区块链技术因为具有去中心化、安全可靠的特点正在被广泛应用于社会生活的各个领域中。共识算法作为确保区块链系统中各个节点行为达成一致的底层关键技术,其性能直接影响着区块链系统的运行效率。当共识网络中的节点数目增加时,各个节点间的通信量也会增加导致系统的效率降低。为了提升联盟区块链系统的运行效率,本文研究了实用拜占庭容错算法的运行机制并进行了改进,主要研究内容和创新如下:1.针对现有的共识算法没有考虑到节点本身性能的差异对共识效率所造成的影响,本文根据节点的指标设计了一种评价节点服务质量的模型。首先,通过对等式网络收集各个节点的指标,使用改进的优劣解距离法评价节点的服务质量优先级,解决计算节点和理想解相似度时由于值相等不能合理判断节点优先级的问题。然后,采取调节节点忠诚度权重的方式降低性能靠前的作恶节点的优先级,从而减少其影响区块链系统运行效率的几率。2.针对实用拜占庭容错算法中存在的主节点选取简单、容易产生网络风暴的问题,本文在节点服务质量优先级列表的基础上对其进行了改进。首先,将节点分为一致性节点集合和待机节点集合,节点协商的过程只需要一致性节点集合的节点参与,并且主节点只从一致性节点集合中产生。然后,结合多重签名算法对三阶段协议和视图变更协议进行优化,减少节点之间的通信量。此外,本文引入节点忠诚度奖惩机制和节点状态探测机制,提高节点在系统中作恶的成本。最后,通过仿真实验将改进的方案同实用拜占庭容错算法进行对比,本文的方案相对于原有方案在共识过程中需要的节点通信量明显下降,在吞吐量上也有了很大的提升,随着系统的运行一致性节点集合中的恶意节点数目也在减少并趋于平稳。