CN112116349B - 面向高吞吐率的图式账本的随机化共识方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种面向高吞吐率的图式账本的随机化共识方法和装置，涉及分布式账本技术领域。应用于分布式账本***，所述分布式账本***包括委员会节点维护的全局知识单链，以及所述委员会节点和普通节点维护的DAG结构。旨在提供能够对应用于大数据存证服务场景的分布式账本进行随机共识的方法，该随机共识的方法在保证分布式账本可扩展和高吞吐率的同时，还能够提供较好的账本数据的安全性和防篡改性。

Description

面向高吞吐率的图式账本的随机化共识方法和装置

技术领域

本申请涉及分布式账本技术领域，特别是涉及一种面向高吞吐率的图式账本的随机化共识方法和装置。

背景技术

2008年，一位自称中本聪的匿名人士提出比特币(Bitcoin)，紧接着，以区块链技术(blockchain technology)为主的分布式账本技术(distributed ledger technology)相继问世。分布式账本技术本质上是一种在多站点、多地理位置或者多机构之间共享资产的数据库。分布式账本技术由于其去中心化、去信任化和防篡改的特点逐渐受到关广泛注和应用。

以比特币为代表的第一代区块链技术采用链式的区块连接形式，通过区块哈希值将多个区块依次首位相连，最终形成一条由多个区块组成的链式结构。由于全网共同维护一条区块链，在同一时间，全网的所有节点只能产生一个有效区块，并且全网的所有的其他节点都会对新产生的有效区块进行验证和存储(节点状态机复制)，最终导致节点增加反而会对整个***的引入吞吐率瓶颈的问题。

除比特币外的其他公有账本也主要采用节点状态机复制，即***中每个节点都存储全网产生的所有区块，使得***在数据传输过程占用大量的网络流量开销，随着***节点数量增多，更会导致网络瓶颈，即账本***的吞吐率瓶颈随节点数量增加愈加明显。为了支持尽可能高吞吐率，部分分布式账本采用随机共识，然而相较于节点状态机复制，随机共识的账本数据也更可能被抵赖。由此可见，现有能技术下的分布式账本难以在保证高吞吐率和可扩展性的同时保证数据的安全性。

发明内容

本申请实施例提供一种面向高吞吐率的图式账本的随机化共识方法和装置，旨在提供能够对应用于大数据存证服务场景的分布式账本进行随机共识的方法，该随机共识的方法在保证分布式账本可扩展和高吞吐率的同时，还能够保证应用于大数据存证服务场景下的账本数据的安全性和难篡改性。

本申请实施例第一方面提供一种面向高吞吐率的图式账本的随机化共识方法，应用于分布式账本***，所述分布式账本***包括委员会节点维护的全局知识单链，以及所述委员会节点和普通节点维护的DAG结构；所述方法包括：

所述委员会节点遍历所述全局知识单链中的所有区块，获得全局知识，并将所述全局知识增量地广播给所述分布式账本***中的所有节点；所述全局知识包括可用节点列表和随机种子；

产块节点根据第一本地私钥和所述随机种子生成第一随机序列；

所述产块节点基于所述第一随机序列，在所述可用节点列表中确定见证节点列表；所述见证节点列表中包含多个见证节点；

所述产块节点将见证请求发送给所述多个见证节点；所述见证请求包括：当前生成的新区块体；

所述多个见证节点中的任意见证节点在所述见证请求通过验证后，回执数字签名给所述产块节点并将所述新区块体存储在本地缓存区；

在接收的数字签名的数量达到预设阈值后，所述产块节点对所述新区块体生成新区块头；

所述产块节点合并所述新区块体和所述新区块头生成新区块，并将所述新区块头广播给所有节点；

所述见证节点接收到所述新区块头后，在所述本地缓存区搜索得到与所述新区块头对应的所述新区块体；除所述多个见证节点外的其他节点存储所述新区块头；

所述见证节点合并所述新区块头和所述新区块体，得到并存储所述新区块。

可选地，所述全局知识还包括所述分布式账本***中所有节点的公钥；产块节点根据第一本地私钥和所述随机种子生成第一随机序列，包括：

根据所述第一本地私钥和所述随机种子生成随机数；

基于所述随机数，计算得到随机凭证和第一随机序列；

在所述产块节点将见证请求发送给所述多个见证节点前，所述方法还包括：

根据所述新区块体、所述随机凭证和随机数生成所述见证请求；

所述多个见证节点中的任意见证节点在所述见证请求通过验证后，回执数字签名给所述产块节点，包括：

所述任意见证节点在所述全局知识中获取所述产块节点的公钥；

所述任意见证节点利用所述随机凭证和所述产块节点的公钥，验证所述随机数；

所述任意见证节点验证所述新区块体内的交易数据；

在所述新区块体内的交易数据和所述随机数通过验证后，所述任意见证节点回执数字签名给所述产块节点。

可选地，在除所述多个见证节点外的其他节点存储所述新区块头之后，所述方法还包括：

所述其他节点中的任意节点在所述新区块头获取所述新区块的哈希值；

所述其他节点中的任意节点利用第二本地私钥签名所述哈希值得到新哈希值；

在所述新哈希值满足预设条件时，所述其他节点中的任意节点对所述新区块头对应的所述新区块进行校验。

可选地，在所述见证节点合并所述新区块头和所述新区块体，得到并存储所述新区块后，所述方法还包括：

所述见证节点根据第三本地私钥和随机种子生成第二随机序列；

所述见证节点基于所述第二随机序列，在所述可用节点列表中确定备份节点列表；所述备份节点列表中包含多个备份节点；

所述见证节点将所述新区块发送给所述多个备份节点，以使所述多个备份节点存储所述新区块。

可选地，所述其他节点中的任意节点对所述新区块头对应的所述新区块进行校验，包括：

在预设节点表中依次确定抽查的当前节点；其中，所述预设节点表中的节点包括所述多个见证节点和所述产块节点；

从所述当前节点中获取与所述新区块头对应的区块体，验证所述区块体内的交易数据；

在所述区块体内的交易数据通过验证时，合并所述区块体和所述新区块头得到所述新区块，并存储所述新区块；

在所述区块体内的交易数据未通过验证并且所述当前节点不是所述预设节点表中依次确定的最后一个节点时，在预设节点表中依次确定抽查的下一个节点；

在所述区块体内的交易数据未通过验证并且所述当前节点是所述预设节点表中依次确定的最后一个节点时，将所述新区块头对应的所述新区块确定为事故区块。

本申请实施例第二方面提供一种面向高吞吐率的图式账本的随机化共识装置，应用于分布式账本***，所述分布式账本***包括委员会节点维护的全局知识单链，以及所述委员会节点和普通节点维护的DAG结构，所述装置包括：

