本發(fā)明屬于但不限于聯(lián)盟鏈共識(shí)，尤其涉及一種基于貢獻(xiàn)度和分組的改進(jìn)聯(lián)盟鏈共識(shí)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在聯(lián)盟鏈中，拜占庭容錯(cuò)(bft)和實(shí)用拜占庭容錯(cuò)共識(shí)算法(pbft)是被廣泛認(rèn)為具有代表性的共識(shí)算法。兩者都致力于解決拜占庭將軍問題。，拜占庭容錯(cuò)共識(shí)算法是一種關(guān)鍵的分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，它通過提供復(fù)雜的算法和協(xié)議機(jī)制來解決節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障或惡意行為的問題，從而確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。然而，拜占庭容錯(cuò)共識(shí)算法也面臨一些挑戰(zhàn)，包括實(shí)現(xiàn)算法相對(duì)復(fù)雜，涉及多輪的消息交換和復(fù)雜的協(xié)議機(jī)制；性能開銷方面由于需要進(jìn)行多輪的消息交換和復(fù)雜的計(jì)算過程，拜占庭容錯(cuò)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的性能和效率下降；以及隨著參與節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加，拜占庭容錯(cuò)算法的通信開銷和計(jì)算復(fù)雜性也會(huì)增加，從而限制了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法是基于拜占庭容錯(cuò)的基礎(chǔ)理論發(fā)展出來的，但它引入了一些特定的優(yōu)化和機(jī)制，使其更適合于解決實(shí)際分布式系統(tǒng)中的拜占庭將軍問題。實(shí)用拜占庭容錯(cuò)共識(shí)算法具有容錯(cuò)性，意味著系統(tǒng)在一定程度上抵御攻擊和錯(cuò)誤，從而保持正常運(yùn)行。但是該算法還存在通信復(fù)雜度高和主節(jié)點(diǎn)不支持選擇、可擴(kuò)展性低等問題，給工業(yè)應(yīng)用帶來了許多障礙。

2、針對(duì)這些問題在聯(lián)盟鏈的實(shí)踐中屢見不鮮，科研人員對(duì)此積極開展相關(guān)研究?，F(xiàn)有的優(yōu)化方案大致分為兩類，控制節(jié)點(diǎn)數(shù)量和優(yōu)化共識(shí)過程。2019年gan團(tuán)隊(duì)提出一種epbft共識(shí)協(xié)議，通過設(shè)置節(jié)點(diǎn)生命周期允許節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)加入和退出，利用最長(zhǎng)鏈原理改進(jìn)了pbft主節(jié)點(diǎn)的選擇方法，但它只能應(yīng)用于少數(shù)節(jié)點(diǎn)的場(chǎng)景。同年liq團(tuán)隊(duì)提出采用k-medoids聚類算法，通過選擇合適的聚類特性來判斷節(jié)點(diǎn)之間的相似性，適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，減少了通信開銷，但總要基于一定特征不利于推廣應(yīng)用。2021年zheng團(tuán)隊(duì)提出一種pos+pbft的混合共識(shí)算法，與傳統(tǒng)的pbft算法相比，吞吐量、延遲和網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)間都得到了顯著提高，但通信開銷相對(duì)較大，不適用于較大規(guī)模節(jié)點(diǎn)參與的場(chǎng)景。2022年xu團(tuán)隊(duì)優(yōu)化pbft共識(shí)流程，采用評(píng)分分組機(jī)制，提高了共識(shí)效率和車聯(lián)網(wǎng)的魯棒性，但它存在主節(jié)點(diǎn)選取隨意問題。

3、鑒于上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的急需解決的技術(shù)問題為：現(xiàn)有的共識(shí)研究主要追求優(yōu)化一致性，忽略了性能。另外節(jié)點(diǎn)之間的消息機(jī)制和通信協(xié)議，導(dǎo)致通信開銷增大、延遲增加，降低系統(tǒng)性能。同時(shí)，隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加，限制了系統(tǒng)擴(kuò)展性和性能的表現(xiàn)，導(dǎo)致不適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，不利于區(qū)塊鏈工業(yè)發(fā)展落地。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于貢獻(xiàn)度和分組的改進(jìn)聯(lián)盟鏈(cg-pbft)共識(shí)方法及系統(tǒng)。

