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CN112511350A - 联盟链多级共识方法、设备及存储介质 - Google Patents

联盟链多级共识方法、设备及存储介质 Download PDF

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CN112511350A CN202011386535.9A CN202011386535A CN112511350A CN 112511350 A CN112511350 A CN 112511350A CN 202011386535 A CN202011386535 A CN 202011386535A CN 112511350 A CN112511350 A CN 112511350A
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Abstract

本发明公开了一种联盟链多级共识方法、设备及存储介质，该方法将节点根据权限分为不同等级，所有一级节点构成联盟链的一级节点链；一个一级节点连接着多个二级节点，这些二级节点构成二级节点链，以此递推形成一套多级节点构成的联盟链网络；当某一节点接收到应用服务请求时，数据在该节点所在的节点链上共识，共识完成后通过不同级之间的连接节点将该数据发送给上一级或下一级节点链，并在上一级链或者下一级链完成共识，最终将数据发送给所有节点链完成联盟链共识。本发明方法方便网络中节点管理，类似树状的多级共识流程，极大地提高了庞大联盟链网络共识效率。由于节点权限不同，查看上链数据的权限存在差异，保证链数据在联盟上的安全性。

Description

联盟链多级共识方法、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种联盟链多级共识方法、设备及存储介质。
背景技术
区块链技术本质是一个特殊的分布式账本技术，以去中心化或多中心化的方式集体维护分布式储存的可信数据，提供了一种在没有权威中心见证的环境中进行可信信息与价值传递交换的机制。联盟链是由一群特定的群体成员组建的区块链联盟链，旨在解决企业之间数据共享问题，降低数据使用成本，降低企业贸易，资金，运营成本。但是由于联盟链中成员众多，联盟链形成庞大而复杂的联盟链网络，复杂的联盟链网络会极大降低区块链共识效率，出现性能瓶颈，而且联盟链的节点多，不利于管理，也不利于保障区块链上数据隐私安全。
发明内容
本发明的目的在于针对联盟链技术存在的不足，提出一种联盟链多级共识方法、设备及存储介质。采用节点分级的形式构建联盟链树状网络，可以简化联盟链网络复杂度以及节点之间的管理。在联盟链中采用分级共识的方法，大大提高了联盟链共识的效率。节点分级能够保证不同节点间的数据权限，而且可以在不同级节点链构建自己的业务链，丰富联盟链的应用场景。
根据本发明的第一方面，提供一种联盟链多级共识方法，该方法包括联盟链树状网络构建阶段和联盟链多级共识阶段；
联盟链树状网络构建阶段：将节点根据权限分为不同等级，一级节点为最高级，其权限最大，所有一级节点构成联盟链的一级节点链；一个一级节点连接着多个二级节点，这些二级节点构成联盟链的二级节点链，以此递推形成一套多级节点构成的联盟链网络；
联盟链多级共识阶段：当联盟链网络中的某一节点接收到应用服务请求时，应用服务数据在该节点所在的节点链上进行共识，该节点链共识完成后，通过不同级之间的连接节点将该节点链共识后的数据发送给上一级节点链或者下一级节点链，并在上一级链或者下一级链完成共识，最终通过该方式将数据发送给所有节点链完成联盟链共识。
进一步地，一级节点可以查询联盟链中所有账本详细数据；次级节点可以查看其节点链以及其节点连接的下一级节点链的账本详细数据，但是对于次级节点连接的上一级节点链数据，只能被与其相连的上一级节点赋予权限后才能查看。
进一步地，二级节点向其连接的一级节点发起入链申请，对应的一级节点接受到入链申请并同意后，会在一级节点链上发起共识；当一级节点链共识通过后，该二级节点加入该联盟链网络，接受其连接的一级节点管理，新加入的二级节点可以和其连接的一级节点管理下的其他二级节点组成一个二级节点链，可以在该二级节点链上搭建仅属于该链节点的区块链服务。
