通过流言协议实现有向无环图共识算法的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于通过流言协议通过DAG/哈希图共识算法来交换信息的计算机实现的方法，该方法包括以下步骤：使第一给定节点N

【技术实现步骤摘要】
通过流言协议实现有向无环图共识算法的系统和方法
本专利技术涉及在特定网络中连接的分布式计算机节点之间交换信息领域，具体地，涉及动作或事务的列表。尤其涉及一种通过流言协议(gossipprotocol)实现有向无环图(DAG)共识算法(诸如哈希图(Hashgraph)共识算法)的系统和方法。
技术介绍
在本领域可以认为哈希图是在分散网络中达成共识的一种新方法。它通常被称为投票算法。哈希图是特定的有向无环图(DAG)。哈希图的目标主要是在分布式系统中的节点之间达成共识。哈希图算法是解决拜占庭将军问题(ByzantineGenerals’Problem)的一种方法。另外，哈希图算法可以阻止攻击者关闭网络或冻结网络，从而阻止其达成共识。本专利技术的一个思想是用一种有效方式来交换节点之间的信息，以及对于哈希图或其他需要交换DAG信息的DAG系统的支持方法和支持系统。图1示意性地示出了现有技术中开发的哈希图。该哈希图是基于图1中垂直排列的计算机节点(NA、NB、NC、ND、NE)的网络。每个计算机节点(NA、NB、NC、ND、NE)可以记录被称为事件1的事件，该事件被表示为一个圆圈，在图2中有更详细的说明。事件一般是信息/字节和内存的序列，然后进行哈希处理。事件将由节点来记录。事件包括要分发到网络的一条信息。一般对信息进行哈希处理以保护其安全。因此，哈希图能够分发在网络中分发的安全信息。事件由节点来署名。在哈希图的实现方式中，一个节点将随机选择另一个节点，并将其关于通信进行哈希处理的所有信息发送给他。重复这个过程，直到信息在整个网络中传播开来。哈希图意指网络中信息的无限传输。另外，在哈希图算法中，一个事件总是包含一个时间戳，以在网络中达成一致时间戳。参考图2，事件的信息包括：从图2中垂直表示的自父节点接收的自父节点2的散列。来自自父节点2的散列与自父节点的内存中的先前事件相关；来自“另一个”父节点3的散列接收自图2中对角表示的另一个父节点。来自另一个父节点3的散列与另一个父节点的内存中的先前事件相关；当前事件1i的信息；以及当前事件的时间戳4。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是限制/减少信息传输的次数，并减少在计算、存储以及传输信息时计算机资源的使用。本专利技术的另一个总体目的是在计算机节点之间有效地交换信息，并防止节点进入无限往复，在无限往复中它们永远在来回发送信息。另一个目的是保护节点的安全，并轻松确定节点之间需要共享的信息，而无需在节点之间发送不必要的信息。为了达到这些目的，本专利技术涉及一种用于在特定网络中连接的分布式计算机节点之间交换信息的计算机实现的方法，该方法通过使用关于流言协议的流言来实现有向无环图(DAG)共识算法(诸如哈希图共识算法)，该方法包括以下步骤：使第一给定节点随机选择第二给定节点，并发送参考信息；基于参考信息，确定在其他节点事件之前的节点事件；如果参考信息意指第一给定节点的事件在第二给定节点的事件之前，则向第一给定节点发送取消信息，从而防止第一给定节点向第二给定节点发送DAG事件信息；如果参考信息意指第二给定节点的事件在第一给定节点的事件之前，则使第一给定节点向第二给定节点发送DAG事件信息；以及优选地，则使第二给定节点向第一给定节点发送DAG事件信息；对于其他节点，以此类推，以便通过网络同步和传播DAG事件信息。更准确地来说，根据一方面，该方法包括以下步骤：当第二给定节点从第一给定节点接收参考信息时，如果第二给定节点预先向第一给定节点发送了参考信息，使第二给定节点向第一给定节点发送取消信息，使得第一给定节点不向第二给定节点发送DAG事件信息。“DAG事件信息”是指交换的与DAG的事件相关的信息。通过散列指针连接在一起的多条信息。这意味着一个事件的散列是一个唯一的散列(指纹)，并且自父和其他父散列指纹包括在事件中，其用作DAG中的事件之间的唯一标识符/指针。有利的是，该方法能够通过取消信息来限制信息传输的次数，使得节点停止信息的通信。这意指在信息的计算、存储以及传输时减少计算机资源的使用。本专利技术的思想是用一种有效的方式在节点之间交换信息(散播流言)。因此，波前法(Wavefrontmethod)被用作对于哈希算法或其他需要交换DAG信息的DAG系统的支持系统。此外，它通过发送每个节点的事件链的状态来限制信息的数量，该状态由参考/高度数来指示。通过这种方式，节点可以决定事件链中的最后事件是在另一个节点事件链的之后还是之前。另外，取消能够防止两个节点之间的无限往复。另外，波前法能够容易地保护节点，并通过共享“波前”状态来确定节点之间需要共享的信息(下面将进一步详述)，而无需在节点之间发送不必要的信息。根据该方法的其他方面，单独或以任何技术上可能的组合进行组合：参考信息与节点事件的顺序有关；和/或节点事件的顺序通过跟踪每个事件的纵坐标值来确定；和/或点事件的顺序通过使每个节点跟踪一个被称为高度的整数值来确定，该整数值随着节点中创建的每个事件而增加；和/或参考信息通过潮波(Tidal-wave)发送；和/或参考信息通过碎波(Breaking-wave)发送；和/或从第二给定节点到第一给定节点的DAG事件信息的第二次发送是DAG事件信息的第二波，也是最后一波；和/或该方法包括步骤：如果节点接收到不在预定信息交换序列中的信息和/或如果节点从已经与其交换信息的节点接收到信息，则发送另一取消信息。本专利技术还涉及一种用于交换信息的系统，包括用于执行根据本专利技术的方法的步骤的装置。本专利技术还涉及一种用于在特定网络中连接的分布式计算机节点之间交换信息的系统，该系统通过使用关于流言协议的流言来实现有向无环图共识算法(诸如哈希图共识算法)，该系统包括：使第一给定节点随机选择第二给定节点，并发送参考信息的装置；基于参考信息，确定在其他节点事件之前的节点事件的装置；如果参考信息意指第一给定节点的事件在第二给定节点的事件之前，向第一给定节点发送取消信息的装置，从而防止第一给定节点向第二给定节点发送DAG事件信息；以及如果参考信息意指第二给定节点的事件在第一给定节点的事件之前，使第一给定节点向第二给定节点发送DAG事件信息的装置；使第二给定节点向第一给定节点发送DAG事件信息的装置；对于其他节点，以此类推，以便通过网络同步和传播DAG事件信息。上述方法的优点也适用于实现该方法的系统。根据该系统的其他方面，单独或以任何技术上可能的组合进行组合：参考信息与节点事件的顺序有关；和/或该系统包括用于跟踪每个事件的纵坐标值以确定节点事件顺序的装置；和/或该系统包括用于使每个节点跟踪一个被称为高度的整数值的装置，该整数值随着在节点中创建的每个事件而增加，以确定节点事件的顺序；和/或...