2、本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于貢獻(xiàn)度和分組的改進(jìn)聯(lián)盟鏈共識(shí)方法，包括：

3、s1，分組策略：通過共識(shí)集的分組，可以減少節(jié)點(diǎn)之間的通訊復(fù)雜性，使得每個(gè)組內(nèi)節(jié)點(diǎn)之間更容易協(xié)作，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量和效率；

4、s2，管理主節(jié)點(diǎn)選取階段：在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，引入基于貢獻(xiàn)度的共識(shí)機(jī)制(poc)，并通過管理主節(jié)點(diǎn)選舉階段選出貢獻(xiàn)度最高的節(jié)點(diǎn)作為主節(jié)點(diǎn)，解決pbft存在的性能不均衡、安全性問題和資源消耗方面的難題；

5、s3，節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)計(jì)算：節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)度是衡量區(qū)塊鏈上各個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)貢獻(xiàn)的一種度量方法，節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)度主要由節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)度和在線資源消耗兩個(gè)方面構(gòu)成；

6、s4，基于貢獻(xiàn)度和分組的cg-pbft優(yōu)化一致性協(xié)議：cg-pbft對(duì)共識(shí)集進(jìn)行分組，引入poc貢獻(xiàn)度算法選擇主節(jié)點(diǎn)，對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)度進(jìn)行初始化操作，同時(shí)保留pbft算法的階段，增加主節(jié)點(diǎn)選舉階段，解決主節(jié)點(diǎn)隨意選取的問題，進(jìn)而減少通信次數(shù)；

7、s5，正確性分析：cg-pbft算法通過poc算法保證共識(shí)一致性，然后通過pbft算法保證節(jié)點(diǎn)的最終一致性；

8、s6，防御拜占庭攻擊：cg-pbft算法第二階段的安全性由pbft的特性來保證；

9、s7，抵御其他攻擊的彈性：cg-pbft算法中，通過對(duì)共識(shí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合理分組，減少攻擊者控制足夠多節(jié)點(diǎn)來篡改共識(shí)的性。

10、進(jìn)一步，s1中分組步驟具體如下:

11、(1)系統(tǒng)初始化：在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)前，系統(tǒng)進(jìn)行初始化，包括認(rèn)證新加入的節(jié)點(diǎn)，并在這些節(jié)點(diǎn)中選擇f個(gè)作為候選管理節(jié)點(diǎn)。這一步驟確保網(wǎng)絡(luò)在開始時(shí)具有一組被認(rèn)可的主節(jié)點(diǎn)候選人。

12、(2)隔離狀態(tài)確認(rèn)：確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)尚未建立聯(lián)系，處于隔離狀態(tài)，這是為了確保在進(jìn)行響應(yīng)速度測(cè)試之前，所有節(jié)點(diǎn)處于公平、孤立的狀態(tài)，避免外部因素的影響。

13、(3)組探測(cè)消息：預(yù)備主節(jié)點(diǎn)a∈(1，2，…n)，假設(shè)為節(jié)點(diǎn)1(a)向網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送組探測(cè)消息<子集,t1,s_a>,表明現(xiàn)在是時(shí)間t1，其數(shù)字簽名是s_a.這些消息用于征求其他節(jié)點(diǎn)對(duì)其加入共識(shí)集群的意愿，啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)間的通信和信息傳遞。

14、(4)請(qǐng)求加入共識(shí)集:在節(jié)點(diǎn)x(x∈1，2，...n)得到這個(gè)消息時(shí)，它首先對(duì)節(jié)點(diǎn)1(a)進(jìn)行證明簽名以確保這個(gè)消息是真實(shí)有效的。如果正確，然后節(jié)點(diǎn)x決定加入節(jié)點(diǎn)1的共識(shí)集群，向節(jié)點(diǎn)1發(fā)送一個(gè)加入請(qǐng)求<子集請(qǐng)求，t2，s_x>,其中t2是節(jié)點(diǎn)x當(dāng)前時(shí)間戳，s_x是當(dāng)前輪的數(shù)字簽名。

