NoxBFT

联盟链的共识机制大多选择确定的共识算法，如RAFT，PBFT等，这些共识算法不存在分叉问题，因此在节点总数不多、网络规模不大的时候可提供较高的产块效率。但随着节点数量增多到几十甚至上百个共识节点的规模，所需要交换的信息量也呈指数级增长，最终导致系统负载增加及网络通信量增大，性能下降会很明显，因此其可扩展性不强。

为了更好的适应大规模应用场景，平台基于HotStuff算法，实现了一种可扩展、高性能的新型的共识算法—-NoxBFT。NoxBFT算法在保留原有RBFT算法高效性与鲁棒性的前提下，从三个方面实现了支持以千为数量级的大规模节点组网共识。首先，NoxBFT通过星型网络拓扑结构将网络复杂度将降低至n；其次，NoxBFT通过聚合签名实现了签名的快速验证，同时还支持动态扩展。

建议参照术语部分的名称解释阅读下文内容。

共识流程

NoxBFT算法的共识流程主要是Proposal提案阶段与Vote投票阶段的循环，具体流程如下图所示：

1. Transaction&Broadcast：任意节点收到交易之后，首先将其存入到本地mempool中，随后将其广播给其他所有节点，收到