[发明专利]一种应用于工业物联网的节点快速共识方法

权利要求书

1.一种应用于工业物联网的节点快速共识方法，其特征在于，所述方法采用并行结构的区块链对网络中各个交易进行并行验证；每个共识周期中，在选择验证节点后，根据验证节点的公钥哈希随机分配对应的共识码，验证节点根据网络中各个交易的哈希值的最高有效位提交交易；同时，设计负载均衡策略实现区块链的自扩展功能；所述节点为工业物联网中的各个终端设备，所验证节点为实现验证功能的终端设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：选择验证节点，并随机分配对应的共识码；

S2：各验证节点对应收集并验证其共识码范围内的交易，并生成交易区块，将收集并验证的交易记载在交易区块中；KWM值最高的验证节点创建自身交易区块之外，还会创建一个领导区块，用于存储当前共识周期中所有验证节点生成的所有交易区块的哈希值及各验证节点的共识码；

S3：在当前共识周期中，若某一验证节点发生过载，则称该验证节点为过载验证节点，过载验证节点将自身所对应的共识码分为若干个部分，并向网络中其他节点发送请求以请求新的验证节点加入，新的验证节点的产生与S1选择验证节点的方式相同，选择出的新的验证节点的共识码为过载验证节点对应的共识码的一部分。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S1：选择验证节点，并随机分配对应的共识码，包括：

S1.1：网络中所有有兴趣在下一共识周期Δ充当验证节点的节点PN_i生成结构为＜t_id,pk,sign＞的交易tv_i，并通过广播的方式发送给网络中的其他节点；

其中，t_id为交易tv_i的标识符，即交易内容的哈希；pk为对应的证书颁发机构(CA)分配给该节点的公钥；sign为其公钥对应的签名；

S1.2：网络中各个节点在接收到有兴趣在下一共识周期Δ充当验证节点的各个节点PN_i广播发送的交易tv_i后，通过CA验证其公钥pk，并且通过公钥pk验证对应的签名sign；

S1.3：验证成功后，网络中各个节点根据所收到的交易tv_i计算所有有兴趣在下一共识周期Δ充当验证节点的各个节点的KWM值，并根据KWM值创建KWM的降序列表，表示为KWM₁,KWM₂,...,KWM_j...,KWM_J，J为有兴趣在下一周期Δ充当验证节点的节点总数，j＝1,2,…J；

S1.4：根据KWM的降序列表确定验证节点及验证节点总数，确定后的验证节点根据自身在KWM的降序列表中位置获取随机分配的共识码；

S1.5：每个验证节点向其他的验证节点发送自己的共识码和确定的验证节点总数，以确保每个验证节点对验证节点总数和对应的共识码范围达成一致。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，KWM值计算公式如下：

其中，n表示哈希值总长度，由哈希函数确定；α_r为对应于交易tv_i中pk的哈希值；w(α_r)是对应于α_r的数值权重，通过查询关键权重度量KWM词典获取。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S1.5：每个验证节点向其他的验证节点发送自己的共识码和确定的验证节点总数，以确保每个验证节点对验证节点总数和对应的共识码范围达成一致的验证方法为：每个验证节点通过共识码范围除以验证节点总数来验证每个验证节点共识码的划分。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S2中各验证节点生成交易区块时，通过预先设定交易区块大小或者预先设定生成交易区块的间隔时间生成交易区块。