[发明专利]一种区块链共识节点自动恢复方法

说明书

本发明公开了一种区块链共识节点自动恢复方法，包括如下步骤：1)宕机后重连节点广播初始恢复消息，获取其他节点检查点信息和区块高度；2)重连节点收到其他节点回复信息，并对发送方的检查点和区块高度信息进行计数；3)找到目标节点并获取其检查点信息、区块高度和区块哈希；4)重连节点进行状态转移，恢复至目标节点的检查点高度；5)重连节点向目标节点索取PQC的消息；6)重连节点收到目标节点返回的PQC信息，进行正常的共识处理，重复执行步骤5)到步骤6)，直至重连节点区块高度恢复至正常节点高度。本发明解决了传统PDFT共识过程中宕机节点重连缓慢的问题，提出了一种使区块链上宕机重连节点快速重连的方法。

技术领域

本发明涉及区块链技术、PBFT共识算法，尤其涉及一种区块链共识节点自动恢复方法。

背景技术

区块链技术，区块链是一种新型去中心化协议，能安全地存储数字货币交易或其他数据，信息不可伪造和篡改，区块链上的交易确认由区块链上的所有节点共同完成，节点间的信息同步又共识算法完成，共识算法保证其一致性，常见的共识算法有POW、POS和PBFT等。所有经区块链确认的交易都会写入区块上，区块链上每个节点不断参与共识，从而保证区块内容不可伪造和篡改。

PBFT算法，PBFT是Practical Byzantine Fault Tolerance的缩写，意为拜占庭容错算法，是一种高效的拜占庭问题解决办法，同时也是一种广泛使用的区块链节点共识算法。这个算法允许系统有不超过f＝(n-1)/3的恶意节点，即在恶意节点数量不超过f时，仍能保证共识系统的安全性和有效性。鉴于该算法的安全高效的特点，PBFT算法主要用于区块链平台上的核心算发。

在PBFT共识过程中，如果一个节点宕机重连，那么其共识模块的内部变量与系统当前值不一致，导致当前节点无法参与共识。传统的PBFT共识算法的解决方案是采用checkpoint机制和ViewChange机制，然而这些方案都需要有一段时间的延迟，并且，在这段等待的时间内，系统的健壮性降低，不稳定的可能性增大。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种区块链共识节点自动恢复方法。本发明是通过“两步走”的技术方案来实现的：第一步，比较当前节点和目标节点的检查点高度，使当前节点恢复至目标检查点高度；第二步，向目标节点索取PQC信息，重新做重检查点到目标节点区块高度的区块。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种区块链共识节点自动恢复方法包括如下步骤：

1)发送初始恢复信息：宕机后重连节点广播初始恢复消息，获取其他节点检查点信息和区块高度信息；

2)对反馈信息计数：重连节点收到其他节点回复的检查点、当前区块高度和最高区块哈希，并对发送方的检查点和区块高度信息计数；

3)获取目标节点信息：当重连节点收到2f+1个其他节点的回复信息，每个回复信息包括发送节点的不同阶段检查点的信息，尝试找出所有符合条件的检查点信息中找出检查点高度最高的一组，并获取其发送节点的区块高度和区块哈希，将这组检查点消息的发送节点作为目标节点；若找出目标节点，重连节点根据目标节点的检查点信息使重连节点当前高度恢复至目标节点的检查点高度；若无法找出目标节点，则继续等待其他节点发来的信息；

4)进行状态转移：重连节点不断向其他节点索取直至得到目标节点的检查点高度的区块，进行状态转移操作，使重连节点当前高度恢复至目标节点的检查点高度；

5)向目标节点索取PQC信息：重连节点向目标节点发送索取PQC信息的消息，消息包括当前节点的低水位，即当前最近一次检查点的编号；

6)获取PQC信息：目标节点返回符合条件的PQC信息，重连节点收到这些信息并利用这些消息进行正常的共识处理；重复执行步骤5)到步骤6)，直至重连节点区块高度恢复至正常节点高度，此后重连节点将进行正常的共识过程。