进一步地，次级节点接受其连接的上一级节点的管理，但是在次级节点新增或者删除其下一级节点时，需依次通知其所有上级节点，最终由一级节点决定，在一级节点同意后，次级节点才能对其下一级节点进行操作。
进一步地，当联盟链网络中的某个一级节点接收到其对应的应用服务上链请求之后，首先判断该笔数据是否需要对链中的某个节点进行数据加密；若为公开的数据，则将数据分发到其他各个节点进行共识；若对某个节点需要实现数据加密，则接受数据节点先对数据加密再发送给该节点，该节点通过零知识证明算法验证该笔数据的正确性；一级节点链完成共识后，一级节点将共识结果数据转发给二级节点，完成二级节点链的共识。
进一步地，当联盟链网络中某个次级节点接收到其对应的应用服务上链请求之后，首先判断该应用服务是否属于次级节点链内部服务还是联盟链服务；若为次级节点链内部服务，该共识仅在次级节点链的节点之间进行共识；若为联盟链服务，首先会在次级节点链的节点之间完成共识，然后通过连接的上一级节点链，将数据发送到上一级节点链进行共识，对于其下一级节点则采用强共识机制。
进一步地，一级节点的应用服务可以通过其对应节点查询所有不对其节点保密的数据；监管机构的应用服务则可以通过其对应节点查看整个联盟链所有交易数据；次级节点的应用服务可以通过其对应节点查询所有不对其节点保密的次级节点链内部服务数据，当其需要访问上一级节点的数据，可向与其连接的上一级节点发送数据请求，上一级节点同意请求后，会将数据部分加密后发送给申请节点，申请节点只能查看在其权限范围内的明文数据。
进一步地，当一个节点链完成自身链内共识之后，该节点链便可进行下一轮数据共识，即接收新的应用服务发送的业务数据，无需等待整个联盟链网络完成共识。
根据本发明的第二方面，提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述联盟链多级共识方法的步骤。
根据本发明的第三方面，提供一种存储有计算机可读指令的存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述联盟链多级共识方法的步骤。
本发明的有益效果是：本发明方法便于构建一套庞大的联盟链网络，方便网络中节点管理，类似树状的多级共识流程，极大地提高了庞大联盟链网络共识效率。同时由于节点权限不同，查看上链数据的权限存在差异，保证链数据在联盟上的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的联盟链多级共识方法流程图；
图2为本发明实施例提供的联盟链树状网络拓扑图。
具体实施方式
为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
图1为本发明一个实施例中的联盟链多级共识方法流程图。本发明实施例提供的一种联盟链多级共识方法，包括以下步骤：
(1)构建联盟链树状网络，将网络节点根据权限分为不同等级：一级节点、二级节点、三级节点以此类推，其中一级节点为最高级节点，其节点权限最大；所有一级节点构成一级节点链，一级节点链具有二级节点的新增，删除等管理功能；一级节点的所属方主要为金融机构或者政府监管机构，多家金融机构同政府监管机构的一级节点构成联盟链一级节点链。例如图2树状联盟链网络拓扑图可以知，A，B，C，D，E为一级节点，它们构成了一级节点链，其中节点A，B，C，D为金融机构，节点E为政府监管机构。
(2)二级节点为次级节点，权限小于一级节点，并接受一级节点管理。二级节点的所属方主要为同金融机构合作的核心企业。一家金融机构连接着多个核心企业，即一个一级节点连接着多个二级节点，且这些二级节点构成联盟链的二级节点链。核心企业向其合作的金融机构发起入链申请，对应的金融机构接受到入链申请并同意后，会在一级节点链上发起共识。当一级节点链共识通过后，该二级节点加入该联盟链网络，接受其合作的一级节点管理，该新加入的二级节点可以和其连接的一级节点管理下的其他二级节点组成一个二级节点链，可以在该二级节点链上搭建仅属于该链节点(核心企业)的区块链服务。如图2树状联盟链网络拓扑图，c1，c2，c3，c4为二级节点，其要加入该联盟链，需要对C节点发起申请。C节点同意其入链请求后，将请求分发给A，B，D，E节点，当一级节点链完成共识后，节点c1，c2，c3，c4正式加入该联盟链。节点C可以管理节点c1，c2，c3，c4。由于节点c1，c2，c3，c4所属的核心企业是同一行业或者合作关系的企业，因此可以将其构建成为一个二级节点链。
