CN112564896A - 可变共识区块链的多主体决策确认方法、***及存储介质 - Google Patents

可变共识区块链的多主体决策确认方法、***及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明的可变共识区块链的多主体决策确认方法、***及存储介质，包括：设定决策接受概率作为共识策略的基本参数；各节点配置相同的共识策略，组建区块链私链；私链中任一节点发起决策请求，等待挖矿确认；检测决策请求的认证性，认证通过则打包为区块并添加在链中广播；各节点接收区块，向临近节点广播同意的决策；各节点统计接收到的广播决策，满足决策接受概率时，同步并执行该广播决策。本发明利用区块链私有链实现可变共识的区块链结构，使得主节点利用区块链共识技术，通过检查自身决策交易在链中的状态实现对自身决策是否得到其他节点肯定的确认。

Description

可变共识区块链的多主体决策确认方法、***及存储介质
技术领域
本发明属区块链技术领域，特别涉及一种可变共识区块链的多主体决策确认方法、***及存储介质。
背景技术
在许多场景下，电子设备需要通过协同的方式共同执行某一任务。当主设备向其他设备发布决策命令时，需要保证各个协同设备对主设备决策的正确接收和判断。但由于分布式环境中各个设备之间无法保证完全的直接连接，同时设备也可能在任务执行时段中出现毁坏而失联的情况。因此如何确保多节点间共识确认是多设备进行协同任务中的关键问题。
区块链利用基于POW的共识机制、基于POS共识机制、拜占庭算法、实用拜占庭算法等作为底层算法，允许每个节点在接收其他节点同步数据的数量大于某个同步阈值后，确认同步数据，从而保证所有节点数据的一致性。
现有与区块链共识相关的技术应用，大多直接应用其共识机制，无法针对不同的应用环境对底层共识机制进行合理的修改，来实现特殊情况下的共识需求；其次，现有技术只考虑使用区块链共识机制来保证区块数据的一致性，没有考虑共识机制在协同环境中进行决策确认中的合理应用；最后，在多节点场景下，节点间需要多次确认实现决策的共识，给***的通信带来极大的压力。
因此，目前迫切需要本领域技术人员解决的一个技术问题就是：如何能够创新的提出一种有效的可变共识区块链的多主体决策确认方法，克服现有技术的缺陷，满足实际应用中的更多需求。
发明内容
本申请实施例的目的是提出一种可变共识区块链的多主体决策确认方法、***及存储介质，提出可变共识区块链的多主体决策确认方案，利用区块链私有链实现可变共识的区块链结构，使得主节点利用区块链共识技术，通过检查自身决策交易在链中的状态实现对自身决策是否得到其他节点肯定的确认。
为解决上述技术问题，本申请实施例是这样实现的：
根据本申请实施例的第一方面，提出了一种可变共识区块链的多主体决策确认方法，所述方法包括：设定决策接受概率作为共识策略的基本参数；
各节点配置相同的共识策略，组建区块链私链；
私链中任一节点发起决策请求，等待挖矿确认；
检测决策请求的认证性，认证通过则打包为区块并添加在链中广播；
各节点接收区块，向临近节点广播同意的决策；
各节点统计接收到的广播决策，满足决策接受概率时，同步并执行该广播决策。
基于本发明的可变共识区块链的多主体决策确认方法的另一个实施例中，所述检测决策请求的认证性具体通过各挖矿节点检测决策请求交易的发起节点签名和交易单合法性完成。
基于本发明的可变共识区块链的多主体决策确认方法的另一个实施例中，所述各节点统计接收到的广播决策还包括设定计时器。
基于本发明的可变共识区块链的多主体决策确认方法的另一个实施例中，所述设定决策接受概率作为共识策略的基本参数是根据***预设的可靠容忍度决定的。
基于本发明的可变共识区块链的多主体决策确认方法的另一个实施例中，所述各节点接收区块，并向临近节点广播同意的决策包括对决策进行判断。
基于本发明的可变共识区块链的多主体决策确认***的另一个实施例中，所述检测决策请求的认证性，认证通过则挖矿节点打包为区块并添加在链上，在节点网络中广播，对于认证未通过的决策请求不进行广播。
基于本发明实施例的另一个方面，公开一种可变共识区块链的多主体决策确认***，所述***包括：
设定模块，用于设定决策接受概率作为共识策略的基本参数；
处理模块，用于各节点配置相同的共识策略，组建区块链私链；
功能模块，用于私链中任一节点发起决策请求，等待挖矿确认；
检测模块，用于检测决策请求的认证性，认证通过则打包为区块并添加在链中广播；
运行模块，用于各节点接收区块，向临近节点广播同意的决策；
执行模块，用于各节点统计接收到的广播决策，满足决策接受概率时，同步并执行该广播决策。
基于本发明实施例的另一个方面，公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时，用于执行：