全局知识获取模块，用于使所述委员会节点遍历所述全局知识单链中的所有区块，获得全局知识，并将所述全局知识增量地广播给所述分布式账本***中的所有节点；所述全局知识包括可用节点列表和随机种子；

第一随机序列生成模块，用于使产块节点根据第一本地私钥和所述随机种子生成第一随机序列；

见证节点列表生成模块，用于使所述产块节点基于所述第一随机序列，在所述可用节点列表中确定见证节点列表；所述见证节点列表中包含多个见证节点；

见证请求发送模块，用于使所述产块节点将见证请求发送给所述多个见证节点；所述见证请求包括：当前生成的新区块体；

数字签名回执模块，用于使所述多个见证节点中的任意见证节点在所述见证请求通过验证后，回执数字签名给所述产块节点并将所述新区块体存储在本地缓存区；

区块头生成模块，用于在接收的数字签名的数量达到预设阈值后，使所述产块节点对所述新区块体生成新区块头；

新区块头广播模块，用于使所述产块节点合并所述新区块体和所述新区块头生成新区块，并将所述新区块头广播给所有节点；

区块头接收模块，用于使所述见证节点接收到所述新区块头后，在所述本地缓存区搜索得到与所述新区块头对应的所述新区块体；同时使除所述多个见证节点外的其他节点接收到所述新区块头后，存储所述新区块头；

存储新区块模块，用于使所述见证节点合并所述新区块头和所述新区块体，得到并存储所述新区块。

可选地，所述第一随机序列生成模块包括：

随机数生成子模块，用于根据所述第一本地私钥和所述随机种子生成随机数；

第一随机序列生成子模块，用于基于所述随机数，计算得到随机凭证和第一随机序列；

所述装置还包括：见证请求生成模块，用于根据所述新区块体、所述随机凭证和随机数生成所述见证请求；

数字签名回执模块包括：

公钥获取子模块，用于使所述任意见证节点在所述全局知识中获取所述产块节点的公钥；

随机数验证子模块，用于使所述任意见证节点利用所述随机凭证和所述产块节点的公钥，验证所述随机数；

第一交易数据验证子模块，用于使所述任意见证节点验证所述新区块体内的交易数据；

数字签名回执子模块，用于在所述新区块体内的交易数据和所述随机数通过验证后，所述任意见证节点回执数字签名给所述产块节点。

可选地，所述装置还包括：

哈希值获取模块，用于使所述其他节点中的任意节点在所述新区块头获取所述新区块的哈希值；

加密数值计算模块，用于使所述其他节点中的任意节点利用第二本地私钥签名所述哈希值得到新哈希值；

主动备份模块，用于在在所述新哈希值满足预设条件时，使所述其他节点中的任意节点对所述新区块头对应的所述新区块进行校验。

可选地，所述装置还包括：

第二随机序列生成模块，用于使所述见证节点根据第三本地私钥和随机种子生成第二随机序列；

备份节点列表选择模块，用于使所述见证节点基于所述第二随机序列，在所述可用节点列表中确定备份节点列表；所述备份节点列表中包含多个备份节点；

被动备份模块，用于使所述见证节点将所述新区块发送给所述多个备份节点，以使所述多个备份节点存储所述新区块。

可选地，所述主动备份模块包括：

第一抽查子模块，用于在预设节点表中依次确定抽查的当前节点；其中，所述预设节点表中的节点包括所述多个见证节点和所述产块节点；

第二交易数据验证子模块，用于从所述当前节点中获取与所述新区块头对应的区块体，验证所述区块体内的交易数据；

存储新区块子模块，用于在所述区块体内的交易数据通过验证时，合并所述区块体和所述新区块头得到所述新区块，并存储所述新区块；

第二抽查子模块，用于在所述区块体内的交易数据未通过验证并且所述当前节点不是所述预设节点表中依次确定的最后一个节点时，在预设节点表中依次确定抽查的下一个节点；

举报子模块，用于在所述区块体内的交易数据未通过验证并且所述当前节点是所述预设节点表中依次确定的最后一个节点时，将所述新区块头对应的所述新区块确定为事故区块。

本申请实施例第三方面提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如本申请第一方面所述的方法中的步骤。

本申请实施例第四方面提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本申请第一方面所述的方法的步骤。

本申请实施例提出的面向高吞吐率的图式账本的随机化共识方法，在分布式账本***的所有节点中选举出委员会节点，由委员会节点负责节点的授权、注册、注销等维护，并基于维护节点的信息生成全局知识区块，采用状态机复制的共识机制，全部的委员会节点对产生的所有全局知识区块进行共识、备份，共同维护全局知识单链，保证了全局知识的可靠性。分布式账本的产块节点基于安全可靠的全局知识及可验证随机函数，选择对产生的新区块进行共识的见证节点，防止恶意节点对新区块的操纵，保证了对新区块进行验证的节点的安全性，产块节点和见证节点将新区块写入本地的DAG结构，以使同一时间分布式账本***可以有多个区块同时写入账本，保证了分布式账本***的写入速率，同时DAG结构是随机共识的，每个节点不必备份全部的交易数据，所以分布式账本是可扩展的。因此，本申请提出的面向高吞吐率的图式账本的随机化共识方法，既能保证分布式账本中记录交易数据的图式账本是可扩展的，写入速率高，又能保证图式账本中生成的区块进过了安全可靠的随机共识，保证写入图式账本的区块的难以篡改性，适用于大数据存证服务场景。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例中的DAG结构示意图；

