实用拜占庭容错共识算法的奖惩机制优化研究

联盟链是农业溯源行业的首选区块链方案，针对其核心共识机制实用拜占庭容错共识算法（PBFT）存在的共识安全性低、主节点出错概率大、通信开销大等问题，通过引入奖惩机制以及分组共识机制，提出了基于奖惩机制的改进实用拜占庭容错共识算法。把节点划分为4类，制定节点信誉规则，增强节点主动性，减少拜占庭节点的参与；剔除作恶节点参与共识资格，统计其余节点信誉值及票数，动态筛选信誉良好节点作为共识节点，并依据最高信誉值规则选取主节点，从而提升共识安全、降低拜占庭节点当选主节点概率；以PBFT共识为基础，将共识过程简化为组内共识及全局共识两个阶段，并基于最少广播消息数提出最优分组，缓解共识节点数目增多导致通信量过大的问题。实验结果表明，该方案能够有效抑制拜占庭节点，提升共识安全性能，降低共识成本。