共识算法中主节点选取方法、装置、电子设备和存储介质与流程

1.本技术涉及区块链技术领域，尤其涉及一种共识算法中主节点选取方法、装置、电子设备和存储介质。


背景技术：

2.目前，大多数区块链使用的共识算法都是基于主节点设计的，这些共识算法一般通过轮转机制来确定每一轮共识流程的主节点，这使得集群中每个节点都有平等的机会多次成为主节点。然而，通过轮转机制选取的主节点很容易被攻击者预测，从而发起针对主节点的攻击行为。一旦主节点被恶意攻击，则区块链集群会频繁发生视图切换，在视图切换过程中集群会暂时停止对新区块的共识流程，这会极大影响共识算法的性能。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术实施例提供了一种共识算法中主节点选取方法、装置、电子设备和存储介质，能够降低主节点被成功预测的概率，从而减少主节点遭受恶意攻击的可能性，提高共识算法的性能。
4.本技术实施例的第一方面提供了一种共识算法中主节点选取方法，包括：
5.获取区块链集群的历史轮次的共识流程对应的历史区块；其中，所述历史轮次的共识流程为在所述区块链集群的当前轮次的共识流程之前已完成的设定轮次的共识流程；
6.根据所述历史区块中记录的节点提案和投票信息，统计得到所述区块链集群中各个节点的信誉积分；
7.根据所述各个节点的信誉积分，从所述各个节点中选取出所述当前轮次的共识流程的主节点。
8.在本技术实施例中，当区块链集群新一轮的共识流程开始且需要选举主节点时，会获取历史轮次的共识流程对应的历史区块中记录的每个节点的节点提案和投票信息，根据这些信息可以对每个节点的历史共识行为进行信誉评估，从而统计得到每个节点的信誉积分，最后再根据每个节点的信誉积分从各个节点中选取出主节点。采用这种方法选取主节点没有明显的规律可循，因此能够降低主节点被成功预测的概率，从而减少主节点遭受恶意攻击的可能性，提高共识算法的性能。
9.在本技术实施例的一种实现方式中，所述获取区块链集群的历史轮次的共识流程对应的历史区块，可以包括：
10.获取预设的区块获取数量以及区块跳过数量；
11.根据所述当前轮次的共识流程对应的当前区块和所述区块跳过数量，确定所述历史区块中的最后一个区块；
12.根据所述最后一个区块和所述区块获取数量，确定所述历史区块中的第一个区块；
13.将所述第一个区块和所述最后一个区块之间的所有区块、所述第一个区块以及所
述最后一个区块，确定为获取到的所述历史区块。
14.进一步的，所述根据所述当前轮次的共识流程对应的当前区块和所述区块跳过数量，确定所述历史区块中的最后一个区块，可以包括：
15.获取所述当前区块对应的第一区块编号；
16.将所述第一区块编号减去所述区块跳过数量后再减一，得到第二区块编号；
17.将所述第二区块编号对应的区块确定为所述最后一个区块；
18.所述根据所述最后一个区块和所述区块获取数量，确定所述历史区块中的第一个区块，可以包括：
19.将所述第二区块编号减去所述区块获取数量后再加一，得到第三区块编号；
20.将所述第三区块编号对应的区块确定为所述第一个区块。
21.在本技术实施例的一种实现方式中，所述节点提案和投票信息包括每个所述节点的成功提案次数、成功投票次数以及失败提案次数；所述根据所述历史区块中记录的节点提案和投票信息，统计得到所述区块链集群中各个节点的信誉积分，可以包括：
22.针对所述历史区块中的每个区块，分别根据所述区块中记录的每个所述节点的成功提案次数、成功投票次数以及失败提案次数，统计得到所述区块对应的信誉分值数据；其中，所述信誉分值数据记录每个所述节点的信誉分值，所述信誉分值和所述成功提案次数正相关，所述信誉分值和所述成功投票次数正相关，所述信誉分值和所述失败提案次数负相关；
23.对所述历史区块中的每个区块对应的信誉分值数据进行按节点区分的信誉分值累计处理，得到当前区块对应的信誉积分数据；其中，所述信誉积分数据记录每个所述节点的信誉分值累计后得到的信誉积分，所述当前区块为所述当前轮次的共识流程对应的区块。
24.进一步的，所述针对所述历史区块中的每个区块，分别根据所述区块中记录的每个所述节点的成功提案次数、成功投票次数以及失败提案次数，统计得到所述区块对应的信誉分值数据，可以包括：