图2是本申请实施例面向高吞吐率的图式账本进行随机共识的步骤流程图；

图3是本申请实施例中节点的结构示意图；

图4是本申请实施例提出的触发主动随机备份的步骤流程图；

图5是本申请实施例提出的主动随机备份的步骤流程图；

图6是本申请实施例提出的被动随机备份的步骤流程图；

图7是面向高吞吐率的图式账本的随机化共识交互流程图；

图8是本申请实施例生成见证节点列表的交互流程图；

图9是本申请实施例提出的面向高吞吐率的图式账本的随机化共识的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

大数据存证服务场景的特点：

大数据环境中数据总量多、数据类型多、生成速度极快，因此在大数据环境下的分布式账本应具备：高吞吐率和可拓展性。数据存证指的是将电子数据以备份的形式存放在服务器，换言之利用分布式账本维护一个线性增长的日志，因此，进行数据存证的分布式账本应具备：安全性和抗抵赖、抗篡改的特性。

以比特币为代表的基于状态机复制的分布式账本，即***中的所有节点都会对***生成的每个区块进行验证和存储的分布式账本，能够确保分布式账本的数据一致，实现分布式账本防篡改、防抵赖、防伪造的功能，但由于***的每个节点都会对***生成的每个区块进行验证和存储，导致了分布式账本节点数量与整个分布式账本的存储总量无关，只有分别增加***中每个节点的存储空间，才能扩展分布式账本整体的存储空间，换言之简单的增加分布式账本***的节点数量，不仅不能增加分布式账本整体的存储空间，还会因为网络延迟，造成吞吐率的瓶颈。而大数据环境的数据总量多、数据类型多、生成速度快，很难由单一节点完整存储，因此，即使基于状态机复制的分布式账本具有防篡改、防抵赖等特性，也不适用于大数据存证服务场景。

鉴于上述问题，本申请的分布式账本使用DAG结构对存证数据进行存储，利用DAG结构能并行产块的特点，保证分布式账本的吞吐率和可扩展性，同时使用单链结构存储分布式账本的基本信息，保证分布式账本***的节点都是可信赖的，再基于单链结构存储的基本信息对DAG结构的存证数据进行随机共识，既保证了DAG结构的并行产块，又保证了随机共识的安全性，实现了在保证分布式账本的可扩展性的同时，保证了应用于大数据存证服务场景下的分布式账本的安全性的目的。

应用于分布式账本***，所述分布式账本***包括委员会节点维护的全局知识单链，以及所述委员会节点和普通节点维护的DAG结构。

委员会节点维护全局知识单链指的是，委员会节点生成的区块在通过全部委员会节点的验证后，写入全局知识单链。委员会节点和普通节点维护的DAG结构指的是，委员会节点和普通节点都能够将采集的交易数据(存证数据)打包，生成交易数据区块，在交易数据区块通过随机共识后，写入DAG结构的图式账本。

如图1所示，图1是本申请实施例中的DAG结构示意图。有向无环图(DAG，directedacyclic graph)是一种图式的区块链接方式，借助有向无环图的形式组织区块，相比经典区块链技术的链式结构，能更好的实现并发产块，获得较大的吞吐率提升。DAG结构中的区块具有多个前驱区块，即产生的新区块写入DAG结构时，会在DAG结构已有的区块中选择多个区块链接。本申请的分布式账本***采用DAG结构的图式账本。

全局知识单链的结构类似于比特币的单链式结构，分布式账本***基于pBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)共识算法在委员会节点中选举出提案节点，提案节点是产生全局知识单链的当前区块的节点。即，每一轮产生新的全局知识区块，都会在委员会节点中选择任意的节点作为全局知识单链的产块节点(提案节点)，由提案节点生成最新的全局知识区块，其他委员会节点对最新的全局知识区块共识，并在本地备份最新的全局知识区块。由此可见，委员会节点的每个节点的区块数据一致，共同维护一条单链，篡改全局知识单链组成区块的难度较大，因此全局知识单链存储的分布式账本的节点信息等安全可靠。

在新节点注册分布式账本***、新节点加入参与随机共识的节点集合、节点的注销、节点移除参与随机共识的节点集合、分布式账本***中DAG结构的图式账本的创建、分布式账本***对节点的授权、节点的公钥等信息变动时，委员会节点都会生成相关的区块并写入全局知识单链，因此遍历全局知识单链的所有区块，可以得到分布式账本***的全局知识。

参考图2，图2是本申请实施例面向高吞吐率的图式账本进行随机共识的步骤流程图。

共识是指分布式账本***中的节点通过校验区块和备份区块等方式，实现不同的节点记录一份正确数据的过程。随机共识是指每生成一个新区块，在分布式账本***中随机选择部分节点，校验和备份该区块的过程。在基于随机共识的布式账本***中，针对不同的区块数据，都有部分的节点记录了一份正确数据。随机性越强，产块节点更难预测，通过攻击产块节点进而攻击整个***的可能性就越低。

步骤S201：所述委员会节点遍历所述全局知识单链中的所有区块，获得全局知识，并将所述全局知识增量地广播给所述分布式账本***中的所有节点；所述全局知识包括可用节点列表和随机种子；

本申请中，只有通过验证和授权的节点才能加入分布式账本***，换言之，本申请的分布式账本是联盟账本，是在多个相互已知身份的组织之间建立的分布式账本***，每个节点都代表一个实体，是有实体背书、可追责的。例如，在多个银行之间建立的用于支付结算的分布式账本***、在多个企业之间建立的用于物流供应链管理的分布式账本***，在政府部门之间建立的用于数据共享的分布式账本***等。