15、(5)處理加入請(qǐng)求:節(jié)點(diǎn)a接收到加入請(qǐng)求后，首先檢查它的共識(shí)集群成員數(shù)是否已經(jīng)達(dá)到上限nmax，如果群組人數(shù)未滿并且節(jié)點(diǎn)x的信息驗(yàn)證通過，節(jié)點(diǎn)1同意節(jié)點(diǎn)x的加入請(qǐng)求，將節(jié)點(diǎn)x加入到其共識(shí)集成員列表中。如果節(jié)點(diǎn)1的共識(shí)集群成員數(shù)已滿或者節(jié)點(diǎn)x的信息驗(yàn)證不通過，節(jié)點(diǎn)1將發(fā)送一個(gè)拒絕消息給節(jié)點(diǎn)x，節(jié)點(diǎn)x可以嘗試向其他預(yù)備主節(jié)點(diǎn)發(fā)送加入請(qǐng)求。

16、(6)尋找下一個(gè)預(yù)備主節(jié)點(diǎn)：如果節(jié)點(diǎn)2發(fā)送拒絕消息給節(jié)點(diǎn)x，那么節(jié)點(diǎn)x請(qǐng)求另一個(gè)預(yù)備主節(jié)點(diǎn)，希望加入其共識(shí)集群。這一步驟確保節(jié)點(diǎn)可以通過多次嘗試找到適合自己的共識(shí)集群。并重復(fù)上述步驟。

17、(7)分組結(jié)束和信息廣播：當(dāng)所有節(jié)點(diǎn)都嘗試加入共識(shí)集群后，每個(gè)準(zhǔn)備管理節(jié)點(diǎn)將廣播它們的共識(shí)集群成員列表，進(jìn)行驗(yàn)證，然后將這個(gè)信息下發(fā)給它們各自的群組內(nèi)部成員，以完成分組確認(rèn)，如圖2所示。這確保了每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能最終找到自己所屬的共識(shí)集群，并確保每個(gè)共識(shí)集群的成員列表是最新和準(zhǔn)確的。

18、進(jìn)一步，s2具體包括：在管理主節(jié)點(diǎn)選擇階段，當(dāng)共識(shí)集的分組完成后，標(biāo)志進(jìn)入基于貢獻(xiàn)度的主節(jié)點(diǎn)選舉。首先每個(gè)組內(nèi)的節(jié)點(diǎn)將根據(jù)其在網(wǎng)絡(luò)中的貢獻(xiàn)度進(jìn)行綜合評(píng)估，這一貢獻(xiàn)度評(píng)估可以基于多種指標(biāo)，包括節(jié)點(diǎn)的在線時(shí)長(zhǎng)、節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)量貢獻(xiàn)度、節(jié)點(diǎn)的在線資源消耗因素；依據(jù)這些指標(biāo)，計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)度；接著每個(gè)節(jié)點(diǎn)將被賦予一個(gè)相應(yīng)的貢獻(xiàn)度分?jǐn)?shù)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)度分?jǐn)?shù)，選出在該組內(nèi)具有最高貢獻(xiàn)度的節(jié)點(diǎn)作為主節(jié)點(diǎn)，這個(gè)選舉過程可以采用投票、排名或者其他機(jī)制來完成；節(jié)點(diǎn)會(huì)將自己的貢獻(xiàn)度分?jǐn)?shù)廣播給網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)根據(jù)這些信息進(jìn)行排名，最終選出貢獻(xiàn)度最高的節(jié)點(diǎn)作為主節(jié)點(diǎn)；一旦每個(gè)組選出主節(jié)點(diǎn)，就進(jìn)入組外共識(shí)。

19、進(jìn)一步，s3具體包括：

20、首先，節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)度受到數(shù)據(jù)量貢獻(xiàn)度與數(shù)據(jù)信息熵的影響，節(jié)點(diǎn)提供的大量高質(zhì)量數(shù)據(jù)能夠有效支持區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行和交易處理，從而提高了節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)度；在線資源消耗受節(jié)點(diǎn)在維護(hù)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)時(shí)所消耗的計(jì)算能力、帶寬和存儲(chǔ)空間資源影響，節(jié)點(diǎn)需耗費(fèi)大量資源來驗(yàn)證和確認(rèn)交易、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的完整性，并提供服務(wù)給其他節(jié)點(diǎn)，資源開銷越大，則節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)度越高；那么，節(jié)點(diǎn)在一次貢獻(xiàn)度模型評(píng)估中節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)度定義如下：

