区块链组网方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种区块链组网方法及系统。该区块链组网方法包括：非故障共识节点关闭与故障共识节点之间的交易共识通路；候补节点与非故障共识节点之间建立交易共识通路以成为新共识节点；与故障共识节点锚定的候补节点与新共识节点建立数据同步通路。本发明专利技术可以确保区块链稳定，提高共识效率和节点容量。

【技术实现步骤摘要】
区块链组网方法及系统
本专利技术涉及区块链
，具体地，涉及一种区块链组网方法及系统。
技术介绍
区块链是一种由多个节点共同维护数据的分布式网络系统，分为公有链、联盟链、私有链三种，其中较为流行的是公有链和联盟链。公有链是一种可用性极高的系统，任意节点出现故障、退出对整个网络的运行影响较小。联盟链则对节点数量有要求，不允许节点随意退出，但在阈值以内的节点出现故障时，系统依然可以正常运行。阈值由共识协议决定，区块链主流的共识协议是拜占庭容错协议，拜占庭容错协议的容错阈值是总节点数量的33％(精确的值是f＝(N-1)/3，N是节点数量)，如果联盟链有10个节点，那么容错阈值是3，即3个或以内的节点故障时系统依然可以正常运作，4个或以上节点故障时系统才失去服务能力。因此联盟链也具有较高的可用性。但是，传统的区块链存在如下问题：1、出现节点级故障时，系统的稳定性有所削弱。当区块链少于容错阈值的个别节点故障时，虽然区块链并不会陷入失效状态，但是系统参与共识的节点数量变少，系统的稳定性依然有所削弱。2、节点数量多时共识效率急剧下降，网络所能容纳的节点数量受到限制。区块链主流的共识协议是拜占庭容错协议，这种协议的共识过程是拜占庭三阶段共识，涉及到全部节点到全部节点的广播，N个节点的网络总的广播次数为2×N2次。N较大时系统整体性能比较低，实践经验中网络节点数量N一般应小于20，N>20时系统的共识效率会急剧降低。这决定了区块链能容许的节点数量是有限的，系统无法允许太多机构加入，限制了区块链的发展规模。
技术实现思路
本专利技术实施例的主要目的在于提供一种区块链组网方法及系统，以确保区块链稳定，提高共识效率和节点容量。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种区块链组网方法，区块链中的区块链节点包括共识节点和与共识节点锚定的候补节点，方法包括：非故障共识节点关闭与故障共识节点之间的交易共识通路；候补节点与非故障共识节点之间建立交易共识通路以成为新共识节点；与故障共识节点锚定的候补节点与新共识节点建立数据同步通路。本专利技术实施例还提供一种区块链组网系统，区块链中的区块链节点包括共识节点和与共识节点锚定的候补节点，系统包括：非故障共识节点，用于关闭与故障共识节点之间的交易共识通路；候补节点，用于与非故障共识节点之间建立交易共识通路以成为新共识节点；与故障共识节点锚定的候补节点，用于与新共识节点建立数据同步通路。本专利技术实施例的区块链组网方法及系统中的非故障共识节点关闭与故障共识节点之间的交易共识通路，候补节点与非故障共识节点之间建立交易共识通路以成为新共识节点，与故障共识节点锚定的候补节点与新共识节点建立数据同步通路，可以确保区块链稳定，提高共识效率和节点容量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例中区块链组网方法的流程图；图2是本专利技术实施例中区块链组网系统的示意图；图3是本专利技术实施例中位于双园区的区块链的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本领域技术人员知道，本专利技术的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。鉴于目前现有技术的稳定性不足，共识效率低且所能容纳的节点数量受到限制，本专利技术实施例提供一种区块链组网方法，以确保区块链稳定，提高共识效率和节点容量。以下结合附图对本专利技术进行详细说明。图1是本专利技术一实施例中区块链组网方法的流程图。如图1所示，区块链组网方法包括：S101：非故障共识节点关闭与故障共识节点之间的交易共识通路。例如，共有A、B、C和D四个共识节点，当共识节点A故障时，非故障共识节点B、C、和D关闭与故障共识节点A之间的交易共识通路。在执行S101之前，还包括：区块链节点从网络节点信息表中删除故障共识节点的信息，从共识组中删除故障共识节点的编号。每个区块链节点均存储有网络节点信息表，共识组和候补队列。网络节点信息表中写有全部区块链节点的节点信息，包括节点编号、IP、节点类型等。共识组中写有共识节点的节点编号，候补队列按候补节点加入区块链的顺序写有候补节点的节点编号。共识节点的数量需要满足拜占庭容错协议的要求，候补节点的数量则不受限制。S102：候补节点与非故障共识节点之间建立交易共识通路以成为新共识节点。具体实施时，候补队列中的第一个候补节点与非故障共识节点之间建立交易共识通路，共识节点数量不会减少，以确保共识节点数量稳定，符合拜占庭容错协议的节点数量要求，令区块链具有高可用性。例如，候补队列中的第一个候补节点A’与非故障共识节点B、C和D之间建立交易共识通路，成为新共识节点A’。此时共有A’、B、C和D四个共识节点。S103：与故障共识节点锚定的候补节点与新共识节点建立数据同步通路。具体实施时，S103包括：共识节点(包括新共识节点和非故障共识节点)将候补节点的编号写入共识组，并向非共识节点广播写入编号后的共识组。与故障共识节点锚定的候补节点根据写入编号后的共识组与新共识节点建立数据同步通路。例如，A’、B、C和D将A’的编号写入共识组，并向区块链中除A’、B、C和D的共识节点广播写入A’编号后的共识组。写入编号后的共识组包括编号A’、B、C和D。与故障共识节点A锚定的候补节点为E、F和G，则E、F和G根据写入编号后的共识组与新共识节点A’建立数据同步通路，E、F和G成为与A’锚定的候补节点。其中，共识节点和与共识节点锚定的候补节点之间的数据同步通路可以确保候补节点的数据与共识节点的数据一致。当共识节点在达成拜占庭协议，执行交易生成新区块时，会通过数据同步通路将新区块推送给锚定的候补节点。候补节点也可以通过拉取操作获取任意共识节点的特定区块信息。当候补队列中的第一个候补节点A’为故障共识节点A锚定的候补节点包括A时，由于A故障，所以在执行S101时，A的数据可能与B、C、D的数据不一致。当A的数据与B、C、D的数据不一致时，同步A数据的A’的数据也与B、C、D的数据不一致，此时与A’锚定的其中一个候补节点会在执行监察功能时将A’作为故障共识节点并进行广播，重新执行S101-S103。共识节点执行交易生成新区块的步骤包括：外部系统向区块链中的一个共识节点发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种区块链组网方法，其特征在于，所述区块链中的区块链节点包括共识节点和与所述共识节点锚定的候补节点，所述方法包括：/n非故障共识节点关闭与故障共识节点之间的交易共识通路；/n候补节点与所述非故障共识节点之间建立交易共识通路以成为新共识节点；/n与所述故障共识节点锚定的候补节点与所述新共识节点建立数据同步通路。/n

