[发明专利]一种基于谣言传播协议的拜占庭容错区块链生成方法

说明书

本发明公开了一种基于谣言传播协议的拜占庭容错区块链生成方法，包含：共识网络选取议长节点；议长节点广播提案；议员节点验证提案；节点间计算本地数据、全局数据向量和共识数据；节点间验证交易共识数据；节点生成区块并加入到区块链中，最后输出新的完整区块链。本发明引入谣言传播协议，使系统能够容忍将近一半的拜占庭节点(错误节点)，提高了容错能力。由于系统采用的数据结构一致，使系统的可扩展性得到提升，正确节点能够更容易地识别出区块链系统中的拜占庭节点。另，在本发明方法中，议长节点会因为区块链长度的变化发生转移，加上系统中的节点均处于对等的位置，规避了单点故障问题，使系统具有更优异的均衡动态负载性能。

技术领域

本发明涉及区块链共识算法领域，具体涉及一种基于谣言传播协议的拜占庭容错区块链生成方法。

背景技术

谣言传播协议(Gossip Protocol)是一种利用随机的方式自由地选择相邻节点并和它们交换信息的通信方式，主要分为Push、Pull和Push&Pull三种方式。Push：拥有状态新信息的节点随机选择相邻节点并向其发送自己得到信息；Pull：发起信息交换的节点随机选择相邻节点并从对方获取信息；Push-Pull混合模式：发起信息交换的节点向选择的节点发送信息。

区块链是一种加密货币的技术，2008年首次由中本聪提出，它具有去中心化、透明性、开放性、自治性、信息不可篡改性和匿名性等特点。区块链是近年来金融、互联网及其他众多领域研究的热点，随着以太坊、超级账本等系统的兴起，区块链技术受到越来越多的关注。区块链技术也被认为是继大型计算机、个人计算机、互联网、移动社交之后的第5次颠覆式计算范式，为金融、科技、文化、政治等领域带来深刻的变革。

区块链是多种技术的产物，共识方法则是区块链中非常重要的一环，区块链系统的效率直接受制于共识方法的好坏。共识方法是指在一个节点或多个节点提出一个值后，整个分布式系统对这个值达成一致的算法。

目前，主流的区块链共识方法有工作量证明(PoW)、权益证明(PoS)、权威证明(PoA)等。PoW的优势是算法简单，节点可以自由进入，去中心化程度高，更安全；缺点是会消耗大量的资源，不环保，如果有人能控制51％的算力，就会有被攻击的风险。PoS相对于PoW的优点是更加节约资源，系统效率更高；缺点是算法复杂，容易产生安全漏洞。PoA的优点是适用于私有链，验证速度快，缺点是去中心化程度低。不同的共识方法具有不同的优劣，适用于不同的环境和场景，本发明主要介绍了一种基于谣言传播协议的拜占庭容错区块链生成方法，具有更高的容错特性，更好的可扩展性和动态负载均衡的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于谣言传播协议的拜占庭容错区块链生成方法，使区块链系统具有更高的容错性，具有更好的可扩展性和具有动态负载均衡性能的目的。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于谣言传播协议的拜占庭容错区块链生成方法，包含以下步骤：

S1、共识网络根据规则选取议长节点；

S2、议长节点根据谣言传播协议向相邻议员节点广播提案；

S3、当议员节点验证议长节点和提案均为正确时，继续执行步骤S4；

S4、节点间计算自身的本地数据；

S5、节点间计算全局数据向量；

S6、节点间计算共识数据；

S7、当节点间验证节点交易数据达成共识时，继续执行步骤S8；

S8、各节点生成区块并加入区块链中；

S9、输出新的完整区块链。

优选地，所述步骤S3中，若验证议员节点验证议长节点和提案中一个或者两个均不正确时，则跳转至步骤S1进行新一轮共识，循环进行直至验证正确。、