[发明专利]一种适用于物联网的Raft共识方法

权利要求书

1.一种适用于物联网的Raft共识方法，其特征在于：包括，

通过物联网采集设备实时采集分布式网络中的物联网数据，并将所述物联网数据缓存于物联网网关；

在60s+K/N的时间内将物联网网关中的物联网数据进行打包，并统计打包的数据流量；其中，K为常数，N为其各节点单位时间内接收到的数据流量大小；

基于线性同余算法的随机数函数及SHA-256算法计算随机数Nonce值；

根据数据流量参数进行选主难度动态调整，进而确定目标值，并判断所述随机数Nonce值是否符合所述目标值；

若符合所述目标值，则保留所述随机数Nonce值；否则，则更新所述随机数Nonce值，并继续判断更新后的随机数Nonce值是否符合所述目标值；

设计计时器并启动共识选主流程，根据符合目标值的随机数Nonce值，选取共识主节点，并进行RAFT日志复制；

其中，所述选主难度动态调整包括，

设计难度动态调整函数，通过所述难度动态调整函数进行所述选主难度动态调整，所述难度动态调整函数如下式：

其中，D₀＝1，D(H)为区块的难度；为前一区块的难度；为自适应调节出块难度函数；H_i为当前区块号；

所述自适应调节出块难度函数包括，

其中，χ是调整的单位，为调整的系数；所述自适应调节出块难度函数的下界为D₀，上界为-99；Hs为当前区块产生的时间，为父区块时间戳；

判断条件如下：

Hash(Rand(h，n))≤N/D(H)

其中，其中h和n为输入，即区块头哈希值、以及Header中的Nonce值；N为节点接收的流量数值；N/D(H)为所述目标值。

2.如权利要求1所述的适用于物联网的Raft共识方法，其特征在于：所述计算随机数Nonce值包括，

所述基于线性同余算法的随机数函数的表达式为：

(Ni+1)＝(a*Ni+b)Mod M

其中，i＝0，1，…，M-1；M为当前时间戳；N为所述随机数Nonce值，a为大素数，b为常数。

3.如权利要求2所述的适用于物联网的Raft共识方法，其特征在于：所述设计计时器包括，

所述计时器包括心跳计时器、选主计时器和紧急选主计时器；

设置所述心跳计时器的时间为150ms到300ms；设置所述选主计时器的时间为60s+K/N；设置所述紧急选主计时器的时间为K/N。

4.如权利要求3所述的适用于物联网的Raft共识方法，其特征在于：还包括，

可在Leader节点未出现宕机的情况下进行共识选主和在网络环境不可靠、Leader节点出现宕机的情况下启动共识选主流程。

5.如权利要求4所述的适用于物联网的Raft共识方法，其特征在于：所述RAFT日志复制包括，

通过Client客户端向所述Leader节点提交指令，当所述Leader节点收到所述指令后，将所述指令写入本地日志中；

所述Leader节点将所述指令并发复制给其他节点，并等待所述其他节点将指令写入所述本地日志中；

直至所有指令都被写入到所述本地日志中，所述Leader节点将指令提交给状态机，而后状态机将执行结果返回给所述Client客户端。

6.如权利要求5所述的适用于物联网的Raft共识方法，其特征在于：选取所述共识主节点包括，

将产生符合目标值要求的第一个随机数Nonce值的节点作为所述共识主节点。