将全局知识增量广播是指遍历全局知识单链后，得到全局知识修改的内容(例如新注册的节点)，将全局知识修改的内容广播。

本申请所指的节点是：多个可信赖的机构的每个机构设置的多个部署了分布式账本的计算机服务器，并且每个计算机服务器都通过了授权和验证。如图3所示，图3是本申请实施例中节点的结构示意图。各个节点在分布式账本中是对等的，借助P2P网络进行多种方式的通信。节点由应用层、协议层、数据层和网络层组成。应用层用于分布式账本***对外提供服务，例如在业务***工作时采集存证数据并向账本(DAG结构)写入存证数据、提供检索服务，以在分布式账本中检索得到用户需求的存证数据等。协议层用于存储分布式账本***的共识协议、节点授权等。数据层用于存储DAG结构的图式账本、全局知识单链等账本数据、节点实名认证的凭证(凭证)、P2P组网所需凭证(凭证)、节点的公钥私钥(凭证)等。网络层用于负责节点之间的通信，存储P2P网络通信协议、提供节点路由、节点发现、点对点通信、广播或组播等功能。

节点实名认证的凭证是指证明节点由可信赖的机构部署的计算机服务器的凭证。

委员会节点是在分布式账本***中选择的任意节点，具体可以基于密码学的抽签算法确定委员会节点，也可以在部署分布式账本***的节点的各个机构选择任意节点，再将各个机构选择的任意节点组合，得到委员会节点。普通节点是分布式账本***中除委员会节点外的其他节点。

委员会节点可以采用全局知识单链中的较新区块的哈希值作为随机种子。在此基础上，委员会节点可以定期更新随机种子，保证随机种子不会被敌手操纵。因此，分布式账本***的其他节点(普通节点)也会定期获得更新后的全局知识。

全局知识还包括分布式账本***中所有节点的公钥，由于全局知识是委员会节点遍历全局知识单链获得的，而全局知识单链是随时更新的，节点注册、节点注销、节点授权等都会使每个委员会节点在全局知识单链写入新的区块，即写入全局知识单链的所有区块都会经过所有委员会节点的验证，所以全局知识是安全可靠的，进而基于全局知识对待写入DAG结构的新区块进行随机共识也是安全可靠的。

步骤S202：产块节点根据第一本地私钥和所述随机种子生成第一随机序列；

步骤S202中的产块节点指的是当前时间生成写入DAG结构的图式账本的区块的节点。委员会节点和分布式账本中的非委员会节点都可以作为DAG结构的产块节点。

第一本地私钥是产块节点的私钥，存储于产块节点的数据层。本申请的分布式账本***中各个节点设置有定时器，在节点的交易池收集的交易数据(在大数据存证服务场景下是存证数据)达到阈值数量，或者定时器到期，节点会将收集的交易数据打包生成区块体，此时生成区块体的节点是产块节点。

第一随机序列是产块节点基于可验证随机函数生成的数值序列。

步骤S203：所述产块节点基于所述第一随机序列，在所述可用节点列表中确定见证节点列表；所述见证节点列表中包含多个见证节点；

见证节点是：产块节点基于可验证随机函数和随机种子，在分布式账本***的节点中随机选择的用于对其产生的新区块进行验证的节点。

步骤S204：所述产块节点将见证请求发送给所述多个见证节点；所述见证请求包括：当前生成的新区块体；

见证请求是产块节点确定见证节点后，生成的请求见证节点对其产生的新区块进行验证的消息。该消息通过P2P网络发送给对应的见证节点。当然地，产块节点会对该消息(见证请求)签名，见证节点在接收到不具有签名的消息可以拒绝接收，以使见证节点接收的见证请求是分布式账本***中的节点发送的，而非敌手节点伪造的见证请求，保证了随机共识过程中消息的安全性。

各个节点传输的消息中还记载有时间戳，用于判断消息的时效性。

步骤S205：所述多个见证节点中的任意见证节点在所述见证请求通过验证后，回执数字签名给所述产块节点并将所述新区块体存储在本地缓存区；

所有的见证节点收到产块节点发送的见证请求后，首先验证见证请求是否具有产块节点的签名，验证通过后，从见证请求获取产块节点生成的新区块体，验证新区块体中的数据，同时基于委员会节点广播的节点公钥，对产块节点随机选择见证节点的过程进行验证。

在新区块体内存储的交易数据、产块节点随机选择见证节点的过程和见证请求的签名通过见证节点的验证时，见证节点通过见证请求，对产块节点回执数字签名。新区块体内存储的交易数据、产块节点随机选择见证节点的过程或见证请求的签名中任意的信息未通过见证节点的验证，见证节点都会回执“验证未通过”的消息给产块节点，必然地，见证节点也会对验证未通过”的消息签名。

步骤S206：在接收的数字签名的数量达到预设阈值后，所述产块节点对所述新区块体生成新区块头；

预设阈值是分布式账本***根据节点总数设置的数值。由于无论见证请求是否通过见证节点的验证，见证节点都会回执自己的数字签名，所以产块节点还可以对照见证节点列表，确定拒绝对见证请求进行验证的节点。产块节点可以对委员会节点举报拒绝对区块进行验证的见证节点。

步骤S207：所述产块节点合并所述新区块体和所述新区块头生成新区块，并将所述新区块头广播给所有节点；

产块节点基于新区块体和新区块头生成的新区块的结构如表1所示：

表1

将区块头广播给所有节点不仅可以触发除见证节点和产块外的其他节点主动验证和被动备份，还可以使区块的基本数据在全网存储，用于可以在任意节点基于区块头了解分布式账本中区块的基本信息。基本信息可以是，产生区块的节点，验证区块的节点等。

产块节点对所述新区块体生成新区块头时，在本地的DAG结构中确定多个前驱区块，将多个前驱区块的哈希值写入新区块，连接新区块和前驱区块，以到达将新区块体存储在本地的DAG结构中的目的。

