(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 202210931357.6 (22)申请日 2022.08.04 (71)申请人 重庆邮电大 学 地址 400065 重庆市南岸区南 山街道崇文 路2号 (72)发明人 刘俊　谢明月　徐光侠　马创　 沈旭　金浩宇　张琦　张志　 陈明鹏　 (74)专利代理 机构 重庆辉腾律师事务所 5 0215 专利代理师 王海军 (51)Int.Cl. H04L 41/00(2022.01) H04L 67/10(2022.01) H04L 67/1095(2022.01) H04L 9/40(2022.01) (54)发明名称 一种基于区块链PBFT共识机制的数据一致 性共识方法 (57)摘要 本发明涉及区块链 技术领域， 特别涉及一种 基于区块链PBFT共识机制的数据一致性共识方 法， 包括： 客户端设置五个语言术语作为投票选 项； 备选节 点根据五个语言术语相互之间进行投 票； 客户端根据投票内容选取主节 点并向主节点 发送交易请求， 激活主节点的服务操作； 主节点 接收交易请求后， 启动序号 分配阶段、 交互阶段、 序号确认阶段的协议， 向普通节点广播请求； 普 通节点根据三阶段协议处理交易请求， 并返回响 应消息给客户端； 客户端收集来自主节点和普通 节点的响应消息； 主节点将达成共识的交易执行 区块， 同步区块数据并更新本地账本， 完成区块 上链， 满足决策者给出多个语言变量信息的需求 且能够快速、 高效、 准确的选举出主节点完成客 户端的请求。 权利要求书3页 说明书9页 附图1页 CN 115296972 A 2022.11.04 CN 115296972 A 1.一种基于区块链PBFT共识机制的数据一致性共识方法， 其特征在于， 该方法具体包 括如下步骤： S1： 将区块链网络中的所有节点作为备选节点； S2： 通过客户端设置五个语言术语作为投票选项， 并将五个语言术语发送给区块链网 络中的备选节点； S3： 备选节点根据五个语言术语相互之间进行投票， 并将投票内容发送给客户端， 其 中， 所述投票内容包括： 备选节点投票时所给出的语言术语， 以及对语言术语的置信度区 间； S4： 客户端根据投票内容选取主节点， 并将其 余备选节点作为普通节点； S5： 客户端向主节点发送交易请求， 激活主节点的服 务操作； S6： 主节点接收交易请求后， 启动序号分配阶段、 交互 阶段、 序号确认阶段的协议， 向普 通节点广播请求； S7： 普通节点 根据三阶段协议处 理交易请求， 并返回响应消息给客户端； S8： 客户端收集来自主节点和普通节点的响应消息， 若有m+1个相同的响应消息， 代表 共识正确完成， 其中， m表示PBFT容忍的无效普通节点数； S9： 主节点负责将达成共识的交易执行区块， 同步区块数据并更新本地账本， 完成区块 上链。 2.根据权利要求1所述的一种基于区块链PBFT共识机制的数据一致性共识方法， 其特 征在于， 所述五个语言术语包括： s0、 s1、 s2、 s3、 s4； 其中， s0表示非常反对， s1表示一般反对， s2 表示中立， s3表示一般支持， s4表示非常支持。 3.根据权利要求1所述的一种基于区块链PBFT共识机制的数据一致性共识方法， 其特 征在于， 所述 客户端根据投票内容选取主节点的具体步骤 包括： S41： 根据备选节点的投票内容构造备选节点投票矩阵； S42： 根据备选节点投票矩阵构造备选节点的标准置信概 率语言术语集； S43： 根据 备选节点的标准置信概率语言术语集， 通过改进的区间得分函数计算备选节 点的得分值； S44： 根据备选节点的得分值选择PBFT共识机制的主节点： 当只存在一个得分值 最高的备选节点时， 将该 备选节点作为PBFT共识机制的主节点； 当存在若干个得分值最高的备选节点时， 则计算备选节点的偏离度， 并将偏离度最低 的备选节点作为PBFT共识机制的主节点。 4.根据权利要求3所述的一种基于区块链PBFT共识机制的数据一致性共识方法， 其特 征在于， 所述构造备选节点的标准置信概 率语言术语集的具体步骤 包括： S421： 将五个 语言术语作为语言术语集， 并按语言术语的下 标升序排列： S＝{sδ| δ ＝0,1,. ..,R} 其中， sδ表示一个语言术语； δ表示语言术语的下标； S表示由R+1个语言术语构成的语言 术语集； S422： 根据语言术语集和备选节点投票矩阵中备选节点获得语言术语集中语言术语的 投票概率， 从而得到标准 概率语言术语集； S423： 根据 标准概率语言术语集和备选节点投票矩阵中备选节点获得语言术语集中语权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115296972 A 2言术语的投票置信度区间， 得到标准置信概 率语言术语集。 5.根据权利要求4所述的一种基于区块链PBFT共识机制的数据一致性共识方法， 其特 征在于， 所述标准 概率语言术语集的获取 方式具体包括： S4221： 将备选节点获得 的语言术语投票组成集合Ti， 并将集合Ti中的语言术语按照下 标δ 的值升序排列； S4222： 分别计算集合Ti中的语言术语在集合Ti中的概率pik， 并将集合Ti中的语言术语 按pik的值升序排列， 得到概 率语言术语集； S4223： 对概率语言术语集进行规范化处 理得到标准 概率语言术语集。 6.根据权利要求4或5所述的一种基于区块链PBFT共识机制的数据一致性共识方法， 其 特征在于， 所述标准 概率语言术语集包括： 其中， li表示第i个备选节点的标准概率语言术语集； Tik表示集合Ti中第k个语言术语； pik表示第i个备选节点获得投票选项为Tik的概率， n表示 集合Ti中语言术语的个数。 7.根据权利要求5所述的一种基于区块链PBFT共识机制的数据一致性共识方法， 其特 征在于， 所述标准置信概 率语言术语集包括： 其中， Li表示第i个备选节点的标准置信概率语言术语集； Tik表示集合Ti中第k个语言术 语； pik表示第i个备选节点获得投票选项为Tik的概率； n表示集合Ti中语言术语的个数； 表示第i个备选节点获得的语言术语Tik的置信区间下限均值， 表示第i个备选节点获得 的语言术语Tik的置信区间上限均值， 且 和 为[0,1]之间的实数。 8.根据权利要求5所述的一种基于区块链PBFT共识机制的数据一致性共识方法， 其特 征在于， 所述改进的区间得分函数包括： 其中， 为第i个备选节点的得分值； rk表示集合Ti中第k个语言术语的下标， pik表示第i 个备选节点获得投票选项为Tik的概率； n表示集合Ti中语言术语的个数； 表示第i个备选 节点获得的语言术语Tik的置信区间下限均值， 表示第i个备选节点获得的语言术语Tik的 置信区间上限均值， 且 和 为[0,1]之间的实数， Tik表示集合Ti中第k个语言术 语。 9.根据权利要求5所述的一种基于区块链PBFT共识机制的数据一致性共识方法， 其特 征在于， 所述备选节点的偏离度计算方式包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115296972 A 3