21、c(i)＝cd(i)+cr(i)?(1)

22、其中，c(i)表示節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)度，cd(i)表示數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)度，cr(i)表示在線資源開銷；

23、節(jié)點(diǎn)在線資源消耗主要是通過cpu使用情況來估計(jì)。假設(shè)每次節(jié)點(diǎn)收發(fā)消息數(shù)據(jù)量數(shù)值相同，設(shè)置cpu的頻率為a，那么節(jié)點(diǎn)i一次共識(shí)的cpu資源消耗定義如下：

24、cr(i)＝τaivifi2?????????(2)

25、其中，τ表示節(jié)點(diǎn)計(jì)算芯片組存儲(chǔ)電荷的能力，ai表示節(jié)點(diǎn)i一次共識(shí)的cpu周期，vi表示共識(shí)需要的數(shù)據(jù)大小。

26、進(jìn)一步，s4具體包括：

27、(1)請(qǐng)求階段

28、多個(gè)交易請(qǐng)求<request，t,c,tx,sc>被客戶端發(fā)送給每個(gè)共識(shí)集的共識(shí)節(jié)點(diǎn)；

29、(2)組內(nèi)主節(jié)點(diǎn)選擇階段

30、計(jì)算每個(gè)共識(shí)集內(nèi)節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)度并進(jìn)行排序，從中選取貢獻(xiàn)度最高的節(jié)點(diǎn)作為主節(jié)點(diǎn)然后主節(jié)點(diǎn)對(duì)與區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)的交易以及要參與共識(shí)的交易進(jìn)行預(yù)處理,經(jīng)過驗(yàn)證和處理后的交易將被組合成預(yù)準(zhǔn)備消息<<within-preprepare,t,vd,nd,h(m)>p,j>；預(yù)準(zhǔn)備消息包含了提案的詳細(xì)信息，如提案編號(hào)、客戶機(jī)請(qǐng)求的消息摘要，時(shí)間戳等。節(jié)點(diǎn)接收到主節(jié)點(diǎn)的消息首先驗(yàn)證其合法性，包括驗(yàn)證消息的簽名和序號(hào)等信息，以確保消息的來源和完整性；如果消息驗(yàn)證通過，節(jié)點(diǎn)會(huì)將提案放入自己的提案隊(duì)列中，并等待后續(xù)的準(zhǔn)備消息；如果消息驗(yàn)證失敗，節(jié)點(diǎn)會(huì)忽略該消息，并繼續(xù)等待其他消息或處理其他任務(wù)；

31、(3)組內(nèi)準(zhǔn)備階段

32、如果節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證通過，即認(rèn)為預(yù)準(zhǔn)備消息合法有效，接下來對(duì)所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互的廣播，共識(shí)節(jié)點(diǎn)將驗(yàn)證接收到的交互信息，當(dāng)收到來自不同節(jié)點(diǎn)足夠數(shù)量一致的交互信息時(shí),可以進(jìn)行下一步,否則共識(shí)過程中止,節(jié)點(diǎn)的問題取代,共識(shí)過程是重新啟動(dòng)；節(jié)點(diǎn)若對(duì)該提案進(jìn)行認(rèn)可，并生成包含自己認(rèn)可信息的準(zhǔn)備消息<within-prepare,nd,vd,b,d(m),sf,t>；

33、(4)組內(nèi)提交階段

34、主節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的準(zhǔn)備消息進(jìn)行全面核查，這包括核驗(yàn)消息的一致性以及確認(rèn)是否已經(jīng)有足夠數(shù)量的節(jié)點(diǎn)支持該提案，構(gòu)成了多數(shù)意見；一旦確認(rèn)了消息的合法性和一致性，并確定已達(dá)成共識(shí)，節(jié)點(diǎn)發(fā)起對(duì)提案的響應(yīng)<within-commit,vd,b,t,d(m),proofc>；同時(shí)可以直接將這些消息廣播給整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)，讓其他節(jié)點(diǎn)了解并驗(yàn)證這些確認(rèn)信息；通過這種方式，整個(gè)系統(tǒng)可以逐步達(dá)成共識(shí)；

