[发明专利]一种基于DPoS高容错分层共识方法

说明书

本发明属于区块链技术领域，具体涉及一种基于DPoS高容错分层共识方法。通过分层逐层对故障节点进行筛选，第一层通过对网络所有节点进行分组，选出提名节点，对筛选出的恶意节点进行处罚，第二层是对选出所有组内决议节点进一步分组而构成议长组，选出提名节点，对筛选出的恶意节点进行处罚，完成共识，奖励除出块节点各个参与共识的节点。提高了当前共识的容错率，采用动态积分权重提名方法，按积分权重提名保证了节点按参与共识付出算力当选超级节点的可能性，在新一轮共识中，通过对上一轮出块节点积分重置使整个网络不会因积分出现两级分化而破坏系统的公平性。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于DPoS高容错分层共识方法。

背景技术

区块链技术通过链式数据结构利用分布式节点共识方法来生成和更新数据、利用密码学来保证其数据的安全性、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，它的去中心化和不可篡改的良好特性使被广泛用于缺乏信任、完全自由开放的网络应用中，涉及金融、互联网和农业等多个领域中。而共识方法是保证区块链不可篡改和实现去中心化的核心技术之一，其主要作用于节点信息同步和记账信息达成一致。共识方法的优劣决定着整个去中心化系统运作效率，而共识方法容错率和执行效率是衡量共识方法优劣的重要指标。自区块链问世以来，相继涌现了多种共识算法。在《Consensus Algorithms in Blockchain:Comparative Analysis,Challenges andOpportunities》描述分析了各种共识算法，对于当前主流的共识算法，以牺牲算力为代价的PoW和PoS算法造成计算资的浪费，PBFT算法容错率较低。DPoS算法虽然保证了计算资源充分利用但导致节点权重分化严重而破坏共识的公平性，且容错率也难以保证，中国专利CN201710559333.1提出一种基于奖惩的数据区块链授权参与共识的拜占庭容错方法及其奖惩方法，通过选举出数据块的共识节点进行共识，根据共识结果对节点进行奖惩，此共识算法的奖惩方法激励节点参与共识的积极性，但是此算法基于拜占庭容错算法而是设计，也存在拜占庭算法容错率低的问题，寻求一种高容错共识方法一直是区块链技术的核心问题，相比较各种共识算法，DPoS算法能源消耗低，确认速度快，虽然存在缺陷但可以结合网络结构对其进行改进，在保证公平化基础上设计出一种高容错的共识方法，因此，基于DPoS改进共识算法的研究是近几年共识算法领域的重要研究方向。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明在DPoS共识算法的基础上进行改进，引入共识积分奖励方法克服因DPoS中某些节点资产堆积导致的权重失衡而导致的公平性问题，提出一种多层共识多次过滤恶意节点的方法，以提高系统的容错率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种基于DPoS高容错分层共识方法，包括以下步骤：

1)构建区块链网络，区块链网络包含N个节点；

2)初始化节点参数，节点参数包括节点状态位STATE、共识积分CNS_SCORE、错误计数位ERROR_COUNT；

3)对区块链网络中的节点进行分组，其中，组数为G，每组K个节点，不足K个与前一组合并；

4)利用FINDLEADER选举方法计算每一组的提名节点，提名节点编号记为i；

5)核实提名节点，确定决议节点；

6)利用组内决议节点收集并校验交易列表；

7)构建议长组，即节点服务管理集群根据缓存栈中的信息，按照时间顺序对决议节点进行分组，所述分组方法是：每三个组内决议节点构成一议长组，议长组的总数M＝G/h，不足h个与前面的议长组合并，h为议长组内节点个数；