申请/专利权人：大连民族大学

申请日：2023-12-27

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN117857571A

主分类号：H04L67/104

分类号：H04L67/104;H04L9/40

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.26#实质审查的生效;2024.04.09#公开

摘要：基于评分机制的PBFT共识算法，其属于区块链的技术领域。该算法增设了对节点的评分机制，并依据评分对节点进行分级，从而优化了主节点的选举，降低了选举到拜占庭节点的几率，在共识过程方面将原有的第三通信阶段进行合并。通过引入节点评分机制，可以对节点进行评估，更可靠的节点有更高的机会被选为主节点，同时评分机制可以根据节点的处理速度和可用性来评估节点，提高系统效率。保证了选举主节点的随机性，增加了系统的安全性和抗攻击性。最后经过对比实验表明，本文提出的基于评分机制的PBFT共识算法通信消耗更低、延迟性更低、吞吐量更大。

主权项：1.基于评分机制的PBFT共识算法，其特征在于，包括以下步骤：S1.设置节点的初始积分，根据评分机制系统确定共识网络中的节点积分，并依据节点分级得到优质节点、备选节点和普通节点，从优质节点中选出主节点；节点初始积分设置为：Ci表示编号为i节点的积分值，n表示网络中节点个数；网络初始化评分时，将所有企业按照积分进行排序，取积分前节点作为优质节点，积分在到区间内的节点为备选节点，积分的后节点为普通节点；若Ci＝0，则会被认为是无效节点，并且不再参与共识过程；如果需要再次加入网络，则需要其他节点的重新认证；S2.客户端提交请求后，会检查主节点是否为拜占庭节点；如果主节点是拜占庭节点，则会执行视图切换协议重新选举主节点，并且会对原主节点降级，在视图切换后，需要执行检查点协议丢弃未完成的消息，将各节点的状态恢复到视图转换之前的状态；如果主节点不是拜占庭节点，则客户端的请求将正常进行；S3.客户端的请求会被发送到主节点，如果主节点不是拜占庭节点，则请求会正常执行共识协议；当共识协议执行成功后，各个节点会达成共识并记录共识结果的日志，并将结果返回给客户端；共识协议的共识过程为：iRequest阶段：客户端向主节点发送请求＜REQUEST,o,t,c＞；iiProposal阶段：主节点将提议消息＜＜PROPOSAL,v,n,d,s＞,m＞发送至共识节点，其中v是当前的视图，n是区块编号，d是请求消息的摘要，s是节点的积分，m是客户端请求消息；iiiCommit阶段：副本节点收到提案消息＜COMMIT,v,n,d,i,s＞，i为节点编号，每个节点会广播自己的消息，同时也接收其他节点广播的执行消息；每个节点需要验证所有的消息，直至收到2f+1条通过验证的消息时，共识达成，节点进入响应阶段；ivReply阶段：各节点向客户端发送消息＜REPLY,v,t,c,i,r＞，其中r为客户端请求的执行结果；S4.完成响应后，对完整完成共识的节点加分，未完整完成共识的节点减分，此过程完成对节点积分的更新和积分等级的更新；积分增加：根据节点处于的评级不同来增加不同分值，其中优质节点积分增加规则如公式1所示：Ci′＝Ci+Ci×K11备选节点积分增加规则如公式2所示：Ci′＝Ci+Ci×K22普通节点积分增加规则如公式3所示：Ci′＝Ci+Ci×K33其中Ci′为节点i更新后的积分值，Ci为更新前的积分值，K为固定常数，由联盟链中各个节点讨论决定，用于调整节点积分的变化幅度；通过设置K1＜K2＜K3，鼓励低等级节点在完成完整的共识行为后比高等级节点获得更多积分；积分减少：根据节点处于的评级不同来减少不同分值，其中优质节点减少规则如公式4所示：Ci′＝Ci-M14备选节点积分减少规则如公式5所示：Ci′＝Ci-M25普通节点积分减少规则如公式6所示：Ci′＝Ci-M36其中，M为固定常数，由联盟链中各个节点讨论决定，用于调整节点积分的变化幅度；通过设置M1＞M2＞M3，使得高等级节点在未完成完整共识过程的情况下会被扣除更多积分；S5.在节点更新积分后，该节点会生成区块并将其打包，然后执行周期性的检查点协议；该协议的作用是清理各节点在当前请求下的过时消息，释放节点的空间资源；经过共识协议的执行，各节点将达成共识并将结果记录在日志中，然后将结果返回给客户端；至此，请求完成。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 大连民族大学 基于评分机制的PBFT共识算法

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