分片区块链安全跨片视图转换方法及装置与流程

技术特征：
1.一种分片区块链安全跨片视图转换方法，其特征在于，方法用于分片区块链领导者替换，其中，所述方法包括以下步骤：分别对系统模型、分片成员和领导者、分片内共识算法进行确认，完成初始化过程；通过拜占庭容错算法生成任一个输入分片领导者恶意行为的跨片视图转换证明；以及在恶意领导者所在输入分片成员收到所述跨片视图转换证明后，通过分片内拜占庭容错算法进行视图转换，将恶意领导者替换，并通过主动视图转换防止自身分片领导者审查交易。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别对系统模型、分片成员和领导者、分片内共识算法进行确认，完成初始化过程，包括：确认分片区块链网络模型和敌手模型，其中，敌手算力不超过预设安全阈值；确认分片成员和分片领导者，其中，所述分片成员的身份由认证机构颁发，且所述分片成员每隔预设时长进行更新，并通过轮转的方式担任分片领导者；确认分片内共识算法，其中，所述分片内采用实用拜占庭容错算法，使得所述分片领导者将提议广播给分片成员，所述分片成员进行本地验证后，进行投票。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过拜占庭容错算法生成任一个输入分片领导者恶意行为的跨片视图转换证明，包括：在用户上传交易至相关分片成员后，输入分片成员运行拜占庭容错算法判断该交易在当前分片的输入是否可用，并生成可用性证明给其他相关分片，且输出分片成员检查是否收到所有分片的可用性证明，完成两阶段承诺-准备；对未发送可用性证明的相关分片，输出分片领导者构建跨片视图转换消息并签名，在本分片内进行广播，对未提议跨片转换的领导者，输出分片成员发起片内视图转换，完成跨片视图转换-提议；由所述输出分片成员对未发送可用性证明的相关分片的领导者发送可用性证明请求，其中，若仍未收到，则视为恶意领导者，投票支持跨片视图转换，否则进行两阶段承诺准备，完成输入可用性证明请求；由所述输出分片领导者收集投票构建跨片视图转换承诺证明，完成拜占庭算法-承诺。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在恶意领导者所在输入分片成员收到所述跨片视图转换证明后，通过分片内拜占庭容错算法进行视图转换，将恶意领导者替换，并通过主动视图转换防止自身分片领导者审查交易，包括：由所述输出分片领导者将证明发给相关输入分片成员，其中，所述输入分片成员验证合法性，若验证通过，则发起片内视图转换替换领导者，完成跨片视图转换证明传输；由所述输入分片成员构建视图转换确认消息，并发送给新领导者，其中，输入分片新领导者收集确认消息构建新视图消息，并在片内广播进入下一个视图，完成跨片视图转换；在两阶段承诺协议准备阶段，所述输入分片成员进行片内视图转换替换未发起提议领导者，且在两阶段承诺协议承诺阶段，所述输入分片成员进行片内视图转换替换未发送解锁或花费交易的领导者，以及所述输出分片成员进行片内视图转换替换未发送接受或拒绝证明的领导者，完成分片内主动视图转换。5.一种分片区块链安全跨片视图转换装置，其特征在于，用于分片区块链领导者替换，其中，所述装置包括：
初始化模块，用于分别对系统模型、分片成员和领导者、分片内共识算法进行确认，完成初始化过程；跨片视图转换证明生成模块，用于通过拜占庭容错算法生成任一个输入分片领导者恶意行为的跨片视图转换证明；以及跨片视图转换模块，用于在恶意领导者所在输入分片成员收到所述跨片视图转换证明后，通过分片内拜占庭容错算法进行视图转换，将恶意领导者替换，并通过主动视图转换防止自身分片领导者审查交易。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述始化过程模块，具体用于，包括：确认分片区块链网络模型和敌手模型，其中，敌手算力不超过预设安全阈值；确认分片成员和分片领导者，其中，所述分片成员的身份由认证机构颁发，且所述分片成员每隔预设时长进行更新，并通过轮转的方式担任分片领导者；确认分片内共识算法，其中，所述分片内采用实用拜占庭容错算法，使得所述分片领导者将提议广播给分片成员，所述分片成员进行本地验证后，进行投票。7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述跨片视图转换证明生成模块，具体用于，在用户上传交易至相关分片成员后，输入分片成员运行拜占庭容错算法判断该交易在当前分片的输入是否可用，并生成可用性证明给其他相关分片，且输出分片成员检查是否收到所有分片的可用性证明，完成两阶段承诺-准备；对未发送可用性证明的相关分片，输出分片领导者构建跨片视图转换消息并签名，在本分片内进行广播，对未提议跨片转换的领导者，输出分片成员发起片内视图转换，完成跨片视图转换-提议；由所述输出分片成员对未发送可用性证明的相关分片的领导者发送可用性证明请求，其中，若仍未收到，则视为恶意领导者，投票支持跨片视图转换，否则进行两阶段承诺准备，完成输入可用性证明请求；由所述输出分片领导者收集投票构建跨片视图转换承诺证明，完成拜占庭算法-承诺。8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述跨片视图转换模块，具体用于，由所述输出分片领导者将证明发给相关输入分片成员，其中，所述输入分片成员验证合法性，若验证通过，则发起片内视图转换替换领导者，完成跨片视图转换证明传输；由所述输入分片成员构建视图转换确认消息，并发送给新领导者，其中，输入分片新领导者收集确认消息构建新视图消息，并在片内广播进入下一个视图，完成跨片视图转换；在两阶段承诺协议准备阶段，所述输入分片成员进行片内视图转换替换未发起提议领导者，且在两阶段承诺协议承诺阶段，所述输入分片成员进行片内视图转换替换未发送解锁或花费交易的领导者，以及所述输出分片成员进行片内视图转换替换未发送接受或拒绝证明的领导者，完成分片内主动视图转换。9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-4任一项所述的分片区块链安全跨片视图转换方法。10.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-4任一项所述的分片区块链安全跨片视图转换方法。

技术总结
本申请公开了一种分片区块链安全跨片视图转换方法及装置，用于分片区块链领导者替换，其中，方法包括：分别对系统模型、分片成员和领导者、分片内共识算法进行确认，完成初始化过程；通过拜占庭容错算法生成任一个输入分片领导者恶意行为的跨片视图转换证明；在恶意领导者所在输入分片成员收到跨片视图转换证明后，通过分片内拜占庭容错算法进行视图转换，将恶意领导者替换，并通过主动视图转换防止自身分片领导者审查交易。本申请实施例可以确保在某个分片领导者出现恶意行为时，能够通过分片视图转换将恶意领导者替换，确保系统处理交易的活性，具有防止双花攻击、防止恶意领导者交易审查攻击、交易快速确认、安全高效等特点。特点。特点。


技术研发人员：刘懿中 刘建伟 童梓恒 李大伟 孙钰 关振宇
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2021.10.15
技术公布日：2022/3/4