[发明专利]一种区块链节点的分组多链三次共识方法

说明书

本发明涉及区块链共识机制技术领域，解决大规模网络多节点的共识问题。该方法在分组分层的节点设计架构下，通过三次共识，实现多节点网络下的共识。具体的，在各分组中通过硬件设备筛选出分组节点和全局节点，进行第一次共识取得共识值。在全局节点中进行第二次共识，通过纠删码进行传值，在输出相同时，实现了比直接传值的共识协议更低的带宽。第二次共识结束后，全局节点得到各分组第一次共识取得的共识值。接着在分组中进行第三次共识，通过第二次共识获得的共识凭证，实现广播方式得到别组的共识值。本发明包括：节点分离，共识节点选举，第一次共识，第二次共识，第三次共识五个步骤。

技术领域

本发明涉及区块链共识技术领域，尤其涉及一种区块链节点的分组多链三次共识方法。

背景技术

随着比特币，以太币等加密货币的兴起，其底层区块链技术得到了越来越多的关注。区块链技术是运用加密算法、共识机制等技术的分布式存储账本。区块链是一个共享数据库，存储于其中的数据或信息，具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征。区块链以其去中心化，不可篡改，多方共享以及可回溯特性为解决数据可信存储问题提供了新的可能。区块链技术是当今世界各国所关注的新兴技术，其核心思想是构建一个分散化的网络与应用环境，突破中心化网络格局的一系列制约。然而完全的去中心化与完全的中心化在实际应用中都是不可取的。只有结合我国国情，在完全去中心化与中心化之间进行取舍，才能设计出真正适用于中国的区块链新基建，构建一个公开透明，安全可控的网络资源环境。

区块链共识机制是确保分布式环境中数据一致性的关键技术，也是制约区块链效率的瓶颈，共识机制的执行效率和安全性决定了区块链系统的可用性。在面向大规模网络中的计算存储资源分布式治理中，网络节点数量庞大，合理设计一套高效安全的共识机制，是确保治理有效性和安全性的关键。

分组共识，是应对节点数量众多情况下提升共识效率的一种常用共识策略，然而现有的分组共识方法很难在取得效率的同时确保共识安全性，大多数分组共识方法面临着分组作恶问题，降低了系统的安全性。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种区块链节点的分组多链三次共识方法，包括：

步骤一：节点分离，根据区块链网络节点功能特性，将其划分为以下四种，验证节点，是设定上属于外部可信节点；全局节点，是各分组的代表节点；分组节点，是从分组中抽取参与共识的节点；普通节点，是分组中未被抽取的节点，网络构建初期，普通节点加入网络后，按地理位置进行分组。

步骤二：共识节点选举，各分组内的区块链网络节点均安装通过可靠硬件设备，设备汇报自身设备软硬件资源状态信息；通过资源的状态信息，获取质押证明积分；当质押证明积分到达所设定的阈值时，将被抽取成为分组节点，进行第一次共识，其中质押证明积分最高的将成为全局节点，作为该分组代表等待参与第二次共识。

步骤三：第一次共识，由所有所述分组节点参与，在各自的分组中进行第一次共识；各分组并行进行修改后的PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance) 共识，得到本组第一次共识值。

步骤四：第二次共识，所述全局节点之间进行第二次共识，提交本分组在第一次共识得到的共识值，将第二次共识分为两个阶段，即可靠广播阶段 (Reliable Broadcast，以下简称RBC)、广播阶段；在第二次共识阶段取得共识值后，所述验证节点将共识值取哈希值生成第二次共识的共识凭证向量，并广播至所有分组节点和全局节点。

步骤五：第三次共识，所述全局节点将第二次共识获得的共识值，广播至本分组的分组节点；所述分组节点回复完成信息，最终全部所述分组节点完成全部分组信息的共识。

进一步的，所述步骤二中的质押证明积分指的是，各区块链网络节点通过汇报自身的资源状态信息而取得的分数。

进一步的，所述软硬件资源状态信息为存储，CPU，内存，带宽等信息。