多角色驱动的流水线共识方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多角色驱动的流水线共识方法及系统，分为提议流和共识流，在提议流中，领导节点不间断地发起交易区块的共识提议。在共识流中，所有共识节点进行消息交互，通过流水线的工作方式处理来自领导节点的一系列共识提议，对提议中的交易区块达成共识。由此，实现共识消息的快速积极响应，降低交易确认的延迟；增强系统的可扩展性，提高系统的交易吞吐量。易吞吐量。易吞吐量。

【技术实现步骤摘要】
多角色驱动的流水线共识方法及系统


[0001]本专利技术涉及信息安全及电子商务
，特别涉及一种多角色驱动的流水线共识方法及系统。

技术介绍

[0002]在分布式系统中，拜占庭故障节点的任意行为可能给系统带来严重的破坏。为了让分布式系统能够在拜占庭故障存在时正常运行，学术界提出了诸多拜占庭容错协议。拜占庭容错协议旨在解决状态机复制的问题，即在分布式系统中存在拜占庭故障节点的情况下，所有的诚实节点能够就同序列的一系列请求达成一致。
[0003]PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错协议)是第一个使用全广播消息模式的实用拜占庭容错协议。在PBFT协议中，唯一的领导节点提交请求到系统以启动共识实例。随后，系统中所有的节点按照协议进行消息交互，就领导节点提交的这一请求达成一致。当领导节点无故障时，PBFT协议能够通过两阶段的全广播消息交互确认请求，该过程的通信复杂度为O(n2)。当领导节点是拜占庭故障节点时，PBFT通过视图切换来更换领导节点。视图切换过程中，新的领导节点将通过收集其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多角色驱动的流水线共识方法，其特征在于，包括以下步骤：通过客户端发起交易并提交至共识网络，等待共识节点返回交易确认信息；通过领导节点将共识网络内的交易聚合成交易区块并生成共识提议，将所述共识提议广播给共识网络内的所有共识节点；通过共识节点对所述共识提议进行验证，验证通过后将所述共识提议中交易区块存储在本地区块树中，反之，在共识网络内广播领导节点的作恶证明；通过汇集节点收集第一预设数量的共识节点对一个共识实例的投票后，通过门限签名的方案生成所述共识实例的通用阶段凭证，将所述通用阶段凭证绑定在对应的交易区块上，并对绑定在该交易区块的父块的通用阶段凭证进行设置，执行祖父块中的请求并返回确认消息给客户端，汇集节点按照本地区块树的序列，选取生成的通用阶段凭证的绑定块的子块作为下一轮共识实例的对象，将该交易区块的序列号、哈希值以及当前的视图号和生成的通用阶段凭证打包成通用消息，广播给其他所有节点；共识节点收到汇集节点广播的通用消息时，判断通用消息中的通用阶段凭证和交易区块的哈希值是否有效，若无效，则等待其他汇集节点的通用消息；若有效，则将通用消息凭证绑定在对应的交易区块上，对绑定在该交易区块的父块的通用阶段凭证进行设置，执行祖父块中的请求并返回确认消息给客户端，并利用自身私钥份额对交易区块的哈希值和通用阶段标识进行签名，并将生成的签名、交易区块的序列号和当前的视图号打包成投票消息广播给所有汇集节点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：客户端在预设等待时长内未收到交易确认信息，则重新向共识网络发送交易，并延长所述预设等待时长。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过领导节点将共识网络内的交易聚合成交易区块并生成共识提议，包括：判断所述共识提议是否为当前视图中的第一次提议，若是，则领导节点在接收到第二预设数量的新视图切换请求之后，选择其中序列号最大的交易区块对应的通用阶段凭证，将该通用阶段凭证与所述共识提议共同广播给所有共识节点；反之，直接将共识网络内的交易聚合成交易区块并生成共识提议，并进行广播。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过共识节点对所述共识提议进行验证，包括：验证所述共识提议的有效性和合法性，以及验证所述共识提议是否与共识网络内的其他提议产生冲突。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，共识网络内的共识节点接收到作恶证明后，共识节点向领导节点发送新视图切换请求。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：若共识节点等待...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宗洋，荣康，刘翔宇，刘建伟，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：