[发明专利]一种拜占庭场景下的区块链数据共识方法及装置

说明书

本发明涉及区块链技术领域，具体公开了一种拜占庭场景下的区块链数据共识方法及装置，该装置包括区块生产者队列管理模块、区块生产模块、区块预提交模块、区块提交模块、区块同步模块、区块链分叉处理模块和区块不可逆处理模块，其共识方法是赋予不同模块以不同的功能；通过本发明，将传统拜占庭场景下的分布式数据共识异步化，由两阶段同步确认模式转为两阶段异步确认模式，一是可以减少区块链分布式系统进行数据共识时的网络带宽压力，二是可以充分利用处理器时间片，每一时刻都会进行交易和区块处理，提升区块链网络的整体吞吐量。

技术领域

本发明涉及一种区块链技术领域，更具体地，涉及一种拜占庭场景下的区块链数据共识方法及装置。

背景技术

区块链网络由分布式的区块链节点组成，通过开放的网络进行数据交换，且通常由参与方独立运行服务镜像，是一种典型的拜占庭场景下的分布式系统。

拜占庭场景下的分布式系统数据共识通常采用BFT共识算法及其变种共识算法实现数据传输和数据共识，一般分为两阶段Prepare-Commit达成。

传统的BFT共识算法需要较多的网络数据交互，且会因网络延迟影响共识达成速度，在此期间，基于该共识算法的区块链节点将无法进行后续操作，进入闲置阶段，从而影响区块链系统的整体吞吐量。

为了提升区块链数据共识效率、减少网络带宽压力并提升区块链系统整体吞吐量，需要更合理的设计区块链数据共识算法和区块链系统组件架构。

发明内容

针对现有技术中存在的上述弊端，本发明的目的是提供一种拜占庭场景下的区块链数据共识方法及装置，将区块链数据共识模块解耦拆分为区块生产者队列管理模块、区块生产模块、区块预提交模块、区块提交模块、区块同步模块、区块链分叉处理模块和区块不可逆处理模块等多个子模块，以异步的方式执行共识的Prepare-Commit阶段，区块生产、区块预提交、区块提交和区块不可逆处理以串行或并行的方式执行。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

一种拜占庭场景下的区块链数据共识方法，其实现流程中包括区块生产者队列管理、区块生产、区块预提交、区块提交、区块同步、区块链分叉处理和区块不可逆处理，其特征在于，所述区块生产者队列管理维护一个全局唯一的区块生产者队列，用于判断区块生产权限，所述区块生产完成事务执行、签名校验和事务打包进区块，所述区块预提交完成区块数据共识预提交阶段，所述区块提交完成区块数据共识提交阶段，所述区块同步全程参数事务和区块的广播和点对点传输，所述区块链分叉处理完成局部分叉链的处理，所述区块不可逆处理完成达成共识的区块入链和持久化。

优选的，所述区块生产者队列管理维护一个全局唯一的区块生产者队列，其中每个区块生产者包括区块生产时间片、区块生产者账号和区块生产者非对称加密公钥等信息，每个时间片区块链网络节点各自检查其是否拥有该时间片的生产权限，有则主动开始区块生产，无则等待；当收到其它节点发送过来的区块时检查其时间片和生产者账号，并使用其非对称加密公钥校验区块签名。

优选的，所述区块生产发现某一时间片轮到该节点生产时则开始区块生产，若不是，则等待其它节点生产。

优选的，所述区块预提交只有在该节点处于区块生产阶段时才会执行，支持与区块生产串行或并行的方式执行，若该节点当前时间片不在生产区块，则不会进行区块预提交处理，此为异步共识第一阶段。

优选的，所述区块提交只有在该节点处于区块生产阶段时才会执行，支持预区块生产串行或并行的方式执行，若该节点当前时间片不在生产区块，则不会进行区块提交处理，此为异步共识第二阶段。

优选的，所述区块同步全程参与事务、区块和共识信息的广播和点对点传输。