35、(5)準(zhǔn)備階段超出共識(shí)設(shè)定

36、主節(jié)點(diǎn)在確認(rèn)收到來自團(tuán)隊(duì)成員的消息后，驗(yàn)證該消息的合法性。，如果有效表示共識(shí)集內(nèi)部達(dá)成了共識(shí)。接著每個(gè)主節(jié)點(diǎn)作為各自小組的代表去參與共識(shí)，向除自身以為的其他主節(jié)點(diǎn)廣播<without-prepare,nd,vd,b,d(m),sf,t>，同時(shí)也接受其主節(jié)點(diǎn)的廣播，進(jìn)入準(zhǔn)備階段。

37、(6)沒有共識(shí)集的提交階段

38、在此階段，節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)接收到的廣播消息進(jìn)行驗(yàn)證；如果沒有發(fā)現(xiàn)任何問題，節(jié)點(diǎn)將繼續(xù)處理該消息；如果有任何異議，節(jié)點(diǎn)將會(huì)拒絕該消息。另外，如果節(jié)點(diǎn)接收到來自超過2f個(gè)節(jié)點(diǎn)的相同消息，它會(huì)認(rèn)為這是一條可接受的消息，并將<without-commit,vd,b,t,d(m),sf>廣播；

39、(7)群組回復(fù)階段

40、節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)接收到的確認(rèn)消息進(jìn)行驗(yàn)證，確保消息的合法性和一致性；另外節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的消息和自身的狀態(tài)確定提案的狀態(tài)，如果節(jié)點(diǎn)確定提案合法并且已經(jīng)得到了足夠多的確認(rèn)，它會(huì)生成包含自身對(duì)提案的最終認(rèn)可信息的回復(fù)消息<within-reply,vd,b,t,d(m),sf>，節(jié)點(diǎn)將生成的回復(fù)消息通知給組中的其他成員；

41、(8)協(xié)商一致之外的回復(fù)階段

42、主節(jié)點(diǎn)回復(fù)客戶端<without-reply,vd,b,t,d(m),sc>，共識(shí)完成；

43、此時(shí)，在一個(gè)共識(shí)集內(nèi)整個(gè)共識(shí)過程中只有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)在發(fā)起共識(shí)請(qǐng)求(無(wú)拜占庭節(jié)點(diǎn)的情況下)，其他節(jié)點(diǎn)只需要驗(yàn)證交易哈希和簽名即可，不需要發(fā)起共識(shí)請(qǐng)求，基于貢獻(xiàn)度選擇主節(jié)點(diǎn)，然后進(jìn)行組內(nèi)共識(shí)這種模式類似于擁有一位領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，可以方便地控制共識(shí)的發(fā)起，同時(shí)也可以有效地避免各節(jié)點(diǎn)之間的重復(fù)共識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)，并提高整個(gè)共識(shí)過程的效率。

44、進(jìn)一步，s5具體包括：cg-pbft算法通過poc算法保證共識(shí)一致性，然后通過pbft算法保證節(jié)點(diǎn)的最終一致性；在第一個(gè)共識(shí)階段，poc算法主要借助貢獻(xiàn)度證明機(jī)制和隨機(jī)性機(jī)制實(shí)現(xiàn)主節(jié)點(diǎn)的選擇，并控制惡意節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，即約定確定一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，協(xié)調(diào)其他節(jié)點(diǎn)共同行動(dòng)，poc算法允許最多存在的故障節(jié)點(diǎn)f數(shù)量應(yīng)該控制在總節(jié)點(diǎn)數(shù)量n的30％以內(nèi)，保證共識(shí)的一致性；在第二個(gè)共識(shí)階段，pbft算法在確保節(jié)點(diǎn)之間能夠達(dá)成共識(shí)的同時(shí)，避免節(jié)點(diǎn)之間的錯(cuò)誤或欺騙行為，保證了最終一致性，即pbft算法中故障節(jié)點(diǎn)的數(shù)量f≤(n-1)/3時(shí)，可以確保共識(shí)階段的容錯(cuò)性。

