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申请/专利权人：南京信息工程大学

摘要：本申请涉及一种中继链中基于交易签名模糊聚类分析的异步共识方法。该方法包括：通过中继链中的各验证组将来源链的跨链交易包验证通过的第一阶段签名包发送共识节点；共识节点取出跨链交易包的m个第一阶段签名包进行提案共识后，由聚类节点确定优先级，共识节点根据第一阶段共识提案的优先级进行异步二元共识，获得第一阶段异步共识结果，在第一阶段异步共识结果为共识成功的情况下，目标链验证跨链交易包并将跨链交易包和验证结果发送至各验证组再次验证进行第二阶段共识提案、确定出第二阶段共识提案的优先级，得到第二阶段异步共识结果，在第二阶段异步共识结果为共识成功的情况下，将跨链交易包打包成区块上链。提高了异步共识效率。

主权项：1.一种中继链中基于交易签名模糊聚类分析的异步共识方法，其特征在于，所述方法包括：中继链中的各验证组将来源链的跨链交易包T验证通过后，将跨链交易包T、跨链交易包T的编号M、验证节点签名P和阶段标识K封装为跨链交易包T的第一阶段签名包，并将所述第一阶段签名包发送至中继链委员会的每个共识节点的来源链签名队列；所述中继链委员会的每个共识节点从所述来源链签名队列中取出所述跨链交易包T的m个第一阶段签名包，采用预设的提案共识方式进行提案共识，获得第一阶段共识提案，将所述第一阶段共识提案发送至所述中继链委员会的每个聚类节点；所述中继链委员会的每个聚类节点采用模糊聚类方式对接收到的第一阶段共识提案进行聚类，确定出各第一阶段共识提案的优先级，根据各第一阶段共识提案的优先级，以优先广播最高优先级的共识提案的方式向每个共识节点广播第一阶段共识提案，每个共识节点根据聚类节点广播的第一阶段共识提案，采用预设的异步二元共识方式进行异步二元共识，获得第一阶段异步共识结果；在所述第一阶段异步共识结果为异步二元共识成功的情况下，通过提供异步二元共识成功的第一阶段共识提案的共识节点，将所述跨链交易包T和所述第一阶段异步共识结果发送至中继链收集节点，并将所述来源链签名队列中的跨链交易包T的第一阶段签名包删除；所述中继链收集节点将所述跨链交易包T和第一阶段异步共识结果发送至目标链进行验证，在所述目标链根据所述跨链交易包T和第一阶段异步共识结果的验证结果验证通过后，将所述跨链交易包T和验证结果发送至所述中继链中的各验证组再次验证；所述中继链中的各验证组对所述目标链发送的所述跨链交易包T和验证结果验证通过后，将跨链交易包T、跨链交易包T的编号M、验证节点签名P和阶段标识K封装为跨链交易包T的第二阶段签名包，并将所述第二阶段签名包发送至中继链委员会的目标链签名队列；所述中继链委员会的每个共识节点从所述目标链签名队列中取出所述跨链交易包T的m个第二阶段签名包，采用预设的提案共识方式进行提案共识，获得第二阶段共识提案，将所述第二阶段共识提案发送至所述中继链委员会的每个聚类节点；所述中继链委员会的每个聚类节点采用模糊聚类方式对接收到的第二阶段共识提案进行聚类，确定出各第二阶段共识提案的优先级，根据各第二阶段共识提案的优先级，以优先广播最高优先级的共识提案的方式向每个共识节点广播第二阶段共识提案，每个共识节点根据聚类节点广播的第二阶段共识提案，采用预设的异步二元共识方式进行异步二元共识，获得第二阶段异步共识结果；在所述第二阶段异步共识结果为异步二元共识成功的情况下，通过提供异步二元共识成功的第二阶段共识提案的共识节点，将所述跨链交易包T打包成区块上链并向中继链收集节点广播上链消息，并将所述目标链签名队列中的跨链交易包T的第二阶段签名包删除；所述预设的提案共识方式为：在所述