25.从所述历史区块中查找与所述当前区块最接近且存有对应的信誉积分数据的目标区块；
26.针对所述历史区块中包含所述目标区块以及之后的每个区块，分别根据所述区块中记录的每个所述节点的成功提案次数、成功投票次数以及失败提案次数，统计得到所述区块对应的信誉分值数据；
27.所述对所述历史区块中的每个区块对应的信誉分值数据进行按节点区分的信誉分值累计处理，得到当前区块对应的信誉积分数据，可以包括：
28.对所述历史区块中包含所述目标区块以及之后的每个区块对应的信誉分值数据和所述目标区块对应的信誉积分数据进行按节点区分的信誉分值累计处理，得到所述当前区块对应的信誉积分数据。
29.更进一步的，在根据所述各个节点的信誉积分，从所述各个节点中选取出所述当前轮次的共识流程的主节点之后，还可以包括：
30.发送携带所述当前区块对应的信誉积分数据的投票信息至所述主节点，以指示所述主节点将所述当前区块对应的信誉积分数据存入所述当前区块。
31.在本技术实施例的一种实现方式中，所述获取区块链集群的历史轮次的共识流程对应的历史区块，可以包括：
32.当所述当前轮次的共识流程开始时，根据所述区块链集群的配置信息确定所述当前轮次的共识流程是否需要选举主节点；
33.若所述当前轮次的共识流程需要选举主节点，则获取所述历史轮次的共识流程对应的历史区块。
34.本技术实施例的第二方面提供了一种共识算法中主节点选取装置，包括：
35.历史区块获取模块，用于获取区块链集群的历史轮次的共识流程对应的历史区块；其中，所述历史轮次的共识流程为在所述区块链集群的当前轮次的共识流程之前已完成的设定轮次的共识流程；
36.信誉积分统计模块，用于根据所述历史区块中记录的节点提案和投票信息，统计得到所述区块链集群中各个节点的信誉积分；
37.主节点选取模块，用于根据所述各个节点的信誉积分，从所述各个节点中选取出所述当前轮次的共识流程的主节点。
38.本技术实施例的第三方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中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计算机程序时实现如本技术实施例的第一方面提供的共识算法中主节点选取方法。
39.本技术实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本技术实施例的第一方面提供的共识算法中主节点选取方法。
40.本技术实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行如本技术实施例的第一方面提供的共识算法中主节点选取方法。
41.可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
42.图1是本技术实施例提供的一种共识算法中主节点选取方法的流程图；
43.图2是本技术实施例提供的一种历史区块的获取示意图；
44.图3是本技术实施例提供的一种共识算法中主节点选取装置的结构示意图；
45.图4是本技术实施例提供的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
46.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本技术的描述。另外，在本技术说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.目前，大多数区块链使用的共识算法都是基于主节点设计的，主节点的行为与整个系统的共识模块的性能有很大关联。一旦主节点经常死机或者被恶意攻击，则区块链集群会频繁发生视图切换，在视图切换过程中集群会暂时停止对新区块的共识流程，这会极大影响共识算法的性能。因此，为了尽量降低主节点行为不端等情况的发生可能性，在选取主节点的时候应该尽量保证选取的主节点是可信的。
48.有鉴于此，本技术实施例提供了一种共识算法中主节点选取方法，通过设置信誉评估机制来选取信誉积分较高的节点作为主节点，既能提高选取的主节点的可靠性，也能降低主节点被成功预测的概率，从而有效提高共识算法的性能。关于本技术实施例更具体的技术实现细节，请参照下文所述的方法实施例。
