一种实用于区块链的优化拜占庭容错算法制造技术

本发明专利技术设计了一种实用于区块链的优化拜占庭算法OPBFT(optimized practical Byzantine fault tolerance)。用于解决传统拜占庭算法不能动态感知节点数量、选举出恶意节点效率低下的问题。为了解决节点加入问题，该方法引入了节点动态加入和退出机制，节点加入和退出时都需要通过所有节点间的相互确认，确认过程分为四个阶段，分别是请求，确认，回复和完成。为了解决主节点选取的随意性问题，引入了打分和投票协同机制，打分机制遵循的是区块链的最长链原则，投票打分机制协同进行。该方法中的节点加入和退出机制使得共识的节点数量可变，大大提高了共识算法的实用性。打分投票协同机制，极大地保证了选取的主节点的正确性，提高了系统的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种实用于区块链的优化拜占庭容错算法
本专利技术涉及分布式系统中区块链技术的拜占庭共识算法领域，具体设计了一种实用于区块链的优化拜占庭容错算法。
技术介绍
区块链是一种去中心化协议，包含了分布式对称网络、数据加密、共识算法等技术。其中，共识算法的选择是区块链设计的核心部分。实用拜占庭容错算法PBFT(practicalByzantinefaulttolerance)改进于拜占庭共识算法BFT(Byzantinefaulttolerance)，继承了BFT的优点，并且大规模降低了拜占庭协议的开销，因此拜占庭算法在区块链系统中能够被应用。PBFT算法是基于状态机副本复制的算法，每个状态机副本都能保存服务状态，满足用户的合法请求，不仅可以完成交易，还能够实现不同类型的操作。系统中最多可以满足f＝(N-1)/3(N为节点总数)数量的作恶节点，这样仍能保持系统的安全性和活性，最终达成一致的分布式共识。虽然PBFT算法是一种成熟的算法，但是也存在着不足。首先，PBFT算法采用C/S架构，不能动态感知节点数目的变化，更不能应用于P2P网络模型。没有灵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种优化的区块链实用性拜占庭容错算法，节点加入和退出并触发主节点选取机制，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤一：节点加入，过程分为请求、确认、回复、完成四个阶段，当节点加入后触发主节点选取机制。进入步骤二；/n步骤二：主节点选取，通过打分和投票协同机制，选出正确性高的主节点，为系统的共识做准备。若有节点想退出，进入步骤三；/n步骤三：节点退出，过程同加入相似，分为请求、确认、回复、完成四个阶段。当节点退出后再次触发主节点选取机制，为下一次的共识做准备。/n

【技术特征摘要】
1.一种优化的区块链实用性拜占庭容错算法，节点加入和退出并触发主节点选取机制，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一：节点加入，过程分为请求、确认、回复、完成四个阶段，当节点加入后触发主节点选取机制。进入步骤二；
步骤二：主节点选取，通过打分和投票协同机制，选出正确性高的主节点，为系统的共识做准备。若有节点想退出，进入步骤三；
步骤三：节点退出，过程同加入相似，分为请求、确认、回复、完成四个阶段。当节点退出后再次触发主节点选取机制，为下一次的共识做准备。


2.根据权利要求1所述的一种实用于区块链的优化拜占庭容错算法，其特征在于，步骤一所述的节点加入过程包括以下步骤：
步骤一：节点i为待加入的节点，请求阶段，节点i向其余所有节点发送一条请求加入的消息。消息的格式为<REQUEST-JOIN，t，ip>，t表示时间戳，ip表示待加入节点的IP地址。进入步骤二；
步骤二：接着是确认阶段，所有收到信息的从节点再分别向其他从节点发送消息，用来确定其余节点也都收到申请加入的消息，消息的格式为<JOIN，j，ip>，j是发送消息的节点编号，ip是待加入节点的IP地址。消息发送完成后，当每个节点收到至少2f+1条消息时，进入回复阶段。进入步骤三；
步骤三：此时每个从节点向主节点回复并表明是否同意i节点加入，消息格式为<REPLY，agree/refuse，ip>，只有当超过半数的从节点同意加入时，主节点才会最终同意加入。如果主节点未收到某些节点的消息时，则将未回复节点视为放弃。


3.根据权利要求1所述的一种实用于区块链的优化拜占庭容错算法，其特征在于，步骤二所述的主节点的选取包括以下步骤：
步骤一：进入系统寻找主节点，首先进入节点打分机制，如果选出唯一最高分则直接选出主节点，并进入视图转换流程；如果未选出唯一的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，周佳东，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32