设定决策接受概率作为共识策略的基本参数；
各节点配置相同的共识策略，组建区块链私链；
私链中任一节点发起决策请求，等待挖矿确认；
检测决策请求的认证性，认证通过则打包为区块并添加在链中广播；
各节点接收区块，向临近节点广播同意的决策；
各节点统计接收到的广播决策，满足决策接受概率时，同步并执行该广播决策。
本申请提出的可变共识区块链的多主体决策确认方法，可以实现区块链共识算法对共识效果的灵活可控，满足用户对决策得到全体设备节点赞同概率进行设置的需求；将设备作为区块链节点，以交易确认的方式完成决策的共识，可以快速使得得到规定数量节点认可的决策快速共识执行，同时也使得不同意决策的节点可以通过不广播决策区块传达对决策的否定态度，并最终完成一轮决策的快速共识。
附图说明
图1示出了根据本申请的一些实施例提供的可变共识区块链的多主体决策确认方法的结构示意图；
图2示出了根据本申请的一些实施例提供的可变共识区块链的多主体决策确认方法另一实施例的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作出详细说明。
图1示出了根据本申请的一些实施例提供的可变共识区块链的多主体决策确认方法的流程示意图，结合图1对可变共识区块链的多主体决策确认方法进行详细介绍，所述方法包括：
S1，设定决策接受概率作为共识策略的基本参数；
具体实现中，共识配置过程包括：给定***可以提供
Figure BDA0002802695410000041
的可靠性，那么设置共识接受策略为：每个节点接收。总设备数量
Figure BDA0002802695410000042
的决策确认消息，则认为在整个***中决策确认后保证至少有nR个节点对决策表达了赞同。
S2，各节点配置相同的共识策略，组建区块链私链；
私链组链过程包括：各设备节点加载相同的共识配置，并生成各自公私钥对，通过运行区块链客户端进行节点连接完成组链操作。
S3，私链中任一节点发起决策请求，等待挖矿确认；
决策发起过程包括：主设备节点Nm发起一个次决策请求Request，请求以交易Txr的形式提交到区块链的交易池中，并设置计时器等待矿工确认。其中交易Txr的形式为
Figure BDA0002802695410000043
S4，检测决策请求的认证性，认证通过则打包为区块并添加在链中广播；
决策校验过程包括：矿工检验交易Txr的签名，并通过挖矿打包Txr到决策请求区块中并添加到链上。矿工广播决策请求区块Br。
S5，各节点接收区块，向临近节点广播同意的决策；
节点广播过程包括：每个设备节点Ni收到矿工的决策请求区块Br，会查看决策内容并对是否执行决策进行判断。如果节点Ni肯定该决策，那么就将广播该决策到其他设备节点；如果节点Ni不肯定该决策，那么将不广播该决策；而当节点Ni收到来自其他设备节点大于
Figure BDA0002802695410000051
个总设备数量的肯定广播时，则将更新自身状态链去添加该决策并执行
S6，各节点统计接收到的广播决策，满足决策接受概率时，同步并执行该广播决策。
决策确认过程包括：主设备节点Nm如果在计时器结束前接收到大于
Figure BDA0002802695410000052
个总设备数量的肯定广播时，则确认本次决策得到认可，并执行本次决策；如果在计时器结束前没有收到足够数量的广播，则本次决策失效，重新发起新的决策。
本申请方案在实际应用中主要用于实现决策指令的快速共识。通过区块链分布式的通信架构对分布式决策共享提供强大的支持，同时考虑到传统区块链中采用的信息共识机制如工作量证明或者权益证明等，存在资源消耗巨大、对某些节点依赖较高等并不适合无人集群运行环境的问题，引入拜占庭容错算法简化共识过程；同时，对拜占庭容错算法继续适应性改进，可以设置共识判定规则，更好的实现***内的决策共识。为了保证通信的可靠性，每次决策共享过程都将使用签名和摘要进行保障。
方便理解可参照图2给出的示意图。可变拜占庭共识算法的区块链。特征是：用户可以根据在可信设备中自己期望收到肯定回复占比，确定***的不可靠性上限和共识算法设定。
我们令***中可靠设备数量为R，不可靠设备数量为U。假设用户希望某次决策能够得到***内可靠设备的nR个肯定，使得***对本次决策的意见统一。可以得到下述基本前提：
a.在U个不可靠设备无法做出意见的情况下，不能让结果受到影响，所以总获得的肯定数Y＜R时，也可以有结果；
b.最不理想的情况下获得可靠设备中nR个肯定，(1-n)R个反对，这时候不可靠节点就可以操纵结果了，所以
Figure BDA0002802695410000061
因此我们可以得到
Figure BDA0002802695410000062
