一种基于区块链知识产权保护的PBFT共识算法
技术领域
本发明属于区块链知识产权保护技术领域，具体地说，涉及一种基于区块链知识产权保护的PBFT共识算法。
背景技术
知识产权是指人们就其智力劳动成果所依法享有的专有权利，它包括著作权和工业产权。通常我们说的知识产权主要是指计算机软件著作权，专利权，和商标权等。随着知识产权在国际经济竞争中的作用日益上升，引起了国家和各个行业的高度重视，同时也滋生了一些盗版侵权的现象。我国虽然也制定了相关保护措施，但是在确权方面仍然存在耗时长，效率低，中心化系统数据造假，溯源困难等问题。然而区块链技术的面世给知识产权保护领域带来了福音，区块链是一个去中心化的分布式系统，具有开放性，可追溯性，去中心化和不可篡改等特点，利用区块链技术的特性正好可以解决知识产权保护方面面临的诸多问题，区块链技术在知识产权保护领域具有广阔的应用场景和重要的应用价值。
区块链架构是一种分布式的架构，在分布式系统中，多个主机通过异步通信方式组成网络集群。在这样的一个异步系统中，需要主机之间进行状态复制，以保证每个主机达成一致的状态共识。然而，异步系统中，可能出现无法通信的故障主机，而主机的性能可能下降，网络可能拥塞，这些可能导致错误信息在系统内传播。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于区块链知识产权保护的PBFT共识算法，为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种基于区块链知识产权保护的PBFT共识算法，包括创建一致性协议、视图更换协议和检查点协议，一致性协议用来保证全网所有节点保存数据的一致性，其通过三阶段节点间的互相通信来实现；视图更换协议用于替换故障节点从而保证系统的正常进行；检查点协议用于定期清理过期交互数据减轻节点存储压力，定期检查系统是否统一，对不一致节点进行同步。
所述一致性协议包括Pre-prepare阶段、Prepare阶段和Commit阶段，所述Pre-prepare阶段中节点收到收到pre-prepare消息后，选择进行拒绝或等待，所述Prepare阶段中节点同意请求后会向其它节点发送prepare消息。在一定时间范围内，如果收到超过2f个不同节点的prepare消息，就代表prepare阶段已经完成，所述Commit阶段中向其它节点广播commit消息，当收到2f+1个commit消息后(包括自己)，代表大多数节点已经进入commit阶段，这一阶段已经达成共识，节点就会执行请求，写入数据。
所述视图更换协议中当主节点超时无响应或者从节点集体认为主节点是问题节点时，就会进行视图变更，视图变更完成后，视图编号将会加1，视图变更协议分为三个阶段：视图变更阶段、视图变更确认阶段和新建视图阶段，所述视图变更阶段中从节点认为主节点有问题时，会向其它节点发送view-change消息，当前存活的节点编号最小的节点将成为新的主节点，所述视图变更确认阶段中当新的主节点收到2f个其它节点的view-change消息，则证明有足够多人的节点认为主节点有问题，于是就会向其它节点发送new-view消息，所述新建视图阶段中对于主节点，发送new-view消息后会继续执行上个视图未处理完的请求，从pre-prepare阶段开始。其它节点验证new-view消息通过后，就会处理主节点发来的pre-prepare消息，此时正式进入v+1(视图编号加1)。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明利用区块链技术搭建联盟链，为每一个全球知识产权管理系统主权拥有单位建立区块链节点。在不破坏原有系统的前提下，通过跳转的方式，自动同步原有系统数据到每一个区块链节点，最终形成统一的区块链知识产权库。安全性与稳定性得到保证，大大降低出错率，提高共识效率，在一致性协议远行过程中也减少节点之间的通信量。同时区块链的去中心化，可追溯性和不可篡改性的优点有效解决了目前知识产权保护所面临的难题，能够有广泛的应用场景。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1为本发明PBFT流程示意图；
图2为三阶段共识流程示意图；
图3为实施流程图。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
知识产权上传记录数据上链时，通过由相关监管机构组成的联盟链的共识过程后，记录在区块当中。在该链中先由监管机构内部选举出一个主节点，该节点只起共识过程的发起与引导作用，如将上链请求排序，并不能占据共识中的投票优势，其余节点作为从节点。具体执行如下过程：
知识产权上传记录产生后在区块链节点上经过预处理提取其中的摘要后，向网络中的存储链和共享链分别广播该摘要记录。
节点在接收到足够多的知识产权上传摘要记录后，将这些数据进行排序并填充到新生成的区块中，对该区块签名并将该区块体及其哈希值广播到网络中；一个从节点收到该区块后，将其中的数据添加到自己拥有的最新区块账本当中，即追加一个区块，再对该区块做一次哈希审计，若与主节点发来的区块哈希值相同，则认为该区块是正确且合法的，并广播对该区块的确认信息到网络。
从节点除了在接收到主节点的区块上链验证请求后做审计操作之外，还需要对其他从节点广播的区块上链确认信息进行收集，确认信息包含其收到的区块体，以及所作的哈希审计结果。
从节点在收集到2f+1个以上其他节点发来的commit正确性确认消息后，认为该区块有效，将该知识产权上传记录摘要集合所组成的区块提交到本地所拥有的账本当中。f为该链可允许发生错误或者恶意攻击节点的个数，即能够容忍不超过整个网络节点数目1/3的节点误差。
若接收到小于f数量的节点审计未通过发出了正确性否认消息，则主节点需要再次广播数据块以及对应的哈希值，这部分节点重新进行一次区块上链验证。若依然不能通过验证，则采取服从其他节点验证结果的方式计入其本地区块链账本中。此外，主节点记录下这部分节点的信息，作为后续查错审查其是否存在恶意行为的依据，以维护整个网络的安全性与稳定性。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
