[发明专利]区块链网络中确定区块的共识的方法、设备和存储介质

说明书

本公开的实施例提供了区块链网络中确定区块的共识的方法、设备和存储介质。在示例方法中，在区块链网络中的主节点处广播区块。主节点从区块链网络中的多个后备节点接收对区块的多个投票。多个投票中的每个投票包括由相应后备节点使用相应的私钥生成的预定大小的相应签名。主节点基于多个后备节点的多个签名来生成预定大小的聚合签名，并且广播聚合签名以及指示这些后备节点的位图。以此方式，可以显著提高共识确定的效率。

技术领域

本公开的实施例总体上计算机技术领域，并且更具体地，涉及区块链网络中确定区块的共识的方法、设备和存储介质。

背景技术

实用拜占庭容错(PBFT)算法是一种常用的区块链共识算法。利用此算法，可以减轻恶意攻击和软件错误以及由此导致的失效节点的任意行为，对共识达成效率的不利影响。根据PBFT算法，多个节点组成共识组。在共识组中，一个节点作为主节点(或者领导者)，而其他节点作为后备节点(或者验证者)。当主节点接收到来自客户端的请求之后，将该请求广播给后备节点，从而发起共识确定过程。

传统上，基于PBFT算法的共识确定过程包括如下五个阶段：请求(REQUEST)阶段、预准备(PRE-PREPARE)阶段、准备(PREPARE)阶段和确认(COMMIT)阶段和应答(REPLY)阶段，其中预准备阶段、准备阶段和确认阶段是三个关键的阶段。在预准备阶段，主节点提出一个新记录(或区块)，并且在共识组中广播预准备消息。在准备阶段，后备节点在验证了预准备消息的正确性之后广播准备消息，从而进入准备阶段。在确认阶段，一旦节点接收到来自共识组内三分之二以上的副本节点的准备消息，该节点就在共识组中广播确认消息。最后，主节点等待来自三分之二以上的节点的确认消息，以确保足够多数目的节点做出确认决定。在共识组中，针对客户端的请求执行的共识确定过程是按顺序执行的。也就是说，共识组中的各个节点按照请求发起的先后顺序来执行共识确定。

上述PBFT算法可以应用于区块链网络中区块的共识确定过程中。例如，主节点可以在区块链网络中广播待确认的区块。后备节点在接收到区块后对区块进行投票。后备节点可以在区块链网络中广播其自己的投票。主节点确定是否三分之二以上的后备节点投了赞成票，并且可以将确认结果广播出去。根据PBFT算法，主节点和后备节点的每次通信采用广播形式，这在区块链网络中造成了大量的通信开销。

发明内容

总体上，本公开的实施例提出了区块链网络中确定区块的共识的方法、设备和存储介质。

在第一方面，本公开的实施例提供了一种确定区块的共识的方法。在该方法中，在区块链网络中的主节点处广播区块。主节点从区块链网络中的多个后备节点接收对区块的多个投票。多个投票中的每个投票包括由相应后备节点使用相应的私钥生成的预定大小的相应签名。主节点基于多个后备节点的多个签名来生成预定大小的聚合签名，并且广播聚合签名以及指示这些后备节点的位图。

在第二方面，本公开的实施例提供了一种确定区块的共识的方法。在该方法中，在区块链网络中的后备节点处接收由区块链网络中的主节点广播的区块。后备节点向主节点发送投票。投票包括使用后备节点的私钥生成的后备节点的预定大小的签名。后备节点接收由主节点广播的预定大小的聚合签名。聚合签名由主节点基于区块链网络中的多个后备节点的预定大小的签名而生成。后备节点还接收由主节点广播的指示这些后备节点的位图。后备节点使用这些后备节点的公钥来验证聚合签名。

在第三方面，本公开的实施例提供了一种用于确定区块的共识的设备。该设备包括处理器以及包括存储于其上的计算机可执行指令的存储器。计算机可执行指令在被处理器执行时使得设备执行根据第一方面或第二方面所述的方法。

在第四方面，本公开的实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括存储于其上的计算机可执行指令。计算机可执行指令在被设备上的处理器执行时，使得设备执行根据第一方面或第二方面所述的方法。