49.请参阅图1，示出了本技术实施例提供的一种共识算法中主节点选取方法，包括：
50.101、获取区块链集群的历史轮次的共识流程对应的历史区块；
51.应当理解，本方法实施例的执行主体是区块链集群中的每个节点。在每轮共识流程中如果需要选举主节点，则区块链集群中的每个节点都会执行本方法实施例提供的共识算法中主节点选取方法，从而选取出当前轮次共识流程的主节点。
52.在每轮共识流程中，主节点会将该共识流程中各节点的共识行为数据(例如节点提案和投票信息等)存入当轮共识流程对应的区块中。也即，每个共识流程都对应一个区块，该区块记录该共识流程中各节点的共识行为数据。
53.本方法实施例提供的共识算法中主节点的选取方法主要可以分为三个阶段：历史追溯、积分统计和主节点选择。当区块链集群的当前轮次的共识流程需要选举主节点时，首先进入历史追溯阶段，该阶段需要获取该区块链集群的历史轮次的共识流程对应的历史区块，这里的历史轮次的共识流程是指在区块链集群的当前轮次的共识流程之前已完成的设定轮次的共识流程。在本方法实施例中，各节点的信誉积分主要通过各节点在每轮共识流程中的历史行为表现信息(例如节点提案和投票的活跃度和成功率等)来评估，因此需要获取历史轮次的共识流程对应的历史区块以追溯这部分信息。当系统运行一段时间后，从头开始追溯每个历史区块是不太可行且影响集群性能的，因此这里可以预先确定一个合适的历史窗口大小。该历史窗口大小可视作获取的历史区块数量，也即相应的历史轮次的数量。在实际操作中，该历史窗口大小一般可以设置为几十(例如30-50)个区块，具体的窗口大小可以根据区块链集群生成区块的频次确定，例如若生成区块的频次较高，则窗口大小可设置得大一些，反之则窗口大小可设置得小一些。示例性的，假设当前开始区块链集群的第60轮共识流程，设置的历史窗口大小是30个区块，则可以从第1-59轮共识流程中选择30个轮次，并获取该30个轮次的共识流程对应的历史区块，例如可以是第30-59轮共识流程对应的总共30个历史区块。
54.在本技术实施例的一种实现方式中，所述获取区块链集群的历史轮次的共识流程对应的历史区块，可以包括：
55.(1)当所述当前轮次的共识流程开始时，根据所述区块链集群的配置信息确定所述当前轮次的共识流程是否需要选举主节点；
56.(2)若所述当前轮次的共识流程需要选举主节点，则获取所述历史轮次的共识流程对应的历史区块。实际上，并不是每轮共识流程都需要选举主节点，也即不是每轮共识流程都需要发生主节点的切换。通常来说，如果当前主节点出现行为不端，则区块链集群会发
生视图切换，此时需要选举主节点；又或者，可以根据区块链集群设置的配置信息来确定是否需要选举主节点，例如系统可以配置每经过多少个区块就进行一次主节点选举(即便当前主节点没有出现行为不端)，等等。如果当前轮次的共识流程无需选举主节点，则不必执行历史追溯、积分统计和主节点选择等后续步骤。反之，如果当前轮次的共识流程需要选举主节点，则依次执行历史追溯、积分统计和主节点选择等后续步骤。
57.在本技术实施例的一种实现方式中，所述获取区块链集群的历史轮次的共识流程对应的历史区块，可以包括：
58.(1)获取预设的区块获取数量以及区块跳过数量；
59.(2)根据所述当前轮次的共识流程对应的当前区块和所述区块跳过数量，确定所述历史区块中的最后一个区块；
60.(3)根据所述最后一个区块和所述区块获取数量，确定所述历史区块中的第一个区块；
61.(4)将所述第一个区块和所述最后一个区块之间的所有区块、所述第一个区块以及所述最后一个区块，确定为获取到的所述历史区块。
62.当获取历史区块的时候，首先可以获取预设的区块获取数量以及区块跳过数量。其中，区块获取数量表示获取的历史区块数量，也即前文中的历史窗口大小；区块跳过数量也可以称作可跳过轮次数，表示在获取与当前区块相邻的前面的历史区块时跳过的区块数量(轮次)。
