加公平合理，还 可以逆转区块链中的社会分层，从而大大提高新的小节点获得效益的可能性。 PBFT算法能够让区块链完全脱离链上代币的奖励机制，且不需要大量算力来 维护，因此在分布式系统中得到了应用，但仍存在主节点选取的安全漏洞问 题以及多节点时的通信开销过大等问题。

综上所述，研发基于特征信任的分组PBFT共识算法，仍是共识机制技术 领域中急需解决的关键问题。

发明内容

本发明提供的发明目的在于提供基于特征信任的分组PBFT共识算法，解 决上述背景技术中的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于特征信任的 分组PBFT共识算法，包括以下步骤：

S1、通过EigenTrust信任模型评判节点在交易过程中的信任度，并将节 点的信任度作为选举主节点以及代理节点的依据；

S2、通过GPBFT算法将全网共识划分为多个分组进行共识；

S3、对视图切换协议进行优化，根据节点的信任值大小选举主节点或代 理节点。

进一步的，在S1操作步骤中，所述EigenTrust信任模型的信任度评估 包括直接信任值、间接信任值和全局信任值。

进一步的，所述直接信任值是节点之间通过历史交互信息所产生的信任 度，节点将在本地存储与其他节点交互的过程中产生历史记录，然后统计出 交互信任的数量和不信任的数量。