步骤S208：所述见证节点接收到所述新区块头后，在所述本地缓存区搜索得到与所述新区块头对应的所述新区块体；除所述多个见证节点外的其他节点存储所述新区块头；

步骤S209：所述见证节点合并所述新区块头和所述新区块体，得到并存储所述新区块。

本申请实施例提出的面向高吞吐率的图式账本的随机化共识方法，在分布式账本***的所有节点中选举出委员会节点，由委员会节点负责节点的授权、注册、注销等维护，并基于维护节点的信息生成全局知识区块，采用状态机复制的共识机制，全部的委员会节点对产生的所有全局知识区块进行验证和备份，共同维护全局知识单链，保证了全局知识的可靠性。分布式账本的产块节点基于安全可靠的全局知识中和可验证随机函数，选择对产生的新区块进行共识的见证节点，防止恶意节点对新区块的恶意共识，保证了对新区块进行验证的节点的安全性，产块节点和见证节点将新区块写入本地的DAG结构，以使同一时间分布式账本***可以有多个区块同时写入账本，保证了分布式账本***的写入速率，同时DAG结构是随机共识的，每个节点不必备份全部的交易数据，所以分布式账本是可扩展的。因此，本申请提出的面向高吞吐率的图式账本的随机化共识方法，既能保证分布式账本中记录交易数据的图式账本是可扩展的，写入速率高，又能保证图式账本中生成的区块进过了安全可靠的随机共识，保证写入图式账本的区块的难以篡改性，适用于大数据存证服务场景。

本申请根据第一本地私钥和所述随机种子生成第一随机序列，具体利用了可验证随机函数以保证生成的第一随机序列是可验证的，从而保证了产块节点选择的见证节点是安全可靠的。本申请的另一个实施例提出了分布式账本***验证产块节点随机选择见证节点的方法。

根据所述第一本地私钥和所述随机种子生成随机数；

基于所述随机数，计算得到随机凭证和第一随机序列；

随机凭证是产块节点对生成第一随机序列的过程的签名，以使见证节点可以根据随机凭证产块节点随机选择见证节点的过程。

产块节点是使用可验证随机函数对随机数计算得到的随机凭证。

生成随机凭证可以用公式VRF_PROVE(第一本地私钥,随机种子)＝随机凭证表达。生成随机数可以用公式VRF_VALUE(第一本地私钥,随机种子)＝随机数表达。随机数是任意的常数数值。假设根据第一本地私钥和随机种子得到的随机数是1，基于随机数生成的第一随机序列是1,2,3,4,5,6。其中，可验证随机函数VRF于1999年由Micali、Rabin和Vadhan三位提出，属于一类伪随机预言机(pseudorandom oracle)。

按照第一随机序列是1,2,3,4,5,6，可以在可用随机列表中确定对应的6个见证节点。

在所述产块节点将见证请求发送给所述多个见证节点前，所述方法还包括：

根据所述新区块体、所述随机凭证和随机数生成所述见证请求；

所述多个见证节点中的任意见证节点在所述见证请求通过验证后，回执数字签名给所述产块节点，包括：

所述任意见证节点在所述全局知识中获取所述产块节点的公钥；

委员会节点定期广播的全局知识中具有所有节点的公钥，见证节点根据见证请求中产块节点的签名获取产块节点的节点标识，再根据产块节点的节点标识在全局知识中获取产块节点的公钥。

所述任意见证节点利用所述随机凭证和所述产块节点的公钥，验证所述随机数；

见证节点验证随机数可以用公式VRF_VERIFY(公钥,随机种子,随机数,随机凭证)表达，利用公式中的随机凭证验证随机数是否为VRF_VALUE(私钥,随机种子)的计算结果。

其中，随机种子可以从全局知识获取。随机数、随机凭证可以从接收的见证请求中获取。见证节点在获取随机凭证后，利用获取的产块节点的公钥验证该随机凭证是否合法，再将合法的速记凭证代入公式：VRF_VERIFY(公钥,随机种子,随机数,随机凭证)。

所述任意见证节点验证所述新区块体内的交易数据；

在所述新区块体内的交易数据和所述随机数通过验证后，所述任意见证节点回执数字签名给所述产块节点。

为了进一步保证随机共识的可靠性，防止小概率事件产块节点选择的多个见证节点都被敌手攻占，多个见证节点串通，对产块节点产生的新区块恶意验证的可能，本申请实施例还提供了主动随机备份的方法，产块节点收到预设阈值数量的见证节点回执的数字签名后，生成区块头并广播给所有节点后，除见证节点外的其他节点收到区块头后，会对收到的区块头对应的区块体发起随机抽查，进而解决分布式账本***中可能出现的“拜占庭将军”问题。

如图4所示，图4是本申请实施例提出的触发主动随机备份的步骤流程图。

步骤S401:所述其他节点中的任意节点在所述新区块头获取所述新区块的哈希值；

新区块的哈希值可以是表1中的区块体内存储的全部交易数据构成的默克尔树的树根的哈希值。

步骤S402:所述其他节点中的任意节点利用第二本地私钥签名所述哈希值得到新哈希值；

新哈希值是利用加密哈希函数计算区块头中的哈希值生成的一个不可操纵的哈希值。

第二本地私钥是，分布式账本***中除产块节点和见证节点外的节点存储在其数据层的本节点的私钥，即接收到区块头但没有区块体的节点的本节点的私钥。

具体地，可以使用可验证随机函数VRF，对哈希值进行加密，并得到对哈希值加密的凭证。

步骤S403:在所述新哈希值满足预设条件时，所述其他节点中的任意节点对所述新区块头对应的所述新区块进行校验。

预设条件可以是一串数值，例如要求末尾五位数为00000，在接收到区块头但没有区块体的节点A对哈希值加密后得到的加密数值的末尾也是00000时，节点A触发主动对新区块发起备份，即节点A触发主动随机备份，从产块节点或见证节点获取区块体，验证区块体的存证数据。