63.设置区块跳过数量(可跳过轮次数)的目的在于降低区块链集群中存在的某些较落后的节点对主节点选择结果一致性的影响。例如，假设当前轮次为第60轮，对应区块60，设置的区块跳过数量是2，则表示跳过与区块60相邻的前2个区块，也即区块58和区块59被跳过，最终获取的历史区块是区块57及之前的区块。对于某些较落后的节点来说，其当前可能无法及时获取到最近的区块58和区块59，因此如果不设置区块跳过数量，则正常节点获取到的历史区块会包含区块58和区块59，而落后节点获取到的历史区块不包含区块58和区块59，这可能导致正常节点和落后节点后续进行的积分统计和主节点选择的结果不一致。反之，如果设置区块跳过数量为2，则所有节点(包含正常节点和落后节点)都会获取区块57及之前的区块作为历史区块，从而保证所有节点后续进行的积分统计和主节点选择的结果一致。
64.根据当前轮次的共识流程对应的当前区块和设置的区块跳过数量，可以确定需要获取的历史区块中的最后一个区块；然后，根据确定的最后一个区块和设置的区块获取数量，可以确定需要获取的历史区块中的第一个区块；最后，即可将该第一个区块、该最后一个区块以及它们两者之间的所有区块确定为获取到的历史区块。显然，随着共识轮次的不断进行，新区块的不断提交，则获取到的历史区块也是不同向前推进更新的。
65.进一步的，所述根据所述当前轮次的共识流程对应的当前区块和所述区块跳过数量，确定所述历史区块中的最后一个区块，可以包括：
66.(1)获取所述当前区块对应的第一区块编号；
67.(2)将所述第一区块编号减去所述区块跳过数量后再减一，得到第二区块编号；
68.(3)将所述第二区块编号对应的区块确定为所述最后一个区块。
69.所述根据所述最后一个区块和所述区块获取数量，确定所述历史区块中的第一个
区块，可以包括：
70.(1)将所述第二区块编号减去所述区块获取数量后再加一，得到第三区块编号；
71.(2)将所述第三区块编号对应的区块确定为所述第一个区块。
72.例如，假设当前区块为区块60，区块跳过数量为2，区块获取数量为30，则首先可以根据区块60和区块跳过数量2确定需要获取的历史区块中的最后一个区块，具体计算为将当前区块的区块编号减去区块跳过数量后再减一，也即60-2-1＝57，从而确定需要获取的历史区块中的最后一个区块是区块57；然后，结合区块获取数量30和该最后一个区块，可以确定需要获取的历史区块中的第一个区块，具体计算为将最后一个区块的区块编号减去区块获取数量后再加一，也即57-30+1＝28，从而确定需要获取的历史区块中的第一个区块是区块28；最终，获取的历史区块即为区块28-区块57。
73.为了更直观地表示上述历史区块的获取过程，请参阅图2所示的历史区块的获取示意图。在图2中，横坐标表示区块向前推进更新的方向，当前轮次的竖线所在位置表示当前区块的位置，首先，将当前区块的位置减去区块跳过数量，可以得到获取的历史窗口中的最后一个区块的位置；然后，将最后一个区块的位置减去区块获取数量，可以得到历史窗口中的第一个区块的位置。在确定历史窗口的第一个区块和最后一个区块后，该历史窗口内包含的所有区块也就确定了，这些区块即为获取到的历史区块。另外，该历史窗口中的区块是随着新区块的提交不断向前推进更新的。
74.102、根据所述历史区块中记录的节点提案和投票信息，统计得到所述区块链集群中各个节点的信誉积分；
75.在获取到历史区块(例如图2的历史窗口中包含的所有区块)之后，可以根据该历史区块中记录的节点提案和投票信息统计得到每个节点的信誉积分。通常来说，如果某个节点的提案/投票成功率和活跃度越高，则其对应的信誉积分也越高。
76.在本技术实施例的一种实现方式中，所述节点提案和投票信息包括每个所述节点的成功提案次数、成功投票次数以及失败提案次数；所述根据所述历史区块中记录的节点提案和投票信息，统计得到所述区块链集群中各个节点的信誉积分，可以包括：
77.(1)针对所述历史区块中的每个区块，分别根据所述区块中记录的每个所述节点的成功提案次数、成功投票次数以及失败提案次数，统计得到所述区块对应的信誉分值数据；其中，所述信誉分值数据记录每个所述节点的信誉分值，所述信誉分值和所述成功提案次数正相关，所述信誉分值和所述成功投票次数正相关，所述信誉分值和所述失败提案次数负相关；
