CN107040594A - 基于pbft的许可区块链节点准入的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于PBFT的许可区块链节点准入的方法及装置，其中，基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，其中包括以下步骤：步骤S110，加入新的许可节点；步骤S120，对所述许可节点进行同步，暂不进行共识；步骤S130，判断所述许可节点是否满足共识节点的要求，如果满足，进入步骤S150,否则，进入步骤S140；步骤S140，等待，回到步骤S120；步骤S150，所述许可节点成为共识节点，开始共识交易。根据本发明，能够在使用PBFT作为共识协议的分布式网络中，实现许可区块链的许可节点动态准入，同时保证了全网节点区块数据的一致性，有较强的实用性，安全可信，有利于推进许可区块链的应用落地。

Description

基于PBFT的许可区块链节点准入的方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机应用领域，具体而言涉及一种基于PBFT的许可区块链节点准入的方法及装置。

背景技术

PBFT是Practical Byzantine Fault Tolerance的缩写，意为实用拜占庭容错算法。该算法是Miguel Castro(卡斯特罗)和Barbara Liskov(利斯科夫)在1999年提出来的，解决了原始拜占庭容错算法效率不高的问题，将算法复杂度由指数级降低到多项式级，使得拜占庭容错算法在实际***应用中变得可行。

区块链是互联网应用的一种信任建立和价值传递机制，推动了信息互联网向价值互联网的进化。相对于无需许可即可进入的非许可区块链，许可区块链(以下简称许可链)仅准许具有高信任度的节点来验证交易，并对特定的组织团体开放，即可避免数据全网透明带来的风险，也解决了单一中心化带来的不可信任问题。正是这一点使得许可链在区块链技术的应用中逐渐占据主导作用。

现存的公有链共识机制，都不能很好地支持区块链的可扩展性。

为了实现区块链的高吞吐量以及交易低延迟，使用PBFT实现分布式网络交易共识，在其容错能力下，保证了分布式网络安全可信，区块数据一致。但将其应用于许可链中，存在以下问题：节点加入后可能由于区块同步不及时而引起无法验证接收到的交易，以及节点加入可能引发的节点列表不一致而导致一轮共识中出现多个主节点的问题。

发明内容

为此，本发明的主要目的在于提供一种基于PBFT的许可区块链节点准入的方法及装置，以达到如下目的：本发明为了解决使用PBFT算法的许可区块链中，节点动态加入引发的问题，提供一种基于PBFT的许可区块链节点准入的方法及装置，能够使网络中节点动态共识时，共识过程不会因新节点的加入而扰乱，同时不会出现新节点加入引起节点列表不一致导致一轮多主问题。该方法及装置满足了区块链作为分布式账本，其存储的数据安全可信以及分布式一致性，保证在许可区块链节点动态变化的网络中，PBFT共识过程不受干扰。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，包括以下步骤：步骤S110，加入新的许可节点；步骤S120，对所述许可节点进行同步，暂不进行共识；步骤S130，判断所述许可节点是否满足共识节点的要求，如果满足，进入步骤S150，否则，进入步骤S140；步骤S140，等待，回到步骤S120；步骤S150，所述许可节点成为共识节点，开始共识交易。

优选地，所述的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，其中所述步骤S120中：所述同步具体包括同步区块链上所有区块、共识节点列表，并接受网络中产生的交易；所述暂不进行共识具体是指共识节点暂不将新加入的许可节点加入节点列表中，而是将其标识为候选共识节点，并向其发送区块、广播交易。

优选地，所述的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，其中所述步骤S130中：所述共识节点的要求是指新加入的许可节点的当前区块链高度与共识节点的当前区块链高度相同。

优选地，所述的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，其中所述步骤S150中：成为共识节点，是指当新加入的许可节点判断出自己已经同步完成，满足成为共识节点的要求后，向全网发送共识节点请求信息，表示同步完成；区块链上的共识节点接受到消息后，判断新加入的许可节点是否满足已同步完成，若完成，则将新加入的许可节点加入共识节点列表中。