45、進(jìn)一步，s6具體包括：pbft算法具有容錯(cuò)性，假設(shè)總結(jié)點(diǎn)數(shù)量為n，存在至多f個(gè)拜占庭節(jié)點(diǎn)，當(dāng)f≤(n-1)/3時(shí)，這樣即使有少量節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，誠(chéng)實(shí)的節(jié)點(diǎn)仍然可以繼續(xù)通信保持一致，從而確保安全性；此外，在共識(shí)過程中，pbft的視圖切換機(jī)制，解決主節(jié)點(diǎn)故障或者其他原因?qū)е碌墓沧R(shí)失效問題，使其迅速恢復(fù)共識(shí)過程，確保共識(shí)的連續(xù)性和安全性。并且，通過消息簽名機(jī)制，pbft算法可以防止偽造、重放攻擊、篡改的惡意行為，確保共識(shí)的安全性。

46、本發(fā)明的另一目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)所述基于貢獻(xiàn)度和分組的改進(jìn)聯(lián)盟鏈共識(shí)方法的基于貢獻(xiàn)度和分組的改進(jìn)聯(lián)盟鏈共識(shí)系統(tǒng)，包括：

47、分組策略模塊：通過共識(shí)集的分組，可以減少節(jié)點(diǎn)之間的通訊復(fù)雜性，使得每個(gè)組內(nèi)節(jié)點(diǎn)之間更容易協(xié)作，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量和效率；

48、管理主節(jié)點(diǎn)選取模塊：在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，引入基于貢獻(xiàn)度的共識(shí)機(jī)制，并通過管理主節(jié)點(diǎn)選舉階段選出貢獻(xiàn)度最高的節(jié)點(diǎn)作為主節(jié)點(diǎn)，解決pbft存在的性能不均衡、安全性問題和資源消耗方面的難題；

49、節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)計(jì)算模塊：節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)度是衡量區(qū)塊鏈上各個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)貢獻(xiàn)的一種度量方法，節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)度主要由節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)度和在線資源消耗兩個(gè)方面構(gòu)成；

50、cg-pbft優(yōu)化一致性協(xié)議模塊：cg-pbft對(duì)共識(shí)集進(jìn)行分組，引入poc貢獻(xiàn)度算法選擇主節(jié)點(diǎn)，對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)度進(jìn)行初始化操作，同時(shí)保留pbft算法的階段，增加主節(jié)點(diǎn)選舉階段，解決主節(jié)點(diǎn)隨意選取的問題，進(jìn)而減少通信次數(shù)；

51、正確性分析模塊：cg-pbft算法通過poc算法保證共識(shí)一致性，然后通過pbft算法保證節(jié)點(diǎn)的最終一致性；

52、防御拜占庭攻擊模塊：cg-pbft算法第二階段的安全性由pbft的特性來保證；

53、抵御其他攻擊的彈性模塊：cg-pbft算法中，通過對(duì)共識(shí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合理分組，減少攻擊者控制足夠多節(jié)點(diǎn)來篡改共識(shí)的性。

54、本發(fā)明的另一目的在于提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，計(jì)算機(jī)設(shè)備包括存儲(chǔ)器和處理器，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，使得處理器執(zhí)行所述的基于貢獻(xiàn)度和分組的改進(jìn)聯(lián)盟鏈共識(shí)方法的步驟。

55、本發(fā)明的另一目的在于提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，使得處理器執(zhí)行所述的基于貢獻(xiàn)度和分組的改進(jìn)聯(lián)盟鏈共識(shí)方法的步驟。

56、本發(fā)明的另一目的在于提供一種信息數(shù)據(jù)處理終端，信息數(shù)據(jù)處理終端包括所述的基于貢獻(xiàn)度和分組的改進(jìn)聯(lián)盟鏈共識(shí)系統(tǒng)。

57、結(jié)合上述的技術(shù)方案和解決的技術(shù)問題，本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)方案所具備的優(yōu)點(diǎn)及積極效果為：