如图5和6所示，图5是本申请实施例提出的主动随机备份的步骤流程图。图6是本申请实施例提出的主动随机备份的流程图。

步骤S501：在预设节点表中依次确定抽查的当前节点；其中，所述预设节点表中的节点包括所述多个见证节点和所述产块节点；

预设节点列表是决定进行主动随机备份的节点选择抽查的节点的范围，即，决定进行主动随机备份的节点的抽查节点是多个见证节点和产块节点中的任意一个或多个节点。

进行主动随机备份的节点可以向预设节点列表中的节点依次发送抽查请求，该抽查请求具有进行主动随机备份的节点的签名，以及进行主动随机备份的节点对哈希值加密的凭证，以使接收到抽查请求的见证节点或产块节点可以验证抽查请求的合法性。

步骤S502：从所述当前节点中获取与所述新区块头对应的区块体，验证所述区块体内的交易数据；

步骤S503：在所述区块体内的交易数据通过验证时，合并所述区块体和所述新区块头得到所述新区块，并存储所述新区块；

步骤S504：在所述区块体内的交易数据未通过验证并且所述当前节点不是所述预设节点表中依次确定的最后一个节点时，在预设节点表中依次确定抽查的下一个节点；

步骤S505：在所述区块体内的交易数据未通过验证并且所述当前节点是所述预设节点表中依次确定的最后一个节点时，将所述新区块头对应的所述新区块确定为事故区块。

进行主动随机备份的节点先按照统一顺序将多个见证节点和产块节点组合成为预设节点列表，依次对其中的每个节点发起抽查，直至抽查完成。如果预设节点列表中的节点全部抽查失败，分布式账本***会将本次事件认定为事故，通过举报机制向委员会节点举报。

本申请实施例的节点在收到区块头后，计算是否对接收的区块头对应的区块发起抽查，发起抽查的节点对负责共识区块的见证节点，和生成区块的产块节点依次进行验证，验证其存储的区块的数据是否合法，解决了见证节点相互串通对新区块恶意共识的问题。

由于区块头内存储有见证节点和产块节点的签名，敌手根据区块头可以获知分布式账本***中所有存储该区块的节点，从而对存储有该区块的节点进行攻击，导致该区块存储的数据丢失或被篡改。因此，见证节点在合并了验证通过的新区块体和新区块后，得到并存储新区块后，会利用可验证随机函数，随机选择被动备份的节点，被动备份的节点不会出现在区块头中，即使敌手攻击了该区块的见证节点和产块节点，被动备份的节点仍然有该区块，保证了即使区块被恶意攻击，分布式账本***仍然存储有该区块的正确数据，进一步提高了应用于大数据存证服务场景下分布式账本***的安全性。

如图6所示，图6是本申请实施例提出的被动随机备份的步骤流程图。

步骤S601：所述见证节点根据第三本地私钥和随机种子生成第二随机序列；

第三本地私钥是见证节点存储在本地数据层的本节点的私钥。第二随机序列是见证节点基于可验证随机函数生成的数值序列。

步骤S602：所述见证节点基于所述第二随机序列，在所述可用节点列表中确定备份节点列表；所述备份节点列表中包含多个备份节点；

见证节点可以参照产块节点获取见证节点列表的方法，获得备份节点列表。

步骤S603：所述见证节点将所述新区块发送给所述多个备份节点，以使所述多个备份节点存储所述新区块。

备份节点接收到新区块后，在本地的DAG结构中写入新区块。

通过具体示例，说明本申请提出的面向高吞吐率的图式账本的随机化共识方法。

由于随机共识过程需要全部节点(委员会节点和普通节点)共同参与，将分布式账本***中节点分为三类：

1.生成区块的节点P(产块节点)；

2.P在随机见证过程中选择的k个见证节点W；

3.除了P和W之外的其它节点O。

如图7所示，图7是面向高吞吐率的图式账本的随机化共识交互流程图。

图7中①、②、③表示各交互信息的执行顺序。交互信息包括：区块体、数字签名、区块头等。

节点P持续收集交易集(存证数据)，直到交易集中的交易数量达到设定的上限或者计时器到期时，节点P停止收集交易集，打包收集的交易集得到body(区块体)。

如图8所示，图8是本申请实施例生成见证节点列表的交互流程图。

节点P获取可用节点列表和随机种子，再加上节点P的私钥和VRF函数，计算得到一份随机节点列表(见证节点表)和对应VRF(可验证随机函数)的凭证proof(随机凭证)。

节点P向随机节点列表中的全部节点发送body和proof，请求验证并等待回复见证节点的数字签名。等待直到收集到满足阈值kt数量的数字签名。

节点P为body生成区块头header，将自己的签名、见证节点W的签名等必要信息补全header。最后向全部节点广播header。

节点W收到节点P的见证请求，包含区块体body及选择自己的proof，节点W将会验证proof并检查区块体是否正常。如果通过验证，将会回执W对body的数字签名并存储body到本地缓存c，否则将会回执一份“验证未通过”的消息并对它签名。

节点W收到来自节点P的区块头header。验证header没有错误之后，从本地缓存c中检索区块体body，合并header和body还原整个区块，将区块存入数据库。该过程随后会触发“被动随机备份”。

节点O收到来自节点P的区块头header。验证header没有错误之后，在本地存储该header。该过程有概率触发“主动随机备份”过程。

节点O与节点W都是在接收到节点P广播区块头时分别触发“主动随机备份”和“被动随机备份”。

基于同一发明构思，本申请实施例提供一种面向高吞吐率的图式账本的随机化装置。图9是本申请实施例提出的面向高吞吐率的图式账本的随机化共识的结构示意图。如图9所示，该装置包括：

