(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211083662.0 (22)申请日 2022.09.06 (71)申请人 西南交通大 学 地址 610031 四川省成 都市二环路北一段 (72)发明人 张文芳　张晏端　王小敏　 (74)专利代理 机构 成都正德明志知识产权代理 有限公司 513 60 专利代理师 陈瑶 (51)Int.Cl. H04L 9/32(2006.01) (54)发明名称 一种基于双重盲化的拜占庭容 错共识方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于双重盲化的拜占庭 容错共识方法， 包括以下步骤： 对区块链系统初 始化； 生成用户公、 私钥对； 选出共识域、 候选节 点和普通共识节点， 生成盲化选票； 根据盲化选 票进行投票并验证选票有效性， 广播有效的投票 的消息； 公布第二次盲化对应的解盲因子， 确认 候选节点票数和投票结果排名； 使候选节点担任 主节点， 将交易信息和首次对应解盲因子打包成 提案区块并广播， 各共识节点判断正确性， 利用 门限签名发送验证消息， 任意共识节 点合法验证 消息后， 合成提案区块投票结果消息， 其余节点 进行同步。 本发明能够隐藏主节点身份； 具有低 时延、 高鲁棒性、 视图更换开销少和通信冗余度 低的特点， 提高了共识性能。 权利要求书4页 说明书9页 附图1页 CN 115412263 A 2022.11.29 CN 115412263 A 1.一种基于双重盲化的拜占庭容 错共识方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 对区块链系统初始化， 更新信用评价模型Ro leTrust， 生成系统参数； S2、 使用区块链系统生成用户公、 私钥对； 根据信用评价模型RoleTrust选出共识域、 候 选节点和普通共识 节点， 利用双重盲化机制生成盲化选票； S3、 通过共识域内投票节点根据盲化选票进行投票， 通过候选节点验证选票有效性， 并 在共识域内广播有效的投票的消息； S4、 通过各候选节点分别公布第二 次盲化对应的解盲因子， 对投票结果进行部分解盲， 确认候选节点自身的票数和投票结果 排名； S5、 根据投票结果使候选节点依次担任主节点， 将交易信息和首次盲化对应解盲因子 打包作为提案区块， 并将提案区块广播至共识域内； 通过各共识节点利用首次盲化对应的 解盲因子验证当前主节点身份是否和投票结果一致以及交易数据的正确性， 并利用门限签 名发送验证消息； 当任意共识节点在收到超过门限值数量的合法验证消息后， 合成提案区 块投票结果消息， 使其 余共识节点在收到提案区块投票结果消息后对提案区块进行同步。 2.根据权利要求1所述的一种基于双重盲化的拜占庭容错共识方法， 其特征在于， 步骤 S1的具体实现方式如下： S1‑1、 根据公式： 得到对各个节点使用信用评价模型RoleTrust的评价结果cre dit(i)； 其中， CALt(j)表 示节点在担任候选节点的时候是否良好地参与共识进程， 如是则取值为2， 否则取值为0； CALf(j)表示该节点在担任候选节点时是否有作恶行为， 若是则取值为 ‑2， 否则取值为0； CAFt(j)表示节点作为普通共识节点 的时候是否良好地参与共识进程， 若是则取值为1， 否 则取值为0； CAFf(j)表示节点作为普通共识节点时是否良好地参与共识进程， 若是则取值 为‑1， 否则取值为0； PMl是候选节点恶意行为的惩罚因子； e为自然常数； cur1表示节点作为 候选节点的总次数， cur 2表示节点作为普通共识 节点的次数； 当节点担任候选节点时产生恶意行为的次数和其担任主节点总次数的时产生恶意行 为的次数的比例小于1/4时， PMl为1； 当节点担任候选节点时产生恶意行为的次数和其担任主节点总次数的时产生恶意行 为的次数的比例在1/4到1/2时， PMl为1.5； 当节点担任候选节点时产生恶意行为的次数和其担任主节点总次数的时产生恶意行 为的次数的比例大于等于1/2时， PMl为2； PMf是普通共识节点恶 意行为的惩罚因子， 当其恶 意行为次数和总参与次数的比值小于 1/2时为1， 否则为2； countl和countf分别表示节点作为候选节点和普通共识节点参与共识进程的总次数； α 和β 为权重， α +β ＝1； S1‑2、 设置节点的信用上限， 当节点的信用值累计达到信用上限时自动重置节点的信 用值， 恢复初值， 即上限值的1/4。 3.根据权利要求2所述的一种基于双重盲化的拜占庭容错共识方法， 其特征在于， 步骤权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115412263 A 2S2的具体实现方式如下： S2‑1、 使用区块链系统为每个用户节点生成唯一的身份标识IDi及其公私钥对(pki, ski)； 其中， i ＝1,2,…,N； S2‑2、 通过区块链系统根据信用评价模型RoleTrust对各个节点信用值降序 排名； 将共 识域内信用值排名前40％的共识节 点作为候选节点； 使从共识节点中选取的候选节点数量 占候选节点总数的2/3， 使剩下的1/3的候选节点在全网其余节点内随机选择； 其中候选节 点向系统提交一定数额的保证金Deposit； S2‑3、 根据公式： 得到对第m个候选节点的身份标识IDm首次盲化后的结果IDbm； 其中， skm为第m个候选节 点的私钥； rm为第m个候选节点的选取的首次盲化因子； FirstBl indFunc为盲化 函数； S2‑4、 根据公式： 得到使用算关联环签名签名法LRSig对第n个候选节点的身份标识进行首次盲化后的 结果IDbn进行签名的结果 其中， 为第n个候选节点的关联环签名标签， CandidatePkSet为所有候选节点的公钥集 合； S2‑5、 将第n个节点的 发送至混淆地址进行验证； S2‑6、 通过区块链系统采用签名验证算法LRSigVerif判断混淆地址接收到的IDbn是否 由符合要求的候选节点 所生成， 若是， 则保留并进入步骤S 2‑7； 否则去掉IDbn， 并通过关联性 验证算法LableVerif检查关联环签名标签 关联性， 判断同一 候选节点是否生成了多个关 联环签名标签， 若发现该候选节点发送多个关联环签名标签参与选举， 系统将扣除其保证 金Deposit并取消该候选节点的候选资格， 进入步骤S2 ‑7； 否则， 进入步骤S2 ‑7； S2‑7、 在成功对所有候选节点的首次盲化后的结果完成验证后， 通过混淆地址将首次 盲化后的结果保留作为票据以便后续查验； 通过区块链系统将所有的首次盲化后的结果乱 序发送给 各候选节点， 打乱各候选节点的持有选票； S2‑8、 根据公式： 得到第y个候选节点对发回的盲 化ID第二次盲化得到的盲 化选票IDx*； 其中， IDbx表示第 x个候选节点的盲化ID； skx表示x个候选节点的私钥； rx*为第x个候选节点所选择的二次盲 化因子； SecBl indFunc为重盲化 函数。 4.根据权利要求3所述的一种基于双重盲化的拜占庭容错共识方法， 其特征在于， 步骤 S3的具体实现方式如下： S3‑1、 通过候选节点将对应的盲化选票发送给混淆地址； 通过区块链系 统记录候选节 点和盲化选票的对应关系， 生成选票持有列表 VoteHolder， 并将其在共识域内广播； S3‑2、 通过普通共识节点根据该列表进行投票： 通过普通共识节点z发送格式为< VoteSiga(IDz*,o,VoteMsg)>的投票消息VoteSiga给候选节点a， 对a投票； 其中， o为当前投 票轮数； VoteMsg为投票消息； IDz*为节点z的盲化选票；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115412263 A 3