[发明专利]一种应用于联盟链的改进优化PBFT共识方法与系统

权利要求书

1.一种应用于联盟链的改进优化PBFT共识方法，其特征在于，将联盟链中所有节点划分为仲裁组、共识组、候选组和拜占庭组；仲裁组中的节点由共识组中的主节点升入，数量固定，加入一个节点后随机剔除另一个节点离开并进入候选组，仲裁组中节点用于处理加入或退出区块链网络节点的申请以及解决出现拜占庭问题的节点；拜占庭组中的节点包括恶意节点和退出节点；新加入或者从仲裁组和共识组中正常退出的节点归入候选组；共识组中节点用于参与共识，一个共识周期包含多轮共识，具体的共识过程包括：

从候选组中随机选取部分节点进入共识组；

每一轮共识随机选取出一个主节点，主节点接收到客户端的请求后将请求广播给从节点，基于PBFT算法达成共识，生成区块；

一轮共识结束后，不存在拜占庭行为的主节点升入仲裁组，若发现有拜占庭行为的节点，在仲裁组中进行广播，并将该节点的共识系数减预设数值，将成功参与这轮共识的节点共识系数增预设数值；

在共识周期结束之后，由仲裁组发出广播，将共识系数低于预设阈值的节点踢入拜占庭组。

2.根据权利要求1所述的一种应用于联盟链的改进优化PBFT共识方法，其特征在于，新节点加入处理的具体步骤包括：

新节点向仲裁组广播申请消息，申请消息需要包括节点自身身份以及证明信用信息；

仲裁组中节点收到申请消息后，对信息进行审核，若申请通过，则将通过信息广播给仲裁组中其他节点；

仲裁组中节点收到2h个来自不同仲裁节点的申请通过消息后，触发随机算法，通过随机算法选择除最后进入的节点外的一个节点，由该节点更改新加入节点的信息，让其进入候选组，更新全局状态表，同时该仲裁节点也将作为最近离开仲裁组的节点，h为仲裁组中最大故障节点的数量。

3.根据权利要求1所述的一种应用于联盟链的改进优化PBFT共识方法，其特征在于，节点退出处理的具体步骤包括：

要退出的节点向仲裁组广播申请消息，申请消息需要包括自身状态信息；

仲裁组中节点收到申请消息后，对信息进行审核，只有处在候选组中的节点才能退出系统，若审核通过，则将通过信息广播给仲裁组中其他节点；

仲裁组中节点收到2h个来自不同仲裁节点的退出申请通过消息后，触发随机算法，通过随机算法选择除最后进入的节点外的一个节点，由该节点更改退出节点的信息，让其进入拜占庭组，更新全局状态表，同时该仲裁节点也将作为最近离开仲裁组的节点，h为仲裁组中最大故障节点的数量。

4.根据权利要求1所述的一种应用于联盟链的改进优化PBFT共识方法，其特征在于，共识系数是用来评判某节点是否有效成功参与共识的数值化体现，新加入节点的共识系数初始化为n，一轮共识中存在拜占庭行为的节点共识系数减2，成功参与的节点共识系数加1，一个共识周期结束后，共识组中共识系数低于n的节点踢入拜占庭组。

5.根据权利要求1所述的一种应用于联盟链的改进优化PBFT共识方法，其特征在于，共识组中主节点的选取以共识系数为参考，在共识系数最大的部分节点中采用随机算法随机选取一个作为主节点。

6.根据权利要求1所述的一种应用于联盟链的改进优化PBFT共识方法，其特征在于，若PBFT算法触发视图切换协议，则更换主节点，具体步骤包括：

共识组中除主节点外所有节点将请求更换主节点的消息发送给仲裁组所有节点；

仲裁组中节点收到2f个来自不同共识节点的请求消息后，在仲裁组中广播更换主节点消息，f为共识组中最大故障节点的数量；

仲裁组中节点收到2h个来自不同仲裁节点的更换消息后，触发选取主节点的随机算法，h为仲裁组中最大故障节点的数量。