从而得到
Figure BDA0002802695410000063
且
Figure BDA0002802695410000064
Figure BDA0002802695410000065
所以我们的可变共识算法在可靠设备占比总设备数量大于
Figure BDA0002802695410000066
时，会在每个决策得到总设备数量的
Figure BDA0002802695410000067
时接收决策的肯定。
根据上述推导，我们可以得到，如果***可以提供
Figure BDA0002802695410000068
的可靠性，那么通过设置每个节点接受总设备数量
Figure BDA0002802695410000069
的决策确认消息，就可以在整个***中决策确认后保证至少有nR个节点对决策表达了赞同。
主设备决策在区块链上的共识确认。特征是：用户在可变拜占庭共识算法区块链上进行决策共识。
假设设备运行在共识肯定率为n的可变占庭共识算法区块链上，主设备的决策过程如下，包含个过程：
a.主设备节点Nm发起一个次决策请求Request，请求以交易Txr的形式提交到区块链的交易池中，并设置计时器等待矿工确认。其中交易Txr的形式为
Figure BDA00028026954100000610
b.矿工检验交易Txr的签名，并通过挖矿打包Txr到决策请求区块中并添加到链上。
c.矿工广播决策请求区块Br；
d.每个设备节点Ni收到矿工的决策请求区块Br，会查看决策内容并对是否执行决策进行判断。如果节点Ni肯定该决策，那么就将广播该决策到其他设备节点；如果节点Ni不肯定该决策，那么将不广播该决策；而当节点Ni收到来自其他设备节点大于
Figure BDA0002802695410000071
个总设备数量的肯定广播时，则将更新自身状态链去添加该决策并执行。
e.主设备节点Nm如果在计时器结束前接收到大于
Figure BDA0002802695410000072
个总设备数量的肯定广播时，则确认本次决策得到认可，并执行本次决策；如果在计时器结束前没有收到足够数量的广播，则本次决策失效，重新发起新的决策，进入过程a。
本发明实施例提供了一种基于可变拜占庭区块链的多主体决策确认方案，本方案提供的可变拜占庭区块链可以允许用户在多主体加入区块链形成私有链之前，根据***管理者的需求，设置具体的节点数据确认方案，通过调整每个节点接受其他节点决策确认的计数数量，提供对应需求的***决策共识判定。我们以在无人艇集群中实现决策确认为实施例。
无人艇集群的可靠性为扣除可能出现的设备损毁和被恶意控制的设备数量占集群数量的比率。假设集群N可靠性为ε，那么令
Figure BDA0002802695410000073
得到n的范围，我们设定n，并计算得到
Figure BDA0002802695410000074
通过修改配置文件，使得每个节点在接收到来自其他节点关于决策的广播数量超过ni后，将该决策加入自身决策的执行列表中。
配置完成后，一个实施例中的各无人艇设备将通过私有链进行组链。此时，私有链中存在N个节点，代表每个无人艇Vi，并且节点Vm为决策部署节点，其他节点为投票节点。
在一个实施例中，无人艇节点Vm根据其他节点的数据确定某一决策Sm0，签名后将决策S和签名
Figure BDA0002802695410000075
放入交易单Txm0中，广播交易单Txm0，并根据***配置要求设置计时器；
在一个实施例中，矿工检验交易Txm0的签名，并通过挖矿打包Txm0到决策请求区块Bm0中并向周围节点进行广播；
在一个实施例中，节点Vi收到决策请求区块Bm0并进行决策判断，并根据***配置要求设置计时器。如果肯定该决策，那么就将广播该决策区块到其他无人艇节点；如果节点Vi不肯定该决策，那么将不广播该决策；
在一个实施例中，在计时器结束前，节点Vi收到来自其他设备节点大于
Figure BDA0002802695410000081
个设备的肯定广播时，则将更新自身状态链去添加该决策Sm0并执行；
在一个实施例中，无人机节点Vm如果在计时器结束前接收到大于
Figure BDA0002802695410000082
个决策肯定广播时，则确认本次决策得到认可，并执行本次决策；如果在计时器结束前没有收到足够数量的广播，则本次决策失效，重新发起新的决策。
通过之前的可变拜占庭区块链的推导，我们可以发现，一旦正确的决策加载了区块链上，那么说明已经有大于nR的无人艇设备向决策投了赞同票，决策设备就可以快速的进行下一步的决策执行。
该方案相较于其他方案实现了对不可靠***的兼容，且已经得到投票通过的决策将在各个节点中可以保证存储的一致性，进而保证决策执行的一致性。
