一种基于共识子图自蔓延机制的共识方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于共识子图自蔓延机制的共识方法及系统，涉及区块链技术领域。基于最小共识子图广度自蔓延机制进行区块链共识，以提高区块链共识过程中的速度。该方法包括：建立共识投票机制，根据投票取向建立共识子图；根据动态变化的节点，建立增量式动态共识子图，基于所述增量式动态共识子图更新所述共识子图，以形成共识子图自蔓延机制；基于所述共识子图自蔓延机制进行区块链共识。所述基于共识子图自蔓延机制的共识系统应用于基于共识子图自蔓延机制的共识方法。识子图自蔓延机制的共识方法。识子图自蔓延机制的共识方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于共识子图自蔓延机制的共识方法及系统


[0001]本专利技术涉及区块链
，尤其涉及一种基于共识子图自蔓延机制的共识方法及系统。

技术介绍

[0002]区块链，狭义上，是按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的去中心化三维分布式账本；广义上，利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。区块链系统可以用于登记和发行数字化资产、产权凭证、积分等，并以点对点的方式进行转账、支付和交易，与传统的中心化账本系统相比，具有完全公开、不可篡改、防止多重支付等优点，并且不依赖于任何的可信第三方。共识是指多方参与的节点在预设规则下，通过多个节点交互对某些数据、行为或流程达成一致的过程。
[0003]而且由于点对点网络下存在较高的网络延迟，各个节点所观察到的事务先后顺序不可能完全一致。因此区块链系统需要设计一种机制对在差不多时间内发生的事务的先后顺序进行共识。这种对一个时间窗口内的事务的先后顺序达成共识的算法被称为“共识机制”。目前主要有以下几类共识机制：1、Pow工作量证明，就是大家熟悉的挖矿，通过与或运算，计算出一个满足规则的随机数，即获得本次记账权，发出本轮需要记录的数据，全网其它节点验证后一起存储。优点是完全去中心化，节点自由进出；缺点是目前bitcoin已经吸引全球大部分的算力，其它再用Pow共识机制的区块链应用很难获得相同的算力来保障自身的安全；挖矿造成大量的资源浪费；共识达成的周期较长，不适合商业应用。2、Pos权益证明，Pow的一种升级共识机制；根据每个节点所占代币的比例和时间；等比例的降低挖矿难度，从而加快找随机数的速度。优点是在一定程度上缩短了共识达成的时间。缺点是还是需要挖矿，本质上没有解决商业应用的痛点。3、DPos股份授权证明机制，类似于董事会投票，持币者投出一定数量的节点，代理他们进行验证和记账。优点是大幅缩小参与验证和记账节点的数量，可以达到秒级的共识验证；缺点是整个共识机制还是依赖于代币，很多商业应用是不需要代币存在的。4、Pool验证池，基于传统的分布式一致性技术，加上数据验证机制；是目前行业链大范围在使用的共识机制。优点是不需要代币也可以工作，在成熟的分布式一致性算法(Pasox、Raft)基础上，实现秒级共识验证；缺点是去中心化程度不如bictoin；更适合多方参与的多中心商业模式。5、PBFT：Practical Byzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错算法。PBFT是一种状态机副本复制算法，即服务作为状态机进行建模，状态机在分布式系统的不同节点进行副本复制。每个状态机的副本都保存了服务的状态，同时也实现了服务的操作。将所有的副本组成的集合使用大写字母R表示，使用0到|R|
‑
1的整数表示每一个副本。为了描述方便，假设|R|＝3f+1，这里f是有可能失效的副本的最大个数。尽管可以存在多于3f+1个副本，但是额外的副本除了降低性能之外不能提高
可靠性。
[0004]上述现有技术在共识形成过程中，主要采用遍历所有参与共识节点，以形成共识的方法，导致共识速度慢，TPS吞吐量难以突破10000笔/秒。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于共识子图自蔓延机制的共识方法及系统，通过将多个节点数划分为不同的共识子图，利用各个共识子图中的代表进行共识，无需遍历所有节点，以提高区块链共识速度。
[0006]本专利技术提供一种基于共识子图自蔓延机制的共识方法，该方法包括：
[0007]步骤S1：建立共识投票机制，根据投票取向建立共识子图；
[0008]步骤S2：根据动态变化的节点，建立增量式动态共识子图，基于所述增量式动态共识子图更新所述共识子图，以形成共识子图自蔓延机制；
[0009]步骤S3：基于所述共识子图自蔓延机制进行区块链共识。