【技术保护点】
1.一种通过流言协议实现有向无环图共识算法的方法，该方法通过使用关于流言协议的流言来实现有向无环图共识算法，该方法包括以下步骤：/n使第一给定节点N

【技术特征摘要】
20200120 EP EP20020031.91.一种通过流言协议实现有向无环图共识算法的方法，该方法通过使用关于流言协议的流言来实现有向无环图共识算法，该方法包括以下步骤：
使第一给定节点N1随机选择第二给定节点N4，并发送参考信息(8)；
其特征在于，
基于所述参考信息(8)，确定在其他节点事件之前的节点事件；
如果所述参考信息(8)意指所述第一给定节点N1的事件在所述第二给定节点N4的事件之前，则向所述第一给定节点N1发送取消信息(9)，从而防止所述第一给定节点N1向所述第二给定节点N4发送DAG事件信息；
-如果所述参考信息(8)意指所述第二给定节点N4的事件在所述第一给定节点N1的事件之前，则使所述第一给定节点N1向所述第二给定节点N4发送DAG事件信息(6)；
则使所述第二给定节点N4向所述第一给定节点N1发送DAG事件信息(7)；
对于其他节点，以此类推，以便通过网络同步和传播所述DAG事件信息(6、7)。


2.根据权利要求1所述的通过流言协议实现有向无环图共识算法的方法，其特征在于，其中，所述参考信息与节点事件的顺序有关。


3.根据权利要求1至2中任一项所述的通过流言协议实现有向无环图共识算法的方法，其特征在于，其中，所述节点事件的顺序通过跟踪每个事件的纵坐标值来确定。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的通过流言协议实现有向无环图共识算法的方法，其特征在于，其中，所述节点事件的顺序通过使每个节点跟踪一个被称为高度的整数值来确定，该整数值随着节点中创建的每个事件而增加。


5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的通过流言协议实现有向无环图共识算法的方法，其特征在于，其中，所述参考信息(8)通过潮波发送，和/或所述取消信息(9)通过碎波发送。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的通过流言协议实现有向无环图共识算法的方法，其特征在于，从所述第二给定节点至所述第一给定节点的DAG事件信息的第二次发送是DAG事件信息的第二波，也是最后一波。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的通过流言协议实现有向无环图共识算法的方法，其特征在于，包括步骤：如果节点接收到不在预定信息交换序列中的信息和/或如果节点从已经与其交换信息的节点接收到信息，则发送另一取消信息。


8.一种通过流言协议实现有向无环图共识算法的系统，其特征在于，，所述系统通过使用关于流言协议的流言...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉斯穆森·卡斯滕·布雷塞，
申请(专利权)人：I二五S商务管理咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK