基于奖惩的数据区块链授权参与共识的拜占庭容错方法及其奖惩方法技术

本发明专利技术公开了基于奖惩的数据区块链授权参与共识的拜占庭容错方法及其奖惩方法，涉及数据区块链的容错技术。本发明专利技术使用一个节点奖惩算法确保授权参与共识的拜占庭容错数据区块链中的节点发送的命令都是诚实的。本发明专利技术技术要点，包括：步骤1：选举出数据区块链中的共识节点，共识节点数量小于数据区块链中的节点总数；步骤2：共识节点进行共识游戏对数据区块链中的节点发送的命令的真伪判断达成共识；步骤3：基于共识节点达成共识的结果对区块链中的节点进行奖惩等。

Byzantine fault tolerance method and reward and punishment method based on award and punishment of data block chain authorization participation

The invention discloses a Byzantine fault-tolerant method authorized by the data block chain based on rewards and punishment, and a reward and punishment method, which involves the fault-tolerant technology of data block chain. The invention uses a node reward and punishment algorithm to ensure that the commands sent by the nodes in the Byzantine fault tolerant data block chain that are authorized to participate in the consensus are honest. Including technical points of the invention: Step 1: the election of a data block in the chain of consensus consensus node, node number is less than the total number of nodes in the data block chain; step 2: consensus consensus games on the sending node node data block in the chain of command to judge the authenticity of the consensus; step 3: node consensus consensus based on the results of node block chain in the rewards and punishment.

【技术实现步骤摘要】
基于奖惩的数据区块链授权参与共识的拜占庭容错方法及其奖惩方法
本专利技术涉及数据区块链的容错技术，尤其是一种基于奖惩的数据区块链授权参与共识的拜占庭容错方法及其奖惩方法。
技术介绍
数据区块链使用算法来保证容错。传统方法使用工作量证明（ProofofWork）进行容错。只要多于50%的网络的全部计算能力是诚实的，就可以保证容错的能力。然而工作量证明是需要花费大量的能源。较新的技术使用权益证明（Proofofstake）进行容错，其中节点需要为它们的区块链版本押上证明或“赌注”。有了权益证明，节点就可以在经济损失的威胁下保持诚实，只要网络中50%以上的“赌注”是诚实的，那么就保证了容错能力。为了得到一个更有效的权益证明，数据区块链可以使用一个委托负责参与共识的拜占庭容错算法。数据区块链可以通过不同的方式，比如普通节点的投票，任命特别共识决策的节点称为“共识节点”。这些“共识节点”代替整个网络进行共识游戏，提高效率，而仍然确保和完整的网络接近的容错。虽然“共识节点”可以增加网络找到共识的速度，而和完整的网络有接近的容错，但是诚实的行为没有被鼓励，不诚实的行为也没有被阻碍。普通的节点和“共识节点”都可以随意实施不诚实的行为，而不会有没有任何的处罚。因为“共识节点”不是把自己的利益受到经济损失的威胁，它只是代表普通节点发送命令，所以一个恶意的节点成为“共识节点”会对整个网络造成非常大的威胁。一个恶意的“共识节点”可以拒绝所有诚实的命令，造成更多的共识游戏迭代才达成共识，影响网络速度。在最坏的情况下，一个拒绝所有诚实的命令的“共识节点”可以造成无限僵局，让数据区块重新选“共识节点”，给更多恶意的节点机会成为“共识节点”，最后接管网络。此外，一个恶意的普通节点可以随便发不诚实的命令，因为它不亲自参与共识游戏，它只是发送命令，所以它自己的利益不会受到任何经济损失的威胁。另外，因为“共识节点”是代表普通节点发送命令，所以它也不能为发送不诚实的命令负责。鉴于有必要提供一种能有效防止上述情形发生的方法。
技术实现思路
本专利技术使用一个节点奖惩算法确保授权参与共识的拜占庭容错数据区块链中的节点发送的命令都是诚实的。本专利技术提供的基于奖惩的数据区块链授权参与共识的拜占庭容错方法，包括：步骤1：选举出数据区块链中的共识节点，共识节点数量小于数据区块链中的节点总数；步骤2：共识节点进行共识游戏对数据区块链中的节点发送的命令的真伪判断达成共识；步骤3：基于共识节点达成共识的结果对区块链中的节点进行奖惩。进一步，步骤3还包括：基于共识节点达成共识的结果，对发送或转发伪命令的节点进行惩罚，对判断结果与共识结果相反的共识节点进行惩罚；对发送或转发真命令的节点进行奖励，对判断结果与共识结果一致的共识节点进行奖励。进一步，步骤2还包括：当共识节点无法达成共识时，共识节点重复共识游戏直到得出共识结果。进一步，步骤3还包括：基于共识节点达成共识的结果，对发送或转发伪命令的节点进行惩罚，对各次共识游戏中至少一次判断结果与共识结果相反的共识节点进行惩罚，且惩罚程度与该共识节点各次共识游戏的判断结果与共识结果相反的次数成正比；对发送或转发真命令的节点进行奖励，对各次共识游戏的判断结果均与共识结果一致的共识节点进行奖励，且奖励程度与共识游戏的次数成正比。进一步，步骤3中，依据以下至少一条对区块链中的节点进行奖惩：P1：如果共识结果为所述命令应被判为真，则最近一次发送该命令的节点被奖励；P2:如果共识结果为所述命令应被判为真，则得出该命令为真的判断结果的共识节点被奖励；P3：如果共识结果为所述命令应被判为伪，则得出该命令为伪的判断结果的共识节点被奖励；P4：如果共识结果为所述命令应被判为伪，则最近一次发送该命令的节点被惩罚；P5：如果共识结果为所述命令应被判为伪，则得出该命令为真的判断结果的共识节点被惩罚；P6：如果共识结果为所述命令应被判为真，则得出该命令为伪的判断结果的共识节点被惩罚；P7：如果共识结果为所述命令应被判为真，则没有得出该命令为真的判断结果的共识节点被惩罚；P8：如果共识结果为所述命令应被判为伪，则没有得出该命令为伪的判断结果的共识节点被惩罚；或者，如果共识结果为所述命令应被判为伪，则没有得出该命令为真的判断结果的共识节点被奖励。进一步，如果共识结果是通过多次共识游戏才得到，则按照P5~P8条对共识节点进行多次奖励或惩罚。本专利技术还提供了授权参与共识的拜占庭容错数据区块链中节点的奖惩方法，包括：基于数据区块链中的共识节点达成的共识结果，对数据区块链中发送或转发伪命令的节点进行惩罚，对判断结果与共识结果相反的共识节点进行惩罚；对数据区块链中发送或转发真命令的节点进行奖励，对判断结果与共识结果一致的共识节点进行奖励。进一步，当共识结果是共识节点多次进行共识游戏得到时，基于共识节点达成的共识结果，对发送或转发伪命令的节点进行惩罚，对各次共识游戏中至少一次判断结果与共识结果相反的共识节点进行惩罚，且惩罚程度与该共识节点各次共识游戏的判断结果与共识结果相反的次数成正比；对发送或转发真命令的节点进行奖励，对各次共识游戏的判断结果均与共识结果一致的共识节点进行奖励，且奖励程度与共识游戏的次数成正比。进一步，依据以下至少一条对区块链中的节点进行奖惩：P1：如果共识结果为所述命令应被判为真，则最近一次发送该命令的节点被奖励；P2:如果共识结果为所述命令应被判为真，则得出该命令为真的判断结果的共识节点被奖励；P3：如果共识结果为所述命令应被判为伪，则得出该命令为伪的判断结果的共识节点被奖励；P4：如果共识结果为所述命令应被判为伪，则最近一次发送该命令的节点被惩罚；P5：如果共识结果为所述命令应被判为伪，则得出该命令为真的判断结果的共识节点被惩罚；P6：如果共识结果为所述命令应被判为真，则得出该命令为伪的判断结果的共识节点被惩罚；P7：如果共识结果为所述命令应被判为真，则没有得出该命令为真的判断结果的共识节点被惩罚；P8：如果共识结果为所述命令应被判为伪，则没有得出该命令为伪的判断结果的共识节点被惩罚；或者，如果共识结果为所述命令应被判为伪，则没有得出该命令为真的判断结果的共识节点被奖励。进一步，如果共识结果是通过多次共识游戏才得到，则按照P5~P8条对共识节点进行多次奖励或惩罚。本专利技术还提供了一种存储器件，其可以由计算机读取，并可以存储由所述计算机执行的一套指令，以便根据前述奖惩方法中的至少一项执行奖惩。本专利技术还提供了一套与前述奖惩方法一一对应的软系统。在没有奖惩机制的授权参与共识的拜占庭容错数据区块链中，普通的节点和“共识节点”发送不诚实的命令或不诚实的验证结论没有对它们自己任何的风险。为了避免不诚实的命令与恶意的“共识节点”接管网络，本专利技术使博弈论保证诚实地行为。具有优点如下：首先，该算法会惩罚不诚实的行为。节点必须决定以诚实或不诚实的方式行为，而不知道其他的节点是否诚实。如果“共识节点”同意它们具有相同的信息，就会把行为判为诚实的。如果不诚实的行为受到惩罚，那么在这种环境下的理性决定就是要么诚实地行为，要么不行为。为了避免恶意的“共识节点”通过不作为直到它们获得多数，“共识节点”必须选择验证或不验证命令。如果“共识节点”的共识游戏规则允许放弃投票，那本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于奖惩的数据区块链授权参与共识的拜占庭容错方法，其特征在于，包括：步骤1：选举出数据区块链中的共识节点，共识节点数量小于数据区块链中的节点总数；步骤2：共识节点进行共识游戏对数据区块链中的节点发送的命令的真伪判断达成共识；步骤3：基于共识节点达成共识的结果对区块链中的节点进行奖惩。