全局知识获取模块901，用于使所述委员会节点遍历所述全局知识单链中的所有区块，获得全局知识，并将所述全局知识增量地广播给所述分布式账本***中的所有节点；所述全局知识至少包括可用节点列表和随机种子；第一随机序列生成模块902，用于使产块节点根据第一本地私钥和所述随机种子生成第一随机序列；见证节点列表生成模块903，用于使所述产块节点基于所述第一随机序列，在所述可用节点列表中确定见证节点列表；所述见证节点列表中包含多个见证节点；见证请求发送模块904，用于使所述产块节点将见证请求发送给所述多个见证节点；所述见证请求包括：当前生成的新区块体和凭证；数字签名回执模块905，用于使所述多个见证节点中的任意见证节点在所述见证请求通过验证后，回执数字签名给所述产块节点并将所述新区块体存储在本地缓存区；区块头生成模块906，用于在接收的数字签名的数量达到预设阈值后，使所述产块节点对所述新区块体生成新区块头；新区块头广播模块907，用于使所述产块节点合并所述新区块体和所述新区块头生成新区块，并将所述新区块头广播给所有节点；区块头接收模块908，用于使所述见证节点接收到所述新区块头后，在所述本地缓存区搜索得到与所述新区块头对应的所述新区块体；同时使除所述多个见证节点外的其他节点接收到所述新区块头后，存储所述新区块头；存储新区块模块909，用于使所述见证节点合并所述新区块头和所述新区块体，得到并存储所述新区块。

可选地，所述全局知识还包括所述分布式账本***中所有节点的公钥；所述第一随机序列生成模块包括：

随机数生成子模块，用于根据所述第一本地私钥和所述随机种子生成随机数；第一随机序列生成子模块，用于基于所述随机数，计算得到随机凭证和第一随机序列；

所述装置还包括：见证请求生成模块，用于根据所述新区块体、所述随机凭证和随机数生成所述见证请求；

数字签名回执模块包括：

公钥获取子模块，用于使所述任意见证节点在所述全局知识中获取所述产块节点的公钥；随机数验证子模块，用于使所述任意见证节点利用所述随机凭证和所述产块节点的公钥，验证所述随机数；第一交易数据验证子模块，用于使所述任意见证节点验证所述新区块体内的交易数据；数字签名回执子模块，用于在所述新区块体内的交易数据和所述随机数通过验证后，所述任意见证节点回执数字签名给所述产块节点。

可选地，所述装置还包括：

哈希值获取模块，用于使所述其他节点中的任意节点在所述新区块头获取所述新区块的哈希值；加密数值计算模块，用于使所述其他节点中的任意节点利用第二本地私钥加密所述哈希值得到加密数值；主动备份模块，用于在所述加密数值满足预设条件时，使所述其他节点中的任意节点对所述新区块头对应的所述新区块进行备份。

可选地，所述装置还包括：

第二随机序列生成模块，用于使所述见证节点根据第三本地私钥和随机种子生成第二随机序列；备份节点列表选择模块，用于使所述见证节点基于所述第二随机序列，在所述可用节点列表中确定备份节点列表；所述备份节点列表中包含多个备份节点；被动备份模块，用于使所述见证节点将所述新区块发送给所述多个备份节点，以使所述多个备份节点存储所述新区块。

可选地，所述主动共识模块包括：

第一抽查子模块，用于在预设节点表中依次确定抽查的当前节点；其中，所述预设节点表中的节点包括所述多个见证节点和所述产块节点；第二交易数据验证子模块，用于从所述当前节点中获取与所述新区块头对应的区块体，验证所述区块体内的交易数据；存储新区块子模块，用于在所述区块体内的交易数据通过验证时，合并所述区块体和所述新区块头得到所述新区块，并存储所述新区块；第二抽查子模块，用于在所述区块体内的交易数据未通过验证并且所述当前节点不是所述预设节点表中依次确定的最后一个节点时，在预设节点表中依次确定抽查的下一个节点；举报子模块，用于在所述区块体内的交易数据未通过验证并且所述当前节点是所述预设节点表中依次确定的最后一个节点时，将所述新区块头对应的所述新区块确定为事故区块。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

基于同一发明构思，本申请另一实施例提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请上述任一实施例所述的面向高吞吐率的图式账本的随机化共识方法中的步骤。

基于同一发明构思，本申请另一实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行时实现本申请上述任一实施例所述的面向高吞吐率的图式账本的随机化共识方法中的步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进或说明的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、装置、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种面向高吞吐率的图式账本的随机化共识方法和装置，进行了详细介绍，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种面向高吞吐率的图式账本的随机化共识方法，其特征在于，应用于分布式账本***，所述分布式账本***包括委员会节点维护的全局知识单链，以及所述委员会节点和普通节点维护的DAG结构；所述方法包括：

所述委员会节点遍历所述全局知识单链中的所有区块，获得全局知识，并将所述全局知识增量地广播给所述分布式账本***中的所有节点；所述全局知识包括可用节点列表和随机种子；

产块节点根据第一本地私钥和所述随机种子生成第一随机序列；

所述产块节点基于所述第一随机序列，在所述可用节点列表中确定见证节点列表；所述见证节点列表中包含多个见证节点；

所述产块节点将见证请求发送给所述多个见证节点；所述见证请求包括：当前生成的新区块体；

所述多个见证节点中的任意见证节点在所述见证请求通过验证后，回执数字签名给所述产块节点并将所述新区块体存储在本地缓存区；

在接收的数字签名的数量达到预设阈值后，所述产块节点对所述新区块体生成新区块头；

所述产块节点合并所述新区块体和所述新区块头生成新区块，并将所述新区块头广播给所有节点；

所述见证节点接收到所述新区块头后，在所述本地缓存区搜索得到与所述新区块头对应的所述新区块体；除所述多个见证节点外的其他节点存储所述新区块头；

所述见证节点合并所述新区块头和所述新区块体，得到并存储所述新区块。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全局知识还包括所述分布式账本***中所有节点的公钥；产块节点根据第一本地私钥和所述随机种子生成第一随机序列，包括：

根据所述第一本地私钥和所述随机种子生成随机数；

基于所述随机数，计算得到随机凭证和第一随机序列；

在所述产块节点将见证请求发送给所述多个见证节点前，所述方法还包括：

根据所述新区块体、所述随机凭证和随机数生成所述见证请求；

所述多个见证节点中的任意见证节点在所述见证请求通过验证后，回执数字签名给所述产块节点，包括：

所述任意见证节点在所述全局知识中获取所述产块节点的公钥；

所述任意见证节点利用所述随机凭证和所述产块节点的公钥，验证所述随机数；

所述任意见证节点验证所述新区块体内的交易数据；

在所述新区块体内的交易数据和所述随机数通过验证后，所述任意见证节点回执数字签名给所述产块节点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在除所述多个见证节点外的其他节点存储所述新区块头之后，所述方法还包括：