优选地，所述的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，其中所述共识节点请求信息的内容包括：新加入的许可节点当前同步的区块的高度、共识节点列表、新加入的许可节点的编号、时间戳；所述共识节点列表是全网所有节点共同维护的一组可参与共识的节点列表，包括节点编号，节点通信地址，具有全网一致性，共识节点可利用共识节点列表选定每轮的共识该由谁成为主节点。

优选地，所述的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，其中：共识节点与共识节点间，共识节点与新加入的许可节点间分别对应不同的通信通道，不同的数据传输算法。

优选地，所述的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，其中：当新加入的许可节点进行数据同步时，由多个共识节点同时向其传输历史区块数据以及共识节点列表；比对多个共识节点所传输的历史区块数据以及共识节点列表，若比对一致，则存储历史区块，否则，重新请求历史数据传输；验证历史数据的正确性与一致性，避免在同步过程中被拦截。

一种基于PBFT的许可区块链节点准入的装置，包括：数据同步单元，用于许可节点新加入时，接收共识节点发送的历史区块数据、共识节点列表；判断单元，用于在新加入的许可节点发出的共识节点请求信息之后，判断新加入的许可节点是否满足成为共识节点的要求；共识节点列表更新单元，用于若新加入的许可节点满足共识节点的要求，则将新加入的许可节点更新至节点列表，否则，节点列表不更新。

优选地，所述的基于PBFT的许可区块链节点准入的装置，还包括：历史区块校验单元，用于新加入的许可节点接收共识节点同步的历史区块后，校验数据的完整性、一致性以及正确性；历史区块写入单元，用于完成接收到的历史区块校验后，若校验通过，则将接收到的历史区块存储，否则，再次请求同步该区块。

优选地，所述的基于PBFT的许可区块链节点准入的装置，还包括：共识加入请求单元，用于新加入的许可节点发送请求，请求加入共识节点列表，成为共识节点。

根据本发明的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法及装置，能够在使用PBFT作为共识协议的分布式网络中，实现许可区块链的许可节点动态准入。在许可节点加入分布式网络之后，不干扰PBFT的正常执行，满足了许可区块链控制许可节点加入的需求，并保证了PBFT共识过程的一致性、容错能力以及健壮性。本发明将新加入的许可节点暂时归类为候选共识节点，等待新加入的许可节点完成区块同步等工作后，由候选共识节点变为共识节点。该发明保证了PBFT的共识过程不会被新节点的加入打乱，同时保证了全网节点区块数据的一致性，有较强的实用性，安全可信，可推进许可区块链的应用落地。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明构思的示例性实施例的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法的流程图；

图2是根据本发明构思的示例性实施例的基于PBFT的许可区块链节点准入的装置的构成图。

具体实施方式

关于本发明创造的详细内容及技术说明，现以实施例来作进一步说明，但应了解的是，这些实施例仅为用于示例说明，而不应被解释为本发明创造实施的限制。

图1是根据本发明构思的示例性实施例的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法的流程图。

参照图1，本发明实施例提供的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，其中包括以下步骤：

步骤S110，加入新的许可节点；

步骤S120，对所述许可节点进行同步,暂不进行共识；

步骤S130，判断所述许可节点是否满足共识节点的要求，如果满足，进入步骤S150,否则，进入步骤S140；

步骤S140，等待一定时间(例如2s)，回到步骤S120；

步骤S150，所述许可节点成为共识节点，开始共识交易。

本发明实施例提供的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，能够在许可节点开始共识之前，判断许可节点是否可以开始参与共识，在满足可参与共识的条件下，新加入的许可节点可成为共识节点参与全网共识。解决了新加入的许可节点由于区块数据不完整无法验证交易，以及节点列表维护不一致而导致的共识双主问题，保证了PBFT共识算法有序进行，实现全网数据一致性、不可篡改性。

优选地，所述步骤S120中：所述同步具体包括同步区块链上所有区块、共识节点列表，并接受网络中产生的交易；所述暂不进行共识具体是指共识节点暂不将新加入的许可节点加入节点列表中，而是将其标识为候选共识节点，并向其发送区块、广播交易。