58、第一、本發(fā)明提出了一種新的基于貢獻(xiàn)度和分組的實(shí)用拜占庭容錯(cuò)區(qū)塊鏈一致性算法，該算法基于貢獻(xiàn)度共識(shí)算法，提出一個(gè)新的貢獻(xiàn)度模型應(yīng)用于節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)度評(píng)估，并根據(jù)計(jì)算出來的貢獻(xiàn)度進(jìn)行排序，以選擇出貢獻(xiàn)度最高的節(jié)點(diǎn)作為主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行共識(shí)。這樣做解決了主節(jié)點(diǎn)任意選擇的問題，同時(shí)提高了節(jié)點(diǎn)選擇的公平性，降低了惡意節(jié)點(diǎn)成為主節(jié)點(diǎn)并攻擊系統(tǒng)的性，優(yōu)化了系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)的自適應(yīng)性還能促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的積極參與和良性競(jìng)爭(zhēng)，最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)更加健壯和高效的分布式系統(tǒng)。

59、本發(fā)明根據(jù)響應(yīng)速度對(duì)共識(shí)集進(jìn)行分組，首先共識(shí)集分組后，組內(nèi)運(yùn)用貢獻(xiàn)度模型選出主節(jié)點(diǎn)參加共識(shí)，然后取共識(shí)集內(nèi)的結(jié)果參與組間的共識(shí)。不僅帶來性能上的提升，具體表現(xiàn)在增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性和容錯(cuò)能力，同時(shí)提供了良好的結(jié)構(gòu)化、并行處理能力、故障隔離和網(wǎng)絡(luò)治理等能力，最重要的是能有效降低系統(tǒng)開銷，從而提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的魯棒性和適應(yīng)性。

60、本發(fā)明簡(jiǎn)化共識(shí)協(xié)議減少協(xié)議內(nèi)的通信負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)系統(tǒng)的效能。并且選取貢獻(xiàn)度高的節(jié)點(diǎn)成為主節(jié)點(diǎn)保證了系統(tǒng)穩(wěn)定性，通過這些改進(jìn)，系統(tǒng)可以在保持安全和效率的同時(shí)，更加靈活和可靠地處理大量的操作和交易。

61、第二，作為本發(fā)明的權(quán)利要求的創(chuàng)造性輔助證據(jù)，還體現(xiàn)在以下幾個(gè)重要方面：

62、(1)本發(fā)明的技術(shù)方案轉(zhuǎn)化后的預(yù)期收益和商業(yè)價(jià)值為：

63、成本效益和效率提升：聯(lián)盟鏈技術(shù)通過自動(dòng)化和智能合約的應(yīng)用，降低了交易和合作過程中的人力成本和時(shí)間成本。另外通過分組和貢獻(xiàn)度評(píng)估，可以確保高價(jià)值節(jié)點(diǎn)在共識(shí)過程中發(fā)揮更大作用，從而降低達(dá)成共識(shí)所需的時(shí)間和資源成本。

64、安全性和信任建立：區(qū)塊鏈的去中心化和不可篡改特性確保了數(shù)據(jù)的安全性和交易的可信度。參與者可以放心地分享敏感數(shù)據(jù)和參與復(fù)雜業(yè)務(wù)流程，不必?fù)?dān)心信息被篡改或泄露的風(fēng)險(xiǎn)，從而建立起更加堅(jiān)固的合作信任關(guān)系。另外，分組機(jī)制可以減少惡意節(jié)點(diǎn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，而貢獻(xiàn)度評(píng)估則可以確保高質(zhì)量節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，從而提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

65、靈活性和適應(yīng)性：聯(lián)盟鏈技術(shù)允許根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活調(diào)整和擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和功能。不同行業(yè)和組織可以根據(jù)自身特點(diǎn)定制化聯(lián)盟鏈解決方案，滿足特定的業(yè)務(wù)流程和安全需求，增強(qiáng)了系統(tǒng)的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。

66、創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：采用聯(lián)盟鏈技術(shù)的企業(yè)和組織能夠更快速地推出創(chuàng)新產(chǎn)品和服務(wù)。聯(lián)盟鏈促進(jìn)了跨組織間的合作創(chuàng)新，幫助企業(yè)在市場(chǎng)上獲得更大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)份額。

67、合規(guī)性和審計(jì)便利：區(qū)塊鏈的透明性和追溯性使得合規(guī)性監(jiān)管和審計(jì)工作更加簡(jiǎn)化和有效。所有的交易記錄和數(shù)據(jù)修改都被記錄在不可篡改的區(qū)塊鏈上，為合規(guī)性審計(jì)提供了可靠的依據(jù)和證據(jù)。