(3)三级节点其主要为二级节点企业(核心企业)的上下游企业。一个核心企业连接着多个上下游企业，即一个二级节点连接着多个三级节点，这些三级节点构成联盟链的三级节点链，以此形成一套多级节点构成的联盟链网络。三级节点接受二级节点的管理，但是在二级节点新增或者删除三级节点时，需依次通知其所有上级节点，最终由权限最高的一级节点决定。在一级节点同意后，二级节点才能对三级节点进行操作。如图2树状联盟链网络拓扑图，c31，c32，c33节点向c3节点申请入链，c3会将申请转发给节点C。在节点C同意并且在一级节点链完成共识后，节点c31，c32，c33正式加入联盟链。并且由于同属一家核心企业的上下游企业，节点c31，c32，c33可以组成一个三级节点链，共同维护数据和共享数据。
(4)当联盟链网络中的某个一级节点接收到其对应的应用服务上链请求之后，首先一级节点会判断该笔数据是否需要对链中的某个节点进行数据加密。若为公开的数据，则将数据分发到其他各个节点进行共识。若对某个节点需要实现数据加密，则接受数据节点会先对数据加密再发送给该节点，该节点通过零知识证明算法验证该笔数据的正确性。即完成一级节点链的共识。一级节点链完成共识后，一级节点会将共识结果数据转发给二级节点，由于一级节点对二级节点属于强共识，无需验证数据的正确性，只需记录该笔数据的共识结果，即完成二级节点链的共识。三级节点链同二级节点链共识类似。如图2树状联盟链网络拓扑图，应用服务1向节点A发送数据上链请求，节点A接受到数据后，会判断节点B，C，D，E节点是否存在需保密节点。假如B为需保密的节点，节点A会先对业务数据进行加密，然后发送给节点B。节点B接收到数据后，通过零知识证明算法验证数据的正确性。当节点A，B，C，D，E完成共识后，节点C将共识结果发送给其下一级节点c1，c2，c3，c4，并完成二级节点链的共识。
(5)当某个二级节点接收到其对应的应用服务上链请求之后，首先会判断该应用服务是否属于二级节点链内部服务还是联盟链服务。若为二级节点链内部服务，该共识仅在二级节点链的节点之间进行共识。若为联盟链服务，首先会在二级节点链的节点之间完成共识，然后通过连接的一级节点链，将数据发送到一级节点链进行共识，对于二级节点的下一级节点则采用的是强共识机制，即三级节点只需记录该笔交易数据的共识结果。如图2树状联盟链网络拓扑图，应用服务2向节点c1发送数据上链请求。c1节点会先判断该服务是二级节点链内部服务，还是联盟链服务。若为内部服务，则在节点C，c1，c2，c3，c4链内完成共识。若为联盟链服务，则首先在节点C，c1，c2，c3，c4链内完成共识，然后通过C节点，将数据发送到一级节点链上，完成节点A，B，C，D，E之间的共识。对同c3连接的三级节点链则接受并记录二级节点链共识结果即可。
(6)一级节点的应用服务可以通过其对应节点查询所有不对其节点保密的所有数据。监管机构的应用服务则可以通过其对应节点查看整个联盟链所有交易数据，实现金融，整体产业链的全方位监管。
(7)二级节点的应用服务可以通过其对应节点查询所有不对其节点保密的二级节点链内部服务数据。当其需要访问上一级节点的数据，可向与其连接的一级节点发送数据请求，一级节点同意请求后，会将数据部分加密后发送给申请节点，申请节点只能查看在其权限范围内的明文数据。
此外，当一个节点链完成自身链内共识之后，该节点链便可进行下一轮数据共识，即接收新的应用服务发送的业务数据，无需等待整个联盟链网络完成共识。
在一个实施例中，提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时，使得处理器执行上述各实施例中联盟链多级共识方法中的步骤。
在一个实施例中，提出了一种存储有计算机可读指令的存储介质，计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述各实施例中联盟链多级共识方法中的步骤。其中，存储介质可以为非易失性存储介质。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