78.(2)对所述历史区块中的每个区块对应的信誉分值数据进行按节点区分的信誉分值累计处理，得到当前区块对应的信誉积分数据；其中，所述信誉积分数据记录每个所述节点的信誉分值累计后得到的信誉积分，所述当前区块为所述当前轮次的共识流程对应的区块。
79.具体的，区块中的保存的节点提案和投票信息可以包含每个节点的成功提案次数、成功投票次数以及失败提案次数。在实际操作中可以构建几个列表保存这些数据，例如成功提案次数列表successauthorlist、成功投票次数列表successvotelist以及失败提案次数列表failedauthorlist等。针对获取到的历史区块中的每个区块，可以分别根据该区块中记录的每个节点的成功提案次数、成功投票次数以及失败提案次数，统计得到该区块
对应的信誉分值数据。信誉分值数据记录每个节点的信誉分值，该信誉分值和成功提案次数正相关，和成功投票次数正相关，和失败提案次数负相关。例如，在某轮共识流程中，若某节点没有成功完成提案，集群会将该节点的行为记录至failedauthorlist中，若某节点成功完成投票，集群会将该节点的行为记录至successvotelist中；若某节点的失败提案次数和成功提案次数的比值超过规定的阈值，则可以减少该节点的信誉分值，而若该比例没有超过阈值且有过成功提案或投票的行为，则可以增加该节点的信誉分值。
80.显然，历史区块中的每个区块都记录有各自的节点提案和投票信息，故可以分别统计得到每个区块对应的信誉分值数据，之后遍历该历史区块中的所有区块，将每个区块对应的信誉分值数据进行按节点区分的信誉分值累计处理，最终得到当前区块对应的信誉积分数据。其中，该信誉积分数据记录每个节点的信誉分值累计后得到的信誉积分，具体可以是一个信誉积分列表reputationscorelist，该当前区块为当前轮次的共识流程对应的区块。例如，假设获取到的历史区块包括区块11-区块20共计10个区块，则首先根据每个区块的节点提案和投票信息分别统计得到每个区块对应的信誉分值数据，然后将这10个区块的信誉分值数据进行按节点区分的信誉分值累计处理，最终得到当前区块对应的信誉积分数据。针对某个节点a，当前区块对应的信誉积分数据中记录的节点a的信誉积分数据，等于该10个区块的信誉分值数据中记录的节点a的信誉分值的累计值，以此类推。
81.进一步的，所述针对所述历史区块中的每个区块，分别根据所述区块中记录的每个所述节点的成功提案次数、成功投票次数以及失败提案次数，统计得到所述区块对应的信誉分值数据，可以包括：
82.(1)从所述历史区块中查找与所述当前区块最接近且存有对应的信誉积分数据的目标区块；
83.(2)针对所述历史区块中包含所述目标区块以及之后的每个区块，分别根据所述区块中记录的每个所述节点的成功提案次数、成功投票次数以及失败提案次数，统计得到所述区块对应的信誉分值数据。
84.所述对所述历史区块中的每个区块对应的信誉分值数据进行按节点区分的信誉分值累计处理，得到当前区块对应的信誉积分数据，可以包括：
85.对所述历史区块中包含所述目标区块以及之后的每个区块对应的信誉分值数据和所述目标区块对应的信誉积分数据进行按节点区分的信誉分值累计处理，得到所述当前区块对应的信誉积分数据。
86.正如前文所述，不是每轮共识流程都会发生主节点的切换，只有针对发生主节点切换的共识流程才会执行信誉积分统计以及主节点选择的操作。而为了减少重复的计算量，针对每轮发生主节点切换的共识流程，可以在统计得到相应的信誉积分数据后，由主节点将该信誉积分数据存入当轮共识流程对应的区块中。示例性的，如果轮次n的共识流程没有发生主节点切换，则轮次n不会统计相应的信誉积分数据，此时只会将轮次n的节点提案和投票信息记录到轮次n的区块中。如果轮次n+1的共识流程发生主节点切换，则所有区块链节点在轮次n+1会根据历史区块统计得到信誉积分数据，在根据信誉积分数据确定新的主节点后，各区块链节点可将该轮次计算得到的信誉积分数据放入投票信息中并将该投票信息发送给新的主节点，由新的主节点将信誉积分数据以及轮次n+1的节点提案和投票信息记录到轮次n+1的区块中。也即，每个历史区块都包含对应轮次的节点提案和投票信息，
但不一定包含信誉积分数据。