68、全球化和跨境合作：聯(lián)盟鏈技術(shù)支持全球范圍內(nèi)的組織和企業(yè)進(jìn)行跨境合作和數(shù)據(jù)共享。不受地域限制的特點(diǎn)使得參與者能夠輕松地跨越國(guó)界進(jìn)行合作，推動(dòng)全球化業(yè)務(wù)發(fā)展。

69、促進(jìn)生態(tài)發(fā)展：該共識(shí)機(jī)制可以激勵(lì)節(jié)點(diǎn)積極參與聯(lián)盟鏈的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，形成良性的生態(tài)循環(huán)。同時(shí)，通過貢獻(xiàn)度評(píng)估和分組機(jī)制，還可以為聯(lián)盟鏈的擴(kuò)展和升級(jí)提供有力支持。

70、第三.解決的現(xiàn)有技術(shù)問題：

71、1.節(jié)點(diǎn)通訊復(fù)雜性與網(wǎng)絡(luò)效率問題：

72、現(xiàn)有技術(shù)中，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)間通訊復(fù)雜，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)吞吐量和效率低下。

73、2.pbft共識(shí)機(jī)制的性能不均衡與安全性問題：

74、pbft(practical?byzantine?fault?tolerance)共識(shí)機(jī)制存在性能不均衡、安全性問題以及資源消耗方面的難題。

75、3.主節(jié)點(diǎn)選取的隨機(jī)性與通信次數(shù)過多：

76、在pbft中，主節(jié)點(diǎn)的選取通常是隨機(jī)的，這導(dǎo)致主節(jié)點(diǎn)選取不當(dāng)，進(jìn)而增加通信次數(shù)，影響效率。

77、4.拜占庭攻擊與其他攻擊的防御能力不足：

78、現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于拜占庭攻擊(byzantineattack)及其他類型攻擊的防御能力有限。

79、顯著的技術(shù)進(jìn)步：

80、1.分組策略與網(wǎng)絡(luò)效率提升：

81、通過共識(shí)集的分組，顯著減少了節(jié)點(diǎn)之間的通訊復(fù)雜性，使得每個(gè)組內(nèi)節(jié)點(diǎn)之間更容易協(xié)作，從而提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量和效率。

82、2.基于貢獻(xiàn)度的主節(jié)點(diǎn)選取機(jī)制：

83、引入基于貢獻(xiàn)度的共識(shí)機(jī)制，并通過管理主節(jié)點(diǎn)選舉階段選出貢獻(xiàn)度最高的節(jié)點(diǎn)作為主節(jié)點(diǎn)，有效解決了pbft存在的性能不均衡、安全性問題和資源消耗方面的難題。

84、3.節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)度計(jì)算與公平性：

85、節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)度是衡量區(qū)塊鏈上各個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)貢獻(xiàn)的一種度量方法，主要由節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)度和在線資源消耗兩個(gè)方面構(gòu)成，這種方法更加公平和合理。

86、4.cg-pbft優(yōu)化一致性協(xié)議：

87、cg-pbft對(duì)共識(shí)集進(jìn)行分組，引入poc(proofofcontribution)貢獻(xiàn)度算法選擇主節(jié)點(diǎn)，并保留了pbft算法的階段，同時(shí)增加了主節(jié)點(diǎn)選舉階段，解決了主節(jié)點(diǎn)隨意選取的問題，進(jìn)而減少了通信次數(shù)。

88、5.一致性與最終一致性的保證：

89、cg-pbft算法通過poc算法保證共識(shí)一致性，然后通過pbft算法保證節(jié)點(diǎn)的最終一致性，提高了共識(shí)的可靠性和穩(wěn)定性。

90、6.防御拜占庭攻擊的能力增強(qiáng)：

91、cg-pbft算法第二階段的安全性由pbft的特性來保證，增強(qiáng)了對(duì)于拜占庭攻擊的防御能力。

92、7.抵御其他攻擊的彈性提升：

93、cg-pbft算法中，通過對(duì)共識(shí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合理分組，減少了攻擊者控制足夠多節(jié)點(diǎn)來篡改共識(shí)的性，提高了系統(tǒng)的彈性和安全性。