一种基于动态节点的拜占庭容错共识协议的数据共识方法技术

本发明专利技术属于区块链技术领域，具体涉及一种基于动态节点的拜占庭容错共识协议的数据共识方法，该方法包括：初始化系统，随机选取节点作为共识组；更新共识组中的各个节点；在新的共识组节点中随机选取主节点、提交收集器节点以及执行收集器节点；主节点接收来自客户端的请求信息，并将请求信息打包成区块后广播到共识组的所有节点；每个节点采用私钥对区块信息进行签名，并将签名发送给提交收集器节点；提交收集器节点执行快速数据共识过程或者执行线性数据共识过程；本发明专利技术设计了一种新的基于动态节点的拜占庭容错共识协议，该协议可以在无需停机进行节点信息重配置的条件下，实现节点的分布式加入、退出，同时也能够抵御对主节点的自适应攻击。点的自适应攻击。点的自适应攻击。

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态节点的拜占庭容错共识协议的数据共识方法


[0001]本专利技术属于区块链
，具体涉及一种基于动态节点的拜占庭容错共识协议的数据共识方法。

技术介绍

[0002]区块链技术是一种去中心化、去信任化的分布式数据库技术方案。该数据库由参与系统的所有节点共同维护，具有去中心化、不可篡改性、透明性、安全性等特性。区块链技术运用密码学算法、Merkle树结构、时间戳以及共识协议，在节点相互不信任的分布式网络中实现节点存储的一致性，解决了传统中心化模式中安全性不足、可靠性差、高成本等问题。
[0003]近年来，在对区块链共识的研究过程中，越来越多的技术被用于实现高效的轮内投票算法、更强的容错性能力和高效的视图转换方式，但对于节点动态加入或退出的研究却寥寥无几。目前，联盟链被广泛应用于各个领域，节点加入和退出联盟链的方式可以通过认证中心的授权来实现的。但是区块链技术设计之初就是为了解决传统中心化模式中存在的问题，通过认证中心的方式一定程度上毁坏了其分布式的特性，同时也存在单点故障的问题。
[0004]在共识过程中，主节点一般是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于动态节点的拜占庭容错共识协议的数据共识方法，其特征在于，包括：构建区块链系统，该系统包括副本节点、主节点、C
‑
collector节点以及E
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collector节点，其中，C
‑
collector为提交收集器，E
‑
collector为执行收集器；采用基于动态节点的拜占庭容错共识协议对数据进行共识的过程包括：S1：初始化系统的共识参数和各个节点的密钥；S2：根据初始化的共识参数随机选取节点作为共识组；S3：更新共识组中的各个节点，得到新的共识组；更新共识组包括新的节点加入共识组或者共识组中的节点被撤销；其中，共识组中的节点被撤销包括：节点分布式主动退出共识组、节点分布式被动撤销共识组以及退出节点密钥管理；S4：在新的共识组节点中选取主节点，并随机选取C
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collector节点和E
‑
collector节点；S5：主节点接收来自客户端的请求信息，并将请求信息打包成区块后广播到共识组的所有节点；S6：每个节点采用自己的私钥sk
i
对区块信息进行签名，并将签名发送给C
‑
collector节点；S7：C
‑
collector节点确定接收的数据，根据接收的数据判断执行fast
‑
path数据共识过程或者执行linear
‑
PBFT数据共识过程。2.根据权利要求1所述的一种基于动态节点的拜占庭容错共识协议的数据共识方法，其特征在于，初始化系统的共识参数和各个节点的密钥包括：S11：确定共识组的初始节点数n；S12：确定签名初始阈值参数t1、t2以及t3；S13：每个节点运行分布式密钥生成算法生成各自的私钥sk
i
，并根据私钥计算公钥pk
i
，并将公钥广播给给个节点；S14：每个节点运行共识算法，对初始化过程中生成的公共参数params达成分布式一致，所述公共参数包括共识小组初始节点数、签名阈值参数以及公私钥集。3.根据权利要求1所述的一种基于动态节点的拜占庭容错共识协议的数据共识方法，其特征在于，新的节点加入共识组的过程包括：步骤1：新加入节点向共识组节点发送加入申请；步骤2：共识组节点验证新加入节点身份，对其包含身份信息的数据进行签名，并将签名后的数据发送给C
‑
collector；步骤3：C
‑
collector若收到所有节点的签名消息，则将其聚合并广播给共识组的所有节点；步骤4：共识组节点根据新加入节点的身份，生成对应的私钥份额发送给新加入节点；步骤5：新加入节点将签名份额进行累加，得到自己的私钥，根据私钥计算自己的公钥，并将公钥广播给共识组的所有节点；步骤6：共识组节点将新加入节点的公钥添加至公共参数中，并进行一次公共参数的共识。4.根据权利要求1所述的一种基于动态节点的拜占庭容错共识协议的数据共识方法，其特征在于，节点分布式主动退出共识组的过程包括：
步骤1：主动退出节点向共识组节点发送退出申请；步骤2：共识组节点验证退出消息的有效性，并发送签名给E
‑
collector；步骤3：E
‑
collector若收到超过(2n)/3的节点发来的签名消息，则将其聚合并广播给共识组的所有节点；步骤4：共识组节点验证聚合签名的有效性，然后向主动退出节点发送退出成功消息；步骤5：共识组节点将其退出消息记录在撤销列表CRL中，删除公共参数中退出节点的公钥，并发送退出成功消息给主动退出节点；步骤6：共识组节点广播撤销列表，对撤销列表以及公共参数达成分布式一致。5.根据权利要求1所述的一种基于动态节点的拜占庭容错共识协议的数据共识方法，其特征在于，节点分布式被动撤销共识组的过程包括：步骤1：共识组节点广播投诉消息给共识组的所有节点；步骤2：共识组中的节点若收到超过(2n)/3的节点发来的投诉消息，则发送签名给E
‑
collector；步骤3：E
‑
collector若收到(2n)/3的签名消息，则将签名进行聚合并广播退出...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐飞，彭金兰，徐婷鲜，黄永洪，黄东，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：