该优选的方案解决了新加入的共识节点由于区块数据不完整而导致的无法校验交易，保证全网数据的一致性。

优选地，所述步骤S130中：所述共识节点的要求是指新加入的许可节点的当前区块链高度与共识节点的当前区块链高度相同。

随着网络中交易数据的不断增长，交易的验证可能需要依赖历史交易数据，新加入的许可节点如不同步区块至当前共识节点的所有区块，则可能造成交易无法验证，甚至错误验证，该优选的方案能有效解决新加入的许可节点由于缺少区块数据而导致的无法验证交易，保证节点的高可用性。

优选地，所述步骤150中：成为共识节点，是指当新加入的许可节点判断出自己已经同步完成，满足成为共识节点的要求后，向全网发送共识节点请求信息，表示同步完成；区块链上的共识节点接受到消息后，判断新加入的许可节点是否满足已同步完成，若完成，则将新加入的许可节点加入共识节点列表中。

该优选方案保证了新加入的许可节点不会打乱PBFT流程，保证共识过程有序进行，共识过程安全可信。

优选地，所述共识节点请求信息的内容包括：新加入的许可节点当前同步的区块的高度、共识节点列表、新加入的许可节点的节点编号、时间戳等信息；所述共识节点列表是全网所有节点共同维护的一组可参与共识的节点列表，包括节点编号，节点通信地址等信息，具有全网一致性，共识节点可利用共识节点列表选定每轮的共识该由谁成为主节点。

该优选方案能够确保新加入的许可节点信息已同步完成，且全网共识节点都可知其已完成，保证共识节点列表的全网一致性。

优选地，共识节点与共识节点间，共识节点与新加入的许可节点间分别对应不同的通信通道，不同的数据传输算法。

该优选方案保证在某一个数据传输算法以及通信通道出现问题时，另一个数据传输算法以及通信通道不受到影响。

优选地，当新加入的许可节点进行数据同步时，由多个共识节点同时向其传输历史区块数据以及共识节点列表等；比对多个共识节点所传输的历史区块数据以及共识节点列表，若比对一致，则存储历史区块，否则，重新请求历史数据传输；验证历史数据的正确性与一致性，避免在同步过程中被拦截。

当网络中存在拜占庭节点时，该优选方案能够防止拜占庭节点传输错误的历史数据，影响新加入的许可节点成为共识节点后对交易数据的校验，保证历史数据的正确性与一致性，避免在同步过程中被拦截。

图2是根据本发明构思的示例性实施例的基于PBFT的许可区块链节点准入的装置的构成图。

参照图2,本发明实施例提供的基于PBFT的许可区块链节点准入的装置包括数据同步单元10、判断单元50和共识节点列表更新单元60，其中：数据同步单元10，用于许可节点新加入时，接收共识节点发送的历史区块数据、共识节点列表等；判断单元50，用于在新加入的许可节点发出的共识节点请求信息之后，判断新加入的许可节点是否满足成为共识节点的要求；共识节点列表更新单元60，用于若新加入的许可节点满足共识节点的要求，则将新加入的许可节点更新至节点列表，否则，节点列表不更新。

本发明实施例提供的基于PBFT的许可区块链节点准入的装置，能够在许可节点加入网络时，同步历史数据；并接收新加入的许可节点发出的共识节点请求信息，判断是否可成为共识节点；判断完成后，可根据判断是结果更新节点共识节点列表。本发明实现了一种使用PBFT共识时，处理节点动态加入的装置，保证共识过程不会出现因为新节点的加入而引发交易数据无法验证，共识中出现双主等问题，确保区块链的全网一致性，共识机制的安全，增强PBFT算法在许可区块链中的高可用性。

优选地，所述基于PBFT的许可区块链节点准入的装置，还包括历史区块校验单元20和历史区块写入单元30，其中：历史区块校验单元20，用于新加入的许可节点接收共识节点同步的历史区块后，校验数据的的完整性、一致性以及正确性；历史区块写入单元30，用于完成接收到的历史区块校验后，若校验通过，则将接收到的历史区块存储，否则，再次请求同步该区块。

