基于联盟链共识机制的领导权转移方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于联盟链共识机制的领导权转移方法及装置，方法包括：接收联盟网络分裂概率，联盟网络分裂概率是网络分裂概率预测模型基于联盟内各个追随节点信息预测得到的；基于联盟网络分裂概率达到预设条件，向各追随节点发送信誉请求，并接收各追随节点基于信誉请求返回的信誉值；根据各追随节点及其对应的信誉值，利用领导者选择算法，确定作为下一领导节点的追随节点并进行领导权转移。本发明专利技术通过接收的联盟网络分裂概率和联盟中各节点状态评估各追随节点的稳定性，并根据其信誉值选择下一任领导节点，从而提前进行领导权转移以阻止网络分裂，维持Raft联盟链全域信任关系。系。系。

【技术实现步骤摘要】
基于联盟链共识机制的领导权转移方法及装置


[0001]本专利技术涉及区块链
，尤其涉及一种基于联盟链共识机制的领导权转移方法及装置。

技术介绍

[0002]区块链是比特币的底层技术，本质上是一个基于点对点网络和密码学的分布式数据库，它可以解决信息不对称的现实问题，实现多个节点之间的信任和协同合作。凭借其去中心化、防篡改、交易透明的安全特性，区块链可以加强5G网络和服务的去中心化程度，提升其安全性和隐私性，改变其网络管理架构，从而提高服务质量和5G性能。共识算法是决定区块链服务质量的关键技术，Diego Ongaro在2014年提出了Raft共识算法。Raft共识算法中数据只从领导者流向追随者，因此结构更加简单，共识效率也更高，被广泛应用于智能电网联盟链中。
[0003]但现今对Raft共识算法的研究大多集中在分析和改进其性能上。如分析Raft算法的系统吞吐量、网络稳定性、一致性响应时间等，或者针对Raft算法的缺点提出改进或完善，如引入一个新状态、结合新兴技术提高算法性能，或者在Raft算法的基础上提出改进的共识机制。事实上，Raft联盟链内故障CA节点的数量直接决定了Raft联盟链的共识效率以及是否能够维持全域信任关系，进而决定了Raft联盟链的稳定性。
[0004]然而故障CA节点的存在严重影响了Raft联盟链的共识效率，并且由于故障CA节点无法参与共识，领导者在网络分裂期间无法接收到足够数量的追随者回复，因此当故障CA节点数目过多时Raft联盟链会发生网络分裂，导致全域信任关系破裂。在Raft联盟链中追随者成为故障CA节点主要有两个原因：一是追随者发生硬件故障，二是追随者可能因为不可靠的传输不能连续接收到心跳包而成为故障CA节点。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种基于联盟链共识机制的领导权转移方法及装置，用以解决现有技术中由于存在故障CA节点以致影响Raft联盟链共识效率甚至出现网络分裂导致Raft联盟链不可用的缺陷，能够提前预测CA节点状态，以提前阻止网络分裂，从而保证Raft联盟链始终保持全域信任关系。
[0006]本专利技术提供一种基于联盟链共识机制的领导权转移方法，包括：接收联盟网络分裂概率和联盟中各节点状态，所述节点状态包括追随状态和故障状态；基于所述联盟网络分裂概率达到预设条件或基于处于故障状态的故障节点数量符合目标条件，向各所述追随节点发送信誉请求，并接收各所述追随节点基于所述信誉请求返回的信誉值；根据各所述追随节点及其对应的信誉值，利用领导者选择算法，确定作为下一领导节点的追随节点并进行领导权转移。
[0007]根据本专利技术提供的一种基于联盟链共识机制的领导权转移方法，所述根据各所述追随节点及其对应的信誉值，利用领导者选择算法，确定作为下一领导节点的追随节点并
进行领导权转移，包括：基于领导者选择算法，为各所述追随节点分配随机数；根据各所述追随节点分配的随机数和所述追随节点对应的信誉值，得到对应权重；选择最大权重对应的追随节点作为下一领导节点进行领导权转移。
[0008]根据本专利技术提供的一种基于联盟链共识机制的领导权转移方法，所述选择最大权重对应的追随节点作为下一领导节点进行领导权转移，包括：选择最大权重对应的追随节点作为下一领导节点；基于日志复制机制，将当前日志更新至所述下一领导节点；向所有追随节点发送权力转移消息，以向所述下一领导节点进行领导权转移，以及供其余追随节点根据所述权力转移消息将所述下一领导节点更新为当前领导节点，所述权力转移消息包括所述下一领导节点的ID和地址。
[0009]根据本专利技术提供的一种基于联盟链共识机制的领导权转移方法，在所述向所有追随节点发送权力转移消息时，还包括：向故障节点发送权力转移消息，以供所述故障节点接收所述权力转移消息后清理自身数据库并重新启动，以重新成为追随节点。
[0010]根据本专利技术提供的一种基于联盟链共识机制的领导权转移方法，在所述接收根据各所述追随节点分配的随机数和所述追随节点对应的信誉值，得到对应权重之前，还包括：基于预设比例，按从大到小，选择相应信誉值，以对相应追随节点进行筛选。