87.为了避免重复统计信誉积分的工作，可以在最新的(也即与当前区块最接近)一个存有信誉积分数据的历史区块的基础上计算，在遍历统计完获取到的所有历史区块后，即可得到当前区块对应的信誉积分数据。具体的，首先从获取到的历史区块中查找与当前区块最接近且存有对应的信誉积分数据的区块，该区块用目标区块表示；然后，针对该历史区块中包含目标区块以及之后的每个区块，分别根据该区块中记录的每个节点的成功提案次数、成功投票次数以及失败提案次数，统计得到该区块对应的信誉分值数据；最后，将目标区块对应的信誉积分数据和该历史区块中包含目标区块以及之后的每个区块对应的信誉分值数据进行按节点区分的信誉分值累计处理，即可得到当前区块对应的信誉积分数据。
88.例如，假设当前为轮次12的共识流程，当前区块为区块12，获取到的历史区块是区块1-区块10，其中信誉积分数据不为空的是区块3，区块5和区块7(存有对应的信誉积分数据且最新的历史区块)，则首先获取区块7(作为目标区块)中的信誉积分数据，然后，根据区块7的节点提案和投票信息统计得到信誉分值数据7，根据区块8的节点提案和投票信息统计得到信誉分值数据8，根据区块9的节点提案和投票信息统计得到信誉分值数据9，根据区块10的节点提案和投票信息统计得到信誉分值数据10，然后对区块7的信誉积分数据、信誉分值数据7、信誉分值数据8、信誉分值数据9和信誉分值数据10进行按节点区分的信誉分值累计处理，即可得到区块12对应的信誉积分数据。在这个过程中，区块1-区块6的信誉分值数据已经统计体现在区块7的信誉积分数据中了，因此不必重复计算，从而能够避免重复统计信誉积分的工作，减少计算量。另外，由于区块7的信誉分值数据并没有统计体现在区块7的信誉积分数据中，因此在计算区块12的信誉积分数据时还需要统计并加入区块7的信誉分值数据。
89.103、根据所述各个节点的信誉积分，从所述各个节点中选取出所述当前轮次的共识流程的主节点。
90.在统计得到当前轮次的共识流程下，区块链集群中各个节点的信誉积分之后，即可根据信誉积分从这些节点中选取出一个主节点，例如可以选取信誉积分最高的节点作为当前轮次的共识流程的主节点。
91.在本技术实施例的一种实现方式中，所述根据所述区块链中各个节点的信誉积分，从所述各个节点中选取出所述当前轮次的共识流程的主节点，可以包括：
92.(1)查找所述各个节点中所述信誉积分最高的前n个节点，n为大于等于1的整数；
93.(2)从所述前n个节点中选取出所述主节点。
94.在选取主节点时，首先可以从所有节点中查找信誉积分最高的前n(例如n＝10)个节点，然后再按照设定的规则从这n个节点中选取出一个节点作为主节点。例如，可以综合考虑节点的信誉积分，节点的设备性能以及节点已当选主节点的次数等因素，从该n个节点中选取出合适的一个节点作为主节点。
95.进一步的，在根据所述各个节点的信誉积分，从所述各个节点中选取出所述当前轮次的共识流程的主节点之后，还可以包括：
96.发送携带所述当前区块对应的信誉积分数据的投票信息至所述主节点，以指示所述主节点将所述当前区块对应的信誉积分数据存入所述当前区块。
97.在根据信誉积分选取出当前轮次的共识流程的主节点之后，各节点可以发送携带
当前区块对应的信誉积分数据的投票信息至该主节点。该主节点在当前轮次的共识流程中会收集各节点的节点提案和投票信息，然后将该节点提案和投票信息以及该信誉积分数据(这两部分数据可以统称作信誉积分相关数据)存入当前轮次的共识流程对应的区块中。通过这样设置，后续轮次的共识流程如果发生主节点切换，则在统计信誉积分时可以获取当前区块中的信誉积分数据作为基准以减少计算工作量。
98.综上所述，本技术实施例提出一种节点的信誉评估机制，使得区块链集群能够根据每个节点的历史共识行为进行信誉评估，从中选择信誉值较高的节点作为主节点。另外，本技术实施例还可以借助原有的共识流程将节点的信誉相关数据记录上链，使得主节点的更替流程有迹可循、有据可验，大大增强了系统的安全性同时也提高了系统吞吐量。