【技术特征摘要】
1.一种区块链组网方法，其特征在于，所述区块链中的区块链节点包括共识节点和与所述共识节点锚定的候补节点，所述方法包括：
非故障共识节点关闭与故障共识节点之间的交易共识通路；
候补节点与所述非故障共识节点之间建立交易共识通路以成为新共识节点；
与所述故障共识节点锚定的候补节点与所述新共识节点建立数据同步通路。


2.根据权利要求1所述的区块链组网方法，其特征在于，所述候补节点位于候补队列，所述方法还包括：
待组网节点从所述区块链中的一个共识节点或所述区块链中的一个候补节点中获取网络节点信息表以将待组网节点信息广播至所述网络节点信息表中的区块链节点；
所述区块链节点将所述待组网节点信息中待组网节点的编号加入所述候补队列并与所述待组网节点建立节点心跳通路；
所述待组网节点从所述共识节点中获取锚定关系表以与所述锚定关系表中锚定的候补节点最少的共识节点建立数据同步通路。


3.根据权利要求2所述的区块链组网方法，其特征在于，还包括：
当所述候补节点的区块链信息与所述区块链中的一个非锚定的共识节点的区块链信息不一致时，所述候补节点从锚定的共识节点和其他非锚定的共识节点中获取区块链信息；
当所述其他非锚定的共识节点的区块链信息与所述锚定的共识节点的区块链信息不一致时，所述候补节点将锚定的共识节点作为所述故障共识节点。


4.根据权利要求3所述的区块链组网方法，其特征在于，还包括：
所述候补节点将锚定的共识节点的编号广播至所述区块链中该候补节点以外的区块链节点；
所述区块链中该候补节点以外的区块链节点根据该编号获取该共识节点的区块链信息；
当该共识节点的区块链信息与所述其他区块链节点的区块链信息不一致时，所述区块链中该候补节点以外的区块链节点将该共识节点作为所述故障共识节点。


5.根据权利要求2所述的区块链组网方法，其特征在于，还包括：
与故障候补节点锚定的共识节点从所述锚定关系表和所述候补队列中删除故障候补节点的编号，关闭与所述故障候补节点之间的数据同步通路。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈法山，庞齐章，苏恒，黄肇敏，
申请(专利权)人：中国工商银行股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11