中继链委员会包括n个共识节点和b个聚类节点的情况下，每个共识节点对所述跨链交易包T的m个签名包的跨链交易包中的交易是否相同以及验证节点签名是否有效进行验证，验证通过后，将共识节点签名、跨链交易包的编号和验证节点签名作为交易包消息，调用可靠广播协议发送交易包消息给其他共识节点，其中，共识节点d发送的交易包消息的内容为：=Nd,Md,Pd，d∈1、2、3、…n，其中，Nd为共识节点d的签名，Md为共识节点d选取的跨链交易包的编号，Pd为共识节点d选取的跨链交易包的验证节点签名；每个共识节点实时对收到的交易包消息中的共识节点签名、跨链交易包的编号和验证节点签名进行验证，将验证通过的交易包消息中的验证节点签名和跨链交易包的编号加入共识提案中，在共识节点调用可靠广播协议执行结束时，将共识提案中已有的跨链交易包的编号和验证节点签名打包发送给各聚类节点；所述模糊聚类方式为：每个聚类节点在收到f+1个共识提案后，获得共识提案的集合={F1,F2,...,Fi,...,Ff+1}，Fi为第i个共识提案，f为n个共识节点中恶意节点的数量；每个聚类节点根据共识提案的集合中的f+1个共识提案进行聚类，确定每个共识提案在每个共识提案类中的隶属度，根据每个共识提案在每个共识提案类中的隶属度，确定每个共识提案类对应的共识提案；每个聚类节点根据每个共识提案类对应的共识提案的数量，对每个共识提案类的共识优先级进行分析，确定每个共识提案类的共识优先级；所述每个聚类节点根据共识提案的集合中的f+1个共识提案进行聚类，确定每个共识提案在每个共识提案类中的隶属度，根据每个共识提案在每个共识提案类中的隶属度，确定每个共识提案类对应的共识提案，包括：设定聚类的误差阈值，初始化隶属度矩阵U1，对隶属度矩阵中的元素初始化设置为随机值[0,1]，其中，；根据上一次迭代x次的隶属度矩阵Ux，计算第j个聚类中心的第p个特征，确定当前迭代x+1次的第j个聚类中心qj，第j个聚类中心qj包括、和，所述第j个聚类中心的第p个特征的表达式为： ，其中，Fi为第i个共识提案，Fi的特征包括ASCII值、数字数量和字母数量，分别用、和表示，s为聚类类别数；根据当前迭代x+1次的第j个聚类中心qj，确定当前迭代x+1次的第i个共识提案与第j个聚类中心的隶属度ui,j，获得当前迭代x+1次的隶属度矩阵Ux+1，所述第i个共识提案与第j个聚类中心的隶属度ui,j的表达式为：，其中，||*||为L2范数；迭代更新隶属度矩阵，直至连续两次出现当前迭代x+1次的隶属度矩阵中各隶属度与上一次迭代x次的隶属度矩阵中对应的隶属度之间的差值不超过误差阈值，即，迭代终止，输出最终的隶属度矩阵；根据所述最终的隶属度矩阵，执行argmax函数，确定每个共识提案类对应的共识提案，表达式为： C j ={Fw|w=argmaxuw,j,w∈[1,f+1],w∈Z+}，其中，argmax（）为求出属于共识提案类Cj的共识提案的函数，Z+为正整数，uw,j为第w个共识提案与第j个聚类中心的隶属度；共识提案类Cj的共识优先级Qj的表达式为： ， ， C j ={Fw|w=argmaxuw,j,w∈[1,f+1],w∈Z+}；其中，{L1,L2,...,Lf+1}代表f+1个共识优先级，Dj为共识提案类Cj的共识优先级判断值，Vj为第j个共识提案类包含的共识提案数，Gw为共识提案Fw的时间戳间隔值，为共识优先级的权重系数，argmax（）为求出属于共识提案类Cj的共识提案的函数。

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百度查询： 南京信息工程大学 中继链中基于交易签名模糊聚类分析的异步共识方法