99.在本技术实施例中，当区块链集群新一轮的共识流程开始且需要选举主节点时，会获取历史轮次的共识流程对应的历史区块中记录的每个节点的节点提案和投票信息，根据这些信息可以对每个节点的历史共识行为进行信誉评估，从而统计得到每个节点的信誉积分，最后再根据每个节点的信誉积分从各个节点中选取出主节点。采用这种方法选取主节点没有明显的规律可循，因此能够降低主节点被成功预测的概率，从而减少主节点遭受恶意攻击的可能性，提高共识算法的性能。
100.应理解，上述各个实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
101.上面主要描述了一种共识算法中主节点选取方法，下面将对一种共识算法中主节点选取装置进行描述。
102.请参阅图3，本技术实施例中一种共识算法中主节点选取装置的一个实施例包括：
103.历史区块获取模块301，用于获取区块链集群的历史轮次的共识流程对应的历史区块；其中，所述历史轮次的共识流程为在所述区块链集群的当前轮次的共识流程之前已完成的设定轮次的共识流程；
104.信誉积分统计模块302，用于根据所述历史区块中记录的节点提案和投票信息，统计得到所述区块链集群中各个节点的信誉积分；
105.主节点选取模块303，用于根据所述各个节点的信誉积分，从所述各个节点中选取出所述当前轮次的共识流程的主节点。
106.在本技术实施例的一种实现方式中，所述历史区块获取模块可以包括：
107.区块数量获取单元，用于获取预设的区块获取数量以及区块跳过数量；
108.结束区块确定单元，用于根据所述当前轮次的共识流程对应的当前区块和所述区块跳过数量，确定所述历史区块中的最后一个区块；
109.起始区块确定单元，用于根据所述最后一个区块和所述区块获取数量，确定所述历史区块中的第一个区块；
110.历史区块确定单元，用于将所述第一个区块和所述最后一个区块之间的所有区块、所述第一个区块以及所述最后一个区块，确定为获取到的所述历史区块。
111.进一步的，所述结束区块确定单元可以包括：
112.区块编号获取子单元，用于获取所述当前区块对应的第一区块编号；
113.第一区块编号计算子单元，用于将所述第一区块编号减去所述区块跳过数量后再
减一，得到第二区块编号；
114.结束区块确定子单元，用于将所述第二区块编号对应的区块确定为所述最后一个区块；
115.所述起始区块确定单元可以包括：
116.第二区块编号计算子单元，用于将所述第二区块编号减去所述区块获取数量后再加一，得到第三区块编号；
117.起始区块确定子单元，用于将所述第三区块编号对应的区块确定为所述第一个区块。
118.在本技术实施例的一种实现方式中，所述节点提案和投票信息包括每个所述节点的成功提案次数、成功投票次数以及失败提案次数；所述信誉积分统计模块可以包括：
119.信誉分值统计单元，用于针对所述历史区块中的每个区块，分别根据所述区块中记录的每个所述节点的成功提案次数、成功投票次数以及失败提案次数，统计得到所述区块对应的信誉分值数据；其中，所述信誉分值数据记录每个所述节点的信誉分值，所述信誉分值和所述成功提案次数正相关，所述信誉分值和所述成功投票次数正相关，所述信誉分值和所述失败提案次数负相关；
120.信誉积分统计单元，用于对所述历史区块中的每个区块对应的信誉分值数据进行按节点区分的信誉分值累计处理，得到当前区块对应的信誉积分数据；其中，所述信誉积分数据记录每个所述节点的信誉分值累计后得到的信誉积分，所述当前区块为所述当前轮次的共识流程对应的区块。
121.进一步的，所述信誉分值统计单元可以包括：
122.目标区块查找子单元，用于从所述历史区块中查找与所述当前区块最接近且存有对应的信誉积分数据的目标区块；
123.信誉分值统计子单元，用于针对所述历史区块中包含所述目标区块以及之后的每个区块，分别根据所述区块中记录的每个所述节点的成功提案次数、成功投票次数以及失败提案次数，统计得到所述区块对应的信誉分值数据；
124.所述信誉积分统计单元可以包括：
125.信誉积分统计子单元，用于对所述历史区块中包含所述目标区块以及之后的每个区块对应的信誉分值数据和所述目标区块对应的信誉积分数据进行按节点区分的信誉分值累计处理，得到所述当前区块对应的信誉积分数据。
126.更进一步的，所述共识算法中主节点的选取装置还可以包括：
