(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 202210864062.1 (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 河南工业大 学 地址 450001 河南省郑州市高新 技术产业 开发区莲 花街100号 (72)发明人 刘扬　王耀启　刘鑫磊　曹浩浩　 李向阳　彭松　陈静雯　贺金龙　 (74)专利代理 机构 洛阳九创知识产权代理事务 所(普通合伙) 41156 专利代理师 袁方 (51)Int.Cl. H04L 9/32(2006.01) H04L 9/40(2022.01) H04L 67/1097(2022.01) H04L 67/60(2022.01) (54)发明名称 一种适用 于公链和联盟链的高效异步共识 算法 (57)摘要 一种适用 于公链和联盟链的高效异步共识 算法， 异步共识算法采用了异构的交易执行模式 可以充分地释放系统的并发执行能力。 通过将传 统异步共识算法中的门限签名验证开销从O(n3) 降为了渐进最优的O(n2)， 采用了出块者主动触 发模型， 移除了传统异步共识算法中的异步二元 共识阶段。 在异步共识算法中任意节 点可提出交 易请求， 这与公链的异构执行模式是一致的。 异 步共识算法采用了异构的交易执行模式可以充 分地释放系统的并发执行能力， 因此异步共识算 法也适用于联盟链。 本发明提升了系统的吞吐 量， 降低了系统的交易确认延迟。 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 CN 115242405 A 2022.10.25 CN 115242405 A 1.一种适用于公链和联盟链的高效异步共识算法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1： 客户端根据就近原则将交易广播给最近的执 行节点； S2： 各执行节点广播自己从不同客户端收到的交易请求， 各执行节点收到来自其它不 同的执行节点广播的交易后并发地进行交易的执 行与验证； S3： 各执行节点将执 行过的交易 顺序广播给所有节点； S4： 采用抽签策略从所有执 行节点中选取一名出块 者； S5： 所有执行节点评估出块者是否拥有记账权， 如果出块者拥有记账权， 那么所有节点 按照出块 者所执行的交易 顺序构建区块； 否则， 重新进行S4的抽签阶段。 2.根据权利要求1所述的一种适用于公链和联盟链的高效异步共识算法， 其特征在于： S2中各执行节点均以异步 地发起出块请求； 节点采用异构的交易执 行模式。 3.根据权利要求1所述的一种适用于公链和联盟链的高效异步共识算法， 其特征在于: S3中的各 执行节点首 先把自己执 行的交易 顺序向量广播给 所有节点。 4.根据权利要求3所述的一种适用于公链和联盟链的高效异步共识算法， 其特征在于： S3中在交易顺序向量广播阶段， 各个执行节点在验证交易顺序向量中的证明时， 只验证 自 己从未验证过的证明， 降低门限签名的验证开销。 5.根据权利要求4所述的一种适用于公链和联盟链的高效异步共识算法， 其特征在于： 在交易广播阶段和向量广播阶段将传统异步共识算法的门限签名验证开销由O(n3)降至渐 进最优的O(n2)。 6.根据权利要求5所述的一种适用于公链和联盟链的高效异步共识算法， 其特征在于： 在选取出出块者后， 出块者再次广播自己的交易顺序来说服其它执行节点以同样的顺序构 建区块， 移除了传统异步共识算法中的异步 二元共识阶段。 7.根据权利要求1所述的一种适用于公链和联盟链的高效异步共识算法， 其特征在于： S5中所有节点 最终提交同构的区块。 8.根据权利要求1所述的一种适用于公链和联盟链的高效异步共识算法， 其特征在于： S5中每个执行节点均根据S3中广播的交易 顺序判定出块 者是否具有记账权 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115242405 A 2一种适用于公链和联盟链的高 效异步共识算法 技术领域 [0001]本发明涉及区块链共识算法领域， 具体的说是一种适用于公链和联盟链的高效异 步共识算法。 背景技术 [0002]区块链技术是一种分布式计算账本技术， 具有去中心化的基础架构、 信息不可篡 改等特性， 越来越受到各行各业的青睐。 区块链技术已经引起政府部门、 金融机构、 科技企 业以及资本 市场的高度重视与关注。 如何在区块链系统中高效达成共识是制约区块链技术 发展与应用的重要问题。 异 步拜占庭容错算法由于更契合真实的网络环境以及无领导者模 型而受到越来越多的关注。 但是， 半 同步拜占庭容错协议在不稳定的网络环境下会失去活 性。 然而， 异步 拜占庭容错算法在不稳定的网络环境下能够保持活性和优越的性能， 异 步拜 占庭容错算法的这种特性十 分适合于公有链和联盟链系统。 但是现有技术中的异步拜占庭 容错算法的门限签名验证开销过高， 而且， 在异步拜占庭容错算法中被广泛使用的异步二 元共识协议需要 多轮交互才能达成一 致， 严重制约了异步拜占庭容 错算法的性能提升 。 发明内容 [0003]本发明旨在 提供一种适用于公链和联盟链的高效异步共识算法， 能够 解决异步拜 占庭容错协议中吞吐量低下和延迟过高的问题。 [0004]为了解决以上技术问题， 本发明采用的具体方案为一种适用于公链和联盟链的高 效异步共识算法： 包括以下步骤： [0005]S1： 客户端根据就近原则将交易广播给最近的执 行节点； [0006]S2： 各执行节点广播自己从不同客户端收到 的交易请求， 各执行节点收到来自其 它不同的执 行节点广播的交易后并发地进行交易的执 行与验证； [0007]S3： 各执行节点将执 行过的交易 顺序广播给所有节点； [0008]S4： 采用抽签策略从所有执 行节点中选取一名出块 者； [0009]S5： 所有执行节点评估出块者是否拥有记账权， 如果出块者拥有记账权， 那么所有 节点按照出块 者所执行的交易 顺序构建区块； 否则， 重新进行S4的抽签阶段。 [0010]作为本发明一种适用于公链和联盟链的高效异步共识算法的进一步优化：  S2中 各执行节点均以异步 地发起出块请求； 节点采用异构的交易执 行模式。 [0011]作为本发明一种适用于公链和联盟链的高效异步共识算法的进一步优化：  S3中 的各执行节点首 先把自己执 行的交易 顺序向量广播给 所有节点。 [0012]作为本发明一种适用于公链和联盟链的高效异步共识算法的进一步优化：  S3中 在交易顺序向量广播 阶段， 各个执行节点在验证交易顺序向量中的证明时， 只验证 自己从 未验证过的证明， 降低门限签名的验证开销。 [0013]作为本发明一种适用于公链和联盟链的高效异步共识算法的进一步优化： 在交易 广播阶段和向量广播阶段将传统异步共识算法的门限签名验证开销由O  (n3)降至渐进最说　明　书 1/3 页 3 CN 115242405 A 3