[0011]根据本专利技术提供的一种基于联盟链共识机制的领导权转移方法，所述追随节点信息包括心跳丢失率和选举超时，所述联盟网络分裂概率是网络分裂概率预测模型基于节点预测故障时间预测得到的；所述节点预测故障时间是利用故障概率模型和局部加权线性回归算法基于各所述追随节点的心跳丢失率和选举超时预测得到的，所述节点状态是基于所述节点预测故障时间确定的。
[0012]根据本专利技术提供的一种基于联盟链共识机制的领导权转移方法，所述信誉值是所述追随节点接收所述信誉请求后基于自身负载、延迟、丢失心跳数和日志索引比值得到的。
[0013]本专利技术还提供一种基于联盟链共识机制的领导权转移装置，包括：概率接收模块，接收联盟网络分裂概率和联盟中各节点状态，所述节点状态包括追随状态和故障状态；信誉获取模块，基于所述联盟网络分裂概率达到预设条件或基于处于故障状态的故障节点数量符合目标条件，向各所述追随节点发送信誉请求，并接收各所述追随节点基于所述信誉请求返回的信誉值；领导权转移模块，根据各所述追随节点及其对应的信誉值，利用领导者选择算法，确定作为下一领导节点的追随节点并进行领导权转移。
[0014]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于联盟链共识机制的领导权转移方法的步骤。
[0015]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于联盟链共识机制的领导权转移方法的步骤。
[0016]本专利技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于联盟链共识机制的领导权转移方法的步骤。
[0017]本专利技术提供的基于联盟链共识机制的领导权转移方法及装置，通过接收的联盟网络分裂概率和联盟中各节点状态评估各追随节点的稳定性，并根据其信誉值选择下一任领导节点，从而提前进行领导权转移以阻止网络分裂，维持Raft联盟链全域信任关系；另外，
通过在信誉值的基础上选择下一领导节点，使得智能电网联盟链中的领导节点始终拥有较高的稳定性和负载能力，进而提高智能电网联盟链的共识效率和稳定性。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本专利技术提供的基于联盟链共识机制的领导权转移方法的流程示意图之一；
[0020]图2是本专利技术提供的基于联盟链共识机制的领导权转移方法的框图；
[0021]图3是本专利技术提供的基于联盟链共识机制的领导权转移方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于联盟链共识机制的领导权转移方法，其特征在于，包括：接收联盟网络分裂概率和联盟中各节点状态，所述节点状态包括追随状态和故障状态；基于所述联盟网络分裂概率达到预设条件或基于处于故障状态的故障节点数量符合目标条件，向各所述追随节点发送信誉请求，并接收各所述追随节点基于所述信誉请求返回的信誉值；根据各所述追随节点及其对应的信誉值，利用领导者选择算法，确定作为下一领导节点的追随节点并进行领导权转移。2.根据权利要求1所述的基于联盟链共识机制的领导权转移方法，其特征在于，所述根据各所述追随节点及其对应的信誉值，利用领导者选择算法，确定作为下一领导节点的追随节点并进行领导权转移，包括：基于领导者选择算法，为各所述追随节点分配随机数；根据各所述追随节点分配的随机数和所述追随节点对应的信誉值，得到对应权重；选择最大权重对应的追随节点作为下一领导节点进行领导权转移。3.根据权利要求2所述的基于联盟链共识机制的领导权转移方法，其特征在于，所述选择最大权重对应的追随节点作为下一领导节点进行领导权转移，包括：选择最大权重对应的追随节点作为下一领导节点；基于日志复制机制，将当前日志更新至所述下一领导节点；向所有追随节点发送权力转移消息，以向所述下一领导节点进行领导权转移，以及供其余追随节点根据所述权力转移消息将所述下一领导节点更新为当前领导节点，所述权力转移消息包括所述下一领导节点的ID和地址。4.根据权利要求3所述的基于联盟链共识机制的领导权转移方法，其特征在于，在所述向所有追随节点发送权力转移消息时，还包括：向故障节点发送权力转移消息，以供所述故障节点接收所述权力转移消息后清理自身数据库并重新启动，以重新成为追随节点。5.根据权利要求2所述的基于联盟链共识机制的领导权转移方法，其特征在于，在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨爽，刘天，马佰超，张志伟，张高峰，杨宇，解晓敏，王天俣，杨可林，马群，李波，陈丹，冯志常，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司菏泽供电公司，
类型：发明
国别省市：