以上所述仅为本说明书一个或多个实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书一个或多个实施例，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种联盟链多级共识方法，其特征在于，该方法包括联盟链树状网络构建阶段和联盟链多级共识阶段；
联盟链树状网络构建阶段：将节点根据权限分为不同等级，一级节点为最高级，其权限最大，所有一级节点构成联盟链的一级节点链；一个一级节点连接着多个二级节点，这些二级节点构成联盟链的二级节点链，以此递推形成一套多级节点构成的联盟链网络；
联盟链多级共识阶段：当联盟链网络中的某一节点接收到应用服务请求时，应用服务数据在该节点所在的节点链上进行共识，该节点链共识完成后，通过不同级之间的连接节点将该节点链共识后的数据发送给上一级节点链或者下一级节点链，并在上一级链或者下一级链完成共识，最终通过该方式将数据发送给所有节点链完成联盟链共识。
2.根据权利要求1所述的一种联盟链多级共识方法，其特征在于，一级节点可以查询联盟链中所有账本详细数据；次级节点可以查看其节点链以及其节点连接的下一级节点链的账本详细数据，但是对于次级节点连接的上一级节点链数据，只能被与其相连的上一级节点赋予权限后才能查看。
3.根据权利要求1所述的一种联盟链多级共识方法，其特征在于，二级节点向其连接的一级节点发起入链申请，对应的一级节点接受到入链申请并同意后，会在一级节点链上发起共识；当一级节点链共识通过后，该二级节点加入该联盟链网络，接受其连接的一级节点管理，新加入的二级节点可以和其连接的一级节点管理下的其他二级节点组成一个二级节点链，可以在该二级节点链上搭建仅属于该链节点的区块链服务。
4.根据权利要求1所述的一种联盟链多级共识方法，其特征在于，次级节点接受其连接的上一级节点的管理，但是在次级节点新增或者删除其下一级节点时，需依次通知其所有上级节点，最终由一级节点决定，在一级节点同意后，次级节点才能对其下一级节点进行操作。
5.根据权利要求1所述的一种联盟链多级共识方法，其特征在于，当联盟链网络中的某个一级节点接收到其对应的应用服务上链请求之后，首先判断该笔数据是否需要对链中的某个节点进行数据加密；若为公开的数据，则将数据分发到其他各个节点进行共识；若对某个节点需要实现数据加密，则接受数据节点先对数据加密再发送给该节点，该节点通过零知识证明算法验证该笔数据的正确性；一级节点链完成共识后，一级节点将共识结果数据转发给二级节点，完成二级节点链的共识。
6.根据权利要求1所述的一种联盟链多级共识方法，其特征在于，当联盟链网络中某个次级节点接收到其对应的应用服务上链请求之后，首先判断该应用服务是否属于次级节点链内部服务还是联盟链服务；若为次级节点链内部服务，该共识仅在次级节点链的节点之间进行共识；若为联盟链服务，首先会在次级节点链的节点之间完成共识，然后通过连接的上一级节点链，将数据发送到上一级节点链进行共识，对于其下一级节点则采用强共识机制。
7.根据权利要求1所述的一种联盟链多级共识方法，其特征在于，一级节点的应用服务可以通过其对应节点查询所有不对其节点保密的数据；监管机构的应用服务则可以通过其对应节点查看整个联盟链所有交易数据；次级节点的应用服务可以通过其对应节点查询所有不对其节点保密的次级节点链内部服务数据，当其需要访问上一级节点的数据，可向与其连接的上一级节点发送数据请求，上一级节点同意请求后，会将数据部分加密后发送给申请节点，申请节点只能查看在其权限范围内的明文数据。
8.根据权利要求1所述的一种联盟链多级共识方法，其特征在于，当一个节点链完成自身链内共识之后，该节点链便可进行下一轮数据共识，即接收新的应用服务发送的业务数据，无需等待整个联盟链网络完成共识。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-8中任一项所述联盟链多级共识方法的步骤。
10.一种存储有计算机可读指令的存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如权利要求1-8中任一项所述联盟链多级共识方法的步骤。
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