以下介绍本申请的一些实施例提供的可变共识区块链的多主体决策确认***，可变共识区块链的多主体决策确认***包括：
设定模块，用于设定决策接受概率作为共识策略的基本参数；
处理模块，用于各节点配置相同的共识策略，组建区块链私链；
功能模块，用于私链中任一节点发起决策请求，等待挖矿确认；
检测模块，用于检测决策请求的认证性，认证通过则打包为区块并添加在链中广播；
运行模块，用于各节点接收区块，向临近节点广播同意的决策；
执行模块，用于各节点统计接收到的广播决策，满足决策接受概率时，同步并执行该广播决策。
根据本申请的一个方面，本实施例的公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时，用于执行：设定决策接受概率作为共识策略的基本参数；各节点配置相同的共识策略，组建区块链私链；
私链中任一节点发起决策请求，等待挖矿确认；检测决策请求的认证性，认证通过则打包为区块并添加在链中广播；各节点接收区块，向临近节点广播同意的决策；各节点统计接收到的广播决策，满足决策接受概率时，同步并执行该广播决策。
具体实现中，首先为预设目标程序计算其各个段内地址空间布局、各个函数的过程内控制流图及对应中间语言表现形式、过程调用图等控制结构信息，形成控制结构视图；基于所计算的控制结构视图，首先对过程调用图的根函数节点对应的过程内控制流图在中间语言表示层面上进行到达定值分析。对于其间的函数调用语句，迭代对其目标函数对应的过程内控制流图应用到达定值分析。由此计算出目标程序内各个程序点处各个变量对应的到达定值状态；基于计算的控制结构视图，对外部输入相关的read、recv函数的调用位置进行静态挂钩以实现污点变元的引入；随之基于所计算的到达定值状态进行污点传播分析，由此计算出目标程序内各个程序点处程序变量对应的污点状态。
对于本领域技术人员而言，显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明实施例。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明实施例内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。***、装置或终端权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由同一个单元、模块或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种可变共识区块链的多主体决策确认方法，其特征在于，所述方法包括：
设定决策接受概率作为共识策略的基本参数；
各节点配置相同的共识策略，组建区块链私链；
私链中任一节点发起决策请求，等待挖矿确认；
检测决策请求的认证性，认证通过则打包为区块并添加在链中广播；
各节点接收区块，向临近节点广播同意的决策；
各节点统计接收到的广播决策，满足决策接受概率时，同步并执行该广播决策。
2.根据权利要求1所述的可变共识区块链的多主体决策确认方法，其特征在于，所述检测决策请求的认证性具体通过各挖矿节点检测决策请求交易的发起节点签名和交易单合法性完成。
3.根据权利要求2所述的可变共识区块链的多主体决策确认方法，其特征在于，所述各节点统计接收到的广播决策还包括设定计时器。
4.根据权利要求1所述的可变共识区块链的多主体决策确认方法，其特征在于，所述设定决策接受概率作为共识策略的基本参数是根据***预设的可靠容忍度决定的。
5.根据权利要求1所述的可变共识区块链的多主体决策确认方法，其特征在于，所述各节点接收区块，并向临近节点广播同意的决策包括对决策进行判断。
6.根据权利要求1所述的可变共识区块链的多主体决策确认方法，其特征在于，所述检测决策请求的认证性，认证通过则挖矿节点打包为区块并添加在链上，在节点网络中广播，对于认证未通过的决策请求不进行广播。
7.一种可变共识区块链的多主体决策确认***，其特征在于，所述***包括：
设定模块，用于设定决策接受概率作为共识策略的基本参数；
处理模块，用于各节点配置相同的共识策略，组建区块链私链；
功能模块，用于私链中任一节点发起决策请求，等待挖矿确认；
检测模块，用于检测决策请求的认证性，认证通过则打包为区块并添加在链中广播；
运行模块，用于各节点接收区块，向临近节点广播同意的决策；
执行模块，用于各节点统计接收到的广播决策，满足决策接受概率时，同步并执行该广播决策。
8.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时，用于执行如权利要求1-6任一项所述的多主体决策确认方法。
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