所述其他节点中的任意节点在所述新区块头获取所述新区块的哈希值；

所述其他节点中的任意节点利用第二本地私钥签名所述哈希值得到新哈希值；

在所述新哈希值满足预设条件时，所述其他节点中的任意节点对所述新区块头对应的所述新区块进行校验。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述见证节点合并所述新区块头和所述新区块体，得到并存储所述新区块后，所述方法还包括：

所述见证节点根据第三本地私钥和随机种子生成第二随机序列；

所述见证节点基于所述第二随机序列，在所述可用节点列表中确定备份节点列表；所述备份节点列表中包含多个备份节点；

所述见证节点将所述新区块发送给所述多个备份节点，以使所述多个备份节点存储所述新区块。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述其他节点中的任意节点对所述新区块头对应的所述新区块进行校验，包括：

在预设节点表中依次确定抽查的当前节点；其中，所述预设节点表中的节点包括所述多个见证节点和所述产块节点；

从所述当前节点中获取与所述新区块头对应的区块体，验证所述区块体内的交易数据；

在所述区块体内的交易数据通过验证时，合并所述区块体和所述新区块头得到所述新区块，并存储所述新区块；

在所述区块体内的交易数据未通过验证并且所述当前节点不是所述预设节点表中依次确定的最后一个节点时，在预设节点表中依次确定抽查的下一个节点；

在所述区块体内的交易数据未通过验证并且所述当前节点是所述预设节点表中依次确定的最后一个节点时，将所述新区块头对应的所述新区块确定为事故区块。

6.一种面向高吞吐率的图式账本的随机化共识装置，应用于分布式账本***，所述分布式账本***包括委员会节点维护的全局知识单链，以及所述委员会节点和普通节点维护的DAG结构；所述装置包括：

全局知识获取模块，用于使所述委员会节点遍历所述全局知识单链中的所有区块，获得全局知识，并将所述全局知识增量地广播给所述分布式账本***中的所有节点；所述全局知识包括可用节点列表和随机种子；

第一随机序列生成模块，用于使产块节点根据第一本地私钥和所述随机种子生成第一随机序列；

见证节点列表生成模块，用于使所述产块节点基于所述第一随机序列，在所述可用节点列表中确定见证节点列表；所述见证节点列表中包含多个见证节点；

见证请求发送模块，用于使所述产块节点将区块见证请求发送给所述多个见证节点；所述见证请求包括：当前生成的新区块体和凭证；

数字签名回执模块，用于使所述多个见证节点中的任意见证节点在所述见证请求通过验证后，回执数字签名给所述产块节点并将所述新区块体存储在本地缓存区；

区块头生成模块，用于在接收的数字签名的数量达到预设阈值后，使所述产块节点对所述新区块体生成新区块头；

新区块头广播模块，用于使所述产块节点合并所述新区块体和所述新区块头生成新区块，并将所述新区块头广播给所有节点；

区块头接收模块，用于使所述见证节点接收到所述新区块头后，在所述本地缓存区搜索得到与所述新区块头对应的所述新区块体；同时使除所述多个见证节点外的其他节点接收到所述新区块头后，存储所述新区块头；

存储新区块模块，用于使所述见证节点合并所述新区块头和所述新区块体，得到并存储所述新区块。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述全局知识还包括所述分布式账本***中所有节点的公钥；所述第一随机序列生成模块包括：

随机数生成子模块，用于根据所述第一本地私钥和所述随机种子生成随机数；

第一随机序列生成子模块，用于基于所述随机数，计算得到随机凭证和第一随机序列；

所述装置还包括：见证请求生成模块，用于根据所述新区块体、所述随机凭证和随机数生成所述见证请求；

数字签名回执模块包括：

公钥获取子模块，用于使所述任意见证节点在所述全局知识中获取所述产块节点的公钥；

随机数验证子模块，用于使所述任意见证节点利用所述随机凭证和所述产块节点的公钥，验证所述随机数；

第一交易数据验证子模块，用于使所述任意见证节点验证所述新区块体内的交易数据；

数字签名回执子模块，用于在所述新区块体内的交易数据和所述随机数通过验证后，所述任意见证节点回执数字签名给所述产块节点。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

哈希值获取模块，用于使所述其他节点中的任意节点在所述新区块头获取所述新区块的哈希值；

加密数值计算模块，用于使所述其他节点中的任意节点利用第二本地私钥签名所述哈希值得到新哈希值；

主动备份模块，用于在在所述新哈希值满足预设条件时，所述其他节点中的任意节点对所述新区块头对应的所述新区块进行校验。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二随机序列生成模块，用于使所述见证节点根据第三本地私钥和随机种子生成第二随机序列；

备份节点列表选择模块，用于使所述见证节点基于所述第二随机序列，在所述可用节点列表中确定备份节点列表；所述备份节点列表中包含多个备份节点；

被动备份模块，用于使所述见证节点将所述新区块发送给所述多个备份节点，以使所述多个备份节点存储所述新区块。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述主动备份模块包括：

第一抽查子模块，用于在预设节点表中依次确定抽查的当前节点；其中，所述预设节点表中的节点包括所述多个见证节点和所述产块节点；

第二交易数据验证子模块，用于从所述当前节点中获取与所述新区块头对应的区块体，验证所述区块体内的交易数据；

存储新区块子模块，用于在所述区块体内的交易数据通过验证时，合并所述区块体和所述新区块头得到所述新区块，并存储所述新区块；

第二抽查子模块，用于在所述区块体内的交易数据未通过验证并且所述当前节点不是所述预设节点表中依次确定的最后一个节点时，在预设节点表中依次确定抽查的下一个节点；

举报子模块，用于在所述区块体内的交易数据未通过验证并且所述当前节点是所述预设节点表中依次确定的最后一个节点时，将所述新区块头对应的所述新区块确定为事故区块。