在网络中，可能存在拜占庭节点，该优选方案的历史区块校验单元20能够保证同步数据一致性、准确性，确保全网数据一致。同时，保证历史区块数据的的完整性。

优选地，所述基于PBFT的许可区块链节点准入的装置，还包括：共识加入请求单元40，用于新加入的许可节点发送请求，请求加入共识节点列表，成为共识节点。

由新加入的许可节点自主请求从候选共识节点转变身份为共识节点，该优选方案的共识加入请求单元40能够自主感知同步是否完成，减少了由共识节点感知并协商的复杂过程，并在一定程度上保证了高可用性。

上述内容仅为本发明创造的较佳实施例而已，不能以此限定本发明创造的实施范围，即凡是依本发明创造权利要求及发明创造说明内容所做出的简单的等效变化与修饰，皆仍属于本发明创造涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S110，加入新的许可节点；

步骤S120，对所述许可节点进行同步，暂不进行共识；

步骤S130，判断所述许可节点是否满足共识节点的要求，如果满足，进入步骤S150，否则，进入步骤S140；

步骤S140，等待，回到步骤S120；

步骤S150，所述许可节点成为共识节点，开始共识交易。

2.根据权利要求1所述的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，其特征在于所述步骤S120中：

所述同步具体包括同步区块链上所有区块、共识节点列表，并接受网络中产生的交易；

所述暂不进行共识具体是指共识节点暂不将新加入的许可节点加入节点列表中，而是将其标识为候选共识节点，并向其发送区块、广播交易。

3.根据权利要求1所述的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，其特征在于所述步骤S130中：

所述共识节点的要求是指新加入的许可节点的当前区块链高度与共识节点的当前区块链高度相同。

4.根据权利要求1所述的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，其特征在于所述步骤S150中：

成为共识节点，是指当新加入的许可节点判断出自己已经同步完成，满足成为共识节点的要求后，向全网发送共识节点请求信息，表示同步完成；

区块链上的共识节点接受到消息后，判断新加入的许可节点是否满足已同步完成，若完成，则将新加入的许可节点加入共识节点列表中。

5.根据权利要求4所述的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，其特征在于所述共识节点请求信息的内容包括：

新加入的许可节点当前同步的区块的高度、共识节点列表、新加入的许可节点的编号、时间戳；

所述共识节点列表是全网所有节点共同维护的一组可参与共识的节点列表，包括节点编号，节点通信地址，具有全网一致性，共识节点可利用共识节点列表选定每轮的共识该由谁成为主节点。

6.根据权利要求1所述的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，其特征在于：

共识节点与共识节点间，共识节点与新加入的许可节点间分别对应不同的通信通道，不同的数据传输算法。

7.根据权利要求2所述的基于PBFT的许可区块链节点准入的方法，其特征在于：

当新加入的许可节点进行数据同步时，由多个共识节点同时向其传输历史区块数据以及共识节点列表；

比对多个共识节点所传输的历史区块数据以及共识节点列表，若比对一致，则存储历史区块，否则，重新请求历史数据传输；

验证历史数据的正确性与一致性，避免在同步过程中被拦截。

8.一种基于PBFT的许可区块链节点准入的装置，其特征在于包括：

数据同步单元(10)，用于许可节点新加入时，接收共识节点发送的历史区块数据、共识节点列表；

判断单元(50)，用于在新加入的许可节点发出的共识节点请求信息之后，判断新加入的许可节点是否满足成为共识节点的要求；

共识节点列表更新单元(60)，用于若新加入的许可节点满足共识节点的要求，则将新加入的许可节点更新至节点列表，否则，节点列表不更新。

9.根据权利要求8所述的基于PBFT的许可区块链节点准入的装置，其特征在于还包括：

历史区块校验单元(20)，用于新加入的许可节点接收共识节点同步的历史区块后，校验数据的完整性、一致性以及正确性；

历史区块写入单元(30)，用于完成接收到的历史区块校验后，若校验通过，则将接收到的历史区块存储，否则，再次请求同步该区块。

10.根据权利要求8所述的基于PBFT的许可区块链节点准入的装置，其特征在于还包括：

共识加入请求单元(40)，用于新加入的许可节点发送请求，请求加入共识节点列表，成为共识节点。