[发明专利]基于改进型C4.5算法区块链系统共识方法

说明书

本发明公开了基于改进型C4.5算法区块链系统共识方法，包括一级共识层共识：组内从节点将请求发送给主节点，主节点在接收一段时间的请求后，将若干请求打包成一个区块，然后将该区块广播给它所属组进行一次PBFT共识；二级共识层共识：区块通过一级共识层的共识验证过程后，将在二级共识层进行二次PBFT共识确认。二级共识层内的K个节点通过积分投票机制选举出一个主节点，该节点会将这段时间内收集的通过了所属一级共识层共识的请求打包成一个区块广播给二级共识层的所有节点进行PBFT共识。

技术领域

本发明属于区块链系统技术领域，具体地说，涉及基于改进型C4.5算法区块链系统共识方法。

背景技术

区块链是一个去中心化的分布式系统，具有开放性，可追溯性，去中心化和不可篡改等特点。共识算法是区块链技术的核心，直接影响到区块链系统的可扩展性。区块链可以分为公有链，私有链和联盟链，现在联盟链常用的共识算法为实用拜占庭容错算法(PBFT)，PBFT是一种用于解决拜占庭将军问题的算法，其能够在网络中存在恶意节点的情况下保证各个节点间的一致性。如图1所示为现有PBFT算法的流程示意图，PBFT共识算法主要由一致性协议，视图更换协议和检查点协议组成。一致性协议用来保证全网所有节点保存数据的一致性，其通过三阶段节点间的互相通信来实现；视图更换协议用于替换故障节点从而保证系统的正常进行；检查点协议用于定期清理过期交互数据减轻节点存储压力，定期检查系统是否统一，对不一致节点进行同步。然而现有的拜占庭容错算法要么是可扩展性差，是容错率低，要么主节点的选取随意会引起视图的变化过程，影响整个共识过程，并且该算法在节点数目增多时通信量较大，导致网络堵塞。如何改进现有PBFT算法是大规模区块链应用的前提。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供基于改进型C4.5算法区块链系统共识方法，为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

基于改进型C4.5算法区块链系统共识方法，包括一级共识层共识：组内从节点将请求发送给主节点，主节点在接收一段时间的请求后，将若干请求打包成一个区块，然后将该区块广播给它所属组进行一次 PBFT共识；二级共识层共识：区块通过一级共识层的共识验证过程后，将在二级共识层进行二次PBFT共识确认。二级共识层内的K个节点通过积分投票机制选举出一个主节点，该节点会将这段时间内收集的通过了所属一级共识层共识的请求打包成一个区块广播给二级共识层的所有节点进行PBFT共识；若这段时间内一级共识层没有新的请求，那么节点将打包一个空区块发送给二级共识层共识上链，然后进行下一次选举；提交阶段：当区块经过二级共识层的共识后，所有主节点将对此区块进行数字签名并收集来自其他主节点的数字签名，表示认同此区块的真实性和有效性；然后将此二级共识层的数字签名集合附带区块本身打包成提交消息广播至其所属的一级共识层内的所有从节点，表示可以将此区块进行上链操作。至此任意一级共识层的节点都会收到此区块的提交消息；执行阶段：从节点在收到来自主节点的提交消息后，对区块附带的数字签名集合进行验证，可判断出该区块是否经过了二级共识层的共识验证。若验证失败，则可认为该从节点所属的主节点存在恶意行为，可举报此次违法操作，达到从节点向上监督的作用；若验证成功，则可以执行此区块的请求内容，并将区块记录上链。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

本发明一定程度上保证了主节点的可靠性，减少视图切换次数，进而获得更高的共识效率，同时通过节点分组将全局去中心化共识改进为分层次的多中心化共识，有效缓解单纯使用PBFT算法带来的节点数目增多通信量过大的问题，提高了主节点诚实概率，减少了节点间共识时间，提高共识效率。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明