[发明专利]区块链的拜占庭容错共识方法、系统、设备和存储介质

说明书

本发明公开了一种基于区块链的拜占庭容错共识方法、系统、设备和存储介质，所述共识方法包括：确定用于发布交易信息的目标节点；获取交易信息并将发布至参与共识的n个共识节点；对n个共识节点进行编号，并根据n个共识节点的编号获取目标Gossip集合；采用目标通信方式依次对目标Gossip集合中每个子集的两个相邻共识节点的节点信息进行更新，最终获取初步共识信息；在初步共识信息满足预设条件时确定n个共识节点之间达成共识。本发明有效地缩短了区块链的共识过程的共识处理时间、在保证高效共识的同时，能够容忍网络中一半以下的节点为拜占庭节点，提高了共识处理效率和容错性；同时扩展性也得到了较大改善。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，特别涉及一种基于区块链的拜占庭容错共识方法、系统、设备和存储介质。

背景技术

区块链技术是一个多中心的新型分布式账本，它将已有的分布式存储、共识算法、数字加密、时间戳、点对点信息传递等技术结合起来，形成一种去中心化的、保证信息安全透明的全新分布式系统。其中共识算法是区块链的核心内容，它能够保证系统在没有中心节点统一调配的情况下，协调各个节点自动按照既定的规则判断信息是否正确，实现信息的分布一致性。在共识的过程中，由于区块链可能会存在恶意节点，也称作“拜占庭节点”，这些节点会谎报信息来干扰共识，这对共识算法造成了巨大的挑战，由此产生了拜占庭共识算法来解决这一类问题。拜占庭共识算法在恶意节点存在的情况下依然能够达成共识，并且能够灵活应用于多个场景，因此在区块链中至关重要。

目前常见的用于区块链的拜占庭容错的共识算法主要包括：PoW(Proof of Work，工作量证明机制)算法、PoS(Proof of Stake，权益证明机制)算法和PBFT(PracticalByzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错算法)算法。其中，PoW算法通过比拼节点间的算力来获得记账权，达成共识，所以会浪费大量的资源，共识效率低下，单次共识周期较长；PoS算法主要根据“币龄”计算各节点的权益，会导致某些节点权利过大；PBFT算法只能容忍系统中少于三分之一的节点发生拜占庭错误，并且失效节点的视图转换非常复杂，扩展性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中区块链的共识过程存在共识处理时间较长、处理效率和容错性无法兼得的缺陷，提供一种基于区块链的拜占庭容错共识方法、系统、设备和存储介质。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种基于区块链的拜占庭容错共识方法，所述共识方法包括：

确定区块链的P2P网络(对等网络)中的N个节点中用于发布交易信息的目标节点；

控制所述目标节点获取所述交易信息，并将所述交易信息发布至所述区块链中参与共识的n个共识节点；其中，1＜n≤N，n和N均取整数；

对n个所述共识节点进行编号，并根据n个所述共识节点的编号获取目标Gossip(流言)序列；

其中，所述目标Gossip集合包括n-1个子集，每个所述子集对应两个编号相邻的所述共识节点，每个所述子集包括两个编号相邻的所述共识节点的节点信息，且所述目标Gossip集合中的每个所述子集之间根据所述共识节点的编号依次排序；

根据Gossip协议确定n个所述共识节点之间的目标通信方式；

根据所述共识节点的编号顺序，采用所述目标通信方式依次对所述目标Gossip集合中每个所述子集的两个相邻所述共识节点的节点信息进行更新，并将所述目标Gossip集合中第n-1个子集的两个相邻所述共识节点更新后的节点信息作为初步共识信息；

判断所述初步共识信息是否满足预设条件，若满足，则确定n个所述共识节点之间达成共识。

较佳地，所述根据n个所述共识节点的编号获取目标Gossip集合的步骤包括：