[发明专利]一种提高区块链吞吐量的共识方法及系统

说明书

本发明属于区块链技术领域，具体涉及一种提高区块链吞吐量的共识方法及系统。所述共识系统的节点类型分为三类，分别为主节点、副主节点、副本节点；提高区块链吞吐量的共识系统的方法，包括NewView阶段；Prepare阶段；PreCommit阶段；Commit阶段；一种提高区块链吞吐量的共识方法及系统解决了现有共识系统当主节点在第一轮投票后发生错误时，导致吞吐量会大幅降低的问题。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，具体涉及一种提高区块链吞吐量的共识方法及系统。

背景技术

共识算法根据容错类型可分为故障容错(CrashFault Tolerance，CFT)共识算法和拜占庭容错(ByzantineFault Tolerance，BFT)共识算法。故障容错共识算法主要采用Paxos及Raft等，只能容忍节点发生宕机等错误，若存在恶意节点，则无法保证诚实节点数据的一致性。

目前由于HotStuff共识算法的复杂度大大低于其他共识算法的复杂度，因此受到了广泛关注。其通过三轮投票五个阶段(NewView、Prepare、PreCommit、 Commit、Decide)的方式实现乐观响应性(Optimistic Responsiveness)达到共识；而后有人基于其提出了Fast-HostStuff，在NewView阶段使用聚合签名代替HotStuff中的门限签名，实现两轮投票四个阶段(NewView、Prepare、 PreCommit、Commit)的HotStuff，提高了执行效率。但是这两种算法中，当主节点在第一轮投票后发生错误时，吞吐量会大幅降低。

为此，我们提出一种提高区块链吞吐量的共识方法及系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高区块链吞吐量的共识方法及系统，以解决共识系统当主节点在第一轮投票后发生错误时，吞吐量会大幅降低的问题。

一种提高区块链吞吐量的共识系统，所述共识系统的节点类型分为三类，分别为主节点、副主节点、副本节点；由一个主节点主导共识，当主节点遇到宕机或异常攻击时，由一个副主节点主导共识。

进一步地，所述的节点中主节点和副主节点数量给为1个，其余为副本节点。

进一步地，所述共识系统中的每个视图都有视图编号，且视图编号互不重复的并单调递增。

进一步地，所述共识系统的节点数S满足S＝3f+2，其中节点数为S，允许最大容错数量为f。

一种提高区块链吞吐量的共识系统的方法，包括以下步骤：

S1:NewView阶段：当主节点与副主节点收到S-f个副本节点发送的 NewView消息后，将消息以及签名同时聚合成aggQC，且其中包含副本节点所保存的视图编号最大的prepareQC；

S2:Prepare阶段：判断副本节点收到的新区块和aggQC是否是由主节点广播而得，随后发送PrepareVote消息进行第一轮投票；

S3:PreCommit阶段：判断主节点是否宕机或是否被异常攻击，然后向全网络广播包含prepareQC的PreCommit消息，进行第二轮投票；

S4:Commit阶段：将区块提交至区块链中。

进一步地，所述步骤S1中，所述的NewView消息包含副本节点所保存的视图编号最大的prepareQC。

进一步地，所述步骤S1中，当主节点未宕机或未被异常攻击，由主节点从收到所有消息中挑选视图编号最大的prepareQC的区块生成新的区块，然后将收集到的消息及其签名同时聚合成aggQC(agree Quorum Certificate)。