[0010]优选地，所述步骤S1包括：
[0011]建立共识投票机制，根据不同的投票取向建立对应的共识子图，或者，建立共识投票机制，根据不同的投票取向建立统一共识子图。
[0012]优选地，所述步骤S1中建立共识投票机制，包括：
[0013]步骤S1.1：对前n
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1次投票取向进行记录，获取稳定的正向、反向共票子图，根据不同的共票子图建立对应的共识子图，或者，根据不同的共票子图建立统一共识子图；
[0014]步骤S1.2：对第n+1次投票取向，自高到低选择稳定性最好的共识子图，达成共识结果并终止共识过程。
[0015]优选地，所述步骤S2包括：
[0016]根据动态变化的节点，对共识结果进行更新，以建立增量式动态共识子图，基于所述增量式动态共识子图更新所述共识子图，以形成共识子图自蔓延机制。
[0017]优选地，所述步骤S3包括：基于所述共识子图自蔓延机制进行区块链共识，基于共识子图动态减量修正机制对不满意的投票取向进行事后申诉。
[0018]与现有技术相比，本专利技术所提供的一种基于共识子图自蔓延机制的共识方法具有如下有益效果：首先建立共识投票机制，根据投票取向建立共识子图；然后根据动态变化的节点，建立增量式动态共识子图，基于增量式动态共识子图更新共识子图，以形成共识子图自蔓延机制；最后基于共识子图自蔓延机制进行区块链共识。本专利技术根据节点数量的变化不断更新各个共识子图，根据更新的各个共识子图进行共识，也就是将多个区块链节点通过共识投票机制建立共识子图，对于投票总是变化的节点，根据节点变化建立增量式动态共识子图，不断调整，稳定后加入成为新的共识子图，即形成共识子图自蔓延机制。根据共识子图自蔓延机制进行区块链共识，也就是通过不断变化的共识子图进行区块链共识，不需要遍历所有节点，只需要在共识子图中找一个代表进行共识，共识数量减少了，进而可以提高共识速度，提高TPS吞吐量。
[0019]本专利技术还提供一种基于共识子图自蔓延机制的共识系统，该系统包括：
[0020]共识子图模块，用于建立共识投票机制，根据投票取向建立共识子图；
[0021]共识子图自蔓延模块，用于根据动态变化的节点，建立增量式动态共识子图，基于
所述增量式动态共识子图更新所述共识子图，以形成共识子图自蔓延机制；
[0022]共识和修正模块，用于基于所述共识子图自蔓延机制进行区块链共识，基于共识子图动态减量修正机制对不满意的投票取向进行事后申诉。
[0023]与现有技术相比，本专利技术提供的一种基于共识子图自蔓延机制的共识系统的有益效果与上述技术方案所述一种基于共识子图自蔓延机制的共识方法的有益效果相同，在此不做赘述。
[0024]本专利技术还提供一种电子设备，包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述收发器、所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于共识子图自蔓延机制的共识方法，其特征在于，包括：步骤S1：建立共识投票机制，根据投票取向建立共识子图；步骤S2：根据动态变化的节点，建立增量式动态共识子图，基于所述增量式动态共识子图更新所述共识子图，以形成共识子图自蔓延机制；步骤S3：基于所述共识子图自蔓延机制进行区块链共识。2.根据权利要求1所述的一种基于共识子图自蔓延机制的共识方法，其特征在于，所述步骤S1包括：建立共识投票机制，根据不同的投票取向建立对应的共识子图，或者，建立共识投票机制，根据不同的投票取向建立统一共识子图。3.根据权利要求2所述的一种基于共识子图自蔓延机制的共识方法，其特征在于，所述步骤S1中建立共识投票机制，根据不同的投票取向建立对应的共识子图，或者，建立共识投票机制，根据不同的投票取向建立统一共识子图包括：步骤S1.1：对前n
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1次投票取向进行记录，获取稳定的正向、反向共票子图，根据不同的共票子图建立对应的共识子图，或者，根据不同的共票子图建立统一共识子图；步骤S1.2：对第n+1次投票取向，自高到低选择稳定性最好的共识子图，达成共识结果并终止共识过程。4.根据权利要求3所述的一种基于共识子图自蔓延机制的共识方法，其特征在于，所述步骤S2包括：根据动态变化的节点数，对共识结果进行更新，以建立增量式动态共识子图，基于所述增...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞引明，胡叶楠，张建，胡天伟，
申请(专利权)人：重庆林烨兴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：