127.投票信息发送模块，用于发送携带所述当前区块对应的信誉积分数据的投票信息至所述主节点，以指示所述主节点将所述当前区块对应的信誉积分数据存入所述当前区块。
128.在本技术实施例的一种实现方式中，所述历史区块获取模块可以包括：
129.配置确定单元，用于当所述当前轮次的共识流程开始时，根据所述区块链集群的配置信息确定所述当前轮次的共识流程是否需要选举主节点；
130.历史区块获取单元，用于若所述当前轮次的共识流程需要选举主节点，则获取所述历史轮次的共识流程对应的历史区块。本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如图1
表示的任意一种共识算法中主节点选取方法。
131.本技术实施例还提供一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行如图1表示的任意一种共识算法中主节点选取方法。
132.图4是本技术一实施例提供的电子设备的示意图。如图4所示，该实施例的电子设备4包括：处理器40、存储器41以及存储在所述存储器41中并可在所述处理器40上运行的计算机程序42。所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各个共识算法中主节点选取方法的实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至103。或者，所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块301至303的功能。
133.所述计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器41中，并由所述处理器40执行，以完成本技术。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序42在所述电子设备4中的执行过程。
134.所称处理器40可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
135.所述存储器41可以是所述电子设备4的内部存储单元，例如电子设备4的硬盘或内存。所述存储器41也可以是所述电子设备4的外部存储设备，例如所述电子设备4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，所述存储器41还可以既包括所述电子设备4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器41用于存储所述计算机程序以及所述电子设备4所需的其他程序和数据。所述存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
136.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
137.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
138.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
139.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟
以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
140.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
141.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本技术实施例方案的目的。
142.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
143.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
144.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。