【技术特征摘要】
1.基于奖惩的数据区块链授权参与共识的拜占庭容错方法，其特征在于，包括：步骤1：选举出数据区块链中的共识节点，共识节点数量小于数据区块链中的节点总数；步骤2：共识节点进行共识游戏对数据区块链中的节点发送的命令的真伪判断达成共识；步骤3：基于共识节点达成共识的结果对区块链中的节点进行奖惩。2.根据权利要求1所述的基于奖惩的数据区块链授权参与共识的拜占庭容错方法，其特征在于，步骤3还包括：基于共识节点达成共识的结果，对发送或转发伪命令的节点进行惩罚，对判断结果与共识结果相反的共识节点进行惩罚；对发送或转发真命令的节点进行奖励，对判断结果与共识结果一致的共识节点进行奖励。3.根据权利要求1所述的基于奖惩的数据区块链授权参与共识的拜占庭容错方法，其特征在于，步骤2还包括：当共识节点无法达成共识时，共识节点重复共识游戏直到得出共识结果。4.根据权利要求2所述的基于奖惩的数据区块链授权参与共识的拜占庭容错方法，其特征在于，步骤3还包括：基于共识节点达成共识的结果，对发送或转发伪命令的节点进行惩罚，对各次共识游戏中至少一次判断结果与共识结果相反的共识节点进行惩罚，且惩罚程度正比于该共识节点各次共识游戏的判断结果与共识结果相反的次数；对发送或转发真命令的节点进行奖励，对各次共识游戏的判断结果均与共识结果一致的共识节点进行奖励，且奖励程度与共识游戏的次数成正比。5.根据权利要求1所述的基于奖惩的数据区块链授权参与共识的拜占庭容错方法，其特征在于，步骤3中，依据以下至少一条对区块链中的节点进行奖惩：P1：如果共识结果为所述命令应被判为真，则最近一次发送该命令的节点被奖励；P2:如果共识结果为所述命令应被判为真，则得出该命令为真的判断结果的共识节点被奖励；P3：如果共识结果为所述命令应被判为伪，则得出该命令为伪的判断结果的共识节点被奖励；P4：如果共识结果为所述命令应被判为伪，则最近一次发送该命令的节点被惩罚；P5：如果共识结果为所述命令应被判为伪，则得出该命令为真的判断结果的共识节点被惩罚；P6：如果共识结果为所述命令应被判为真，则得出该命令为伪的判断结果的共识节点被惩罚；P7：如果共识结果为所述命令应被判为真，则没有得出该命令为真的判断结果的共识节点被惩罚；P8：如果共识结果为所述命令应被判为伪，则没有得出该命令为伪的判断结果的共识节点被惩罚；或者，如果共识结果为所述命令应被判为伪，则没有得出该命令为真的判断结果的共识节点被奖励。6.根据权利要求5所述的基于奖惩的数据区块链授权参与共识的拜占庭容错方法，其特征在于，如果共识结果是通过多次共识游戏才得到，则按照P5~P8条对共识节点进行多次奖励或惩罚。7.授权参与共识的拜占庭容错数据区块链中节点的奖惩方法，其特征在于，包括：基于数据区块链中的共识节点达成的共识结果，对数据区块链中发送或转发伪命令的节点进行惩罚，对判断结果与共识结果相反的共识节点进行惩罚；对数据区块链中发送或转发真命令的节点进行奖励，对判断结果与共识结果一致的共识节点进行奖励。8.根据权利要求7所述的授权参与共识的拜占庭容错数据区块链中节点的奖惩方法，其特征在于，当共识结果是共识节点多次进行共识游戏得到时，基于共识节点达成的共识结果，对发送或转发伪命令的节点进行惩罚，对各次共识游戏中至少一次判断结果与共识结果相反的共识节点进行惩罚，且惩罚程度正比于该共识节点各次共识游戏的判断结果与共识结果相反的次数；对发送或转发真命令的节点进行奖励，对各次共识游戏的判断结果均与共识结果一致的共识节点进行奖励，且奖励程度与共识游戏的次数成正比。9.根据权利要求7所述的授权参与共识的拜占庭容...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉伊莫马尔科姆赫尔穆特李莱德，
申请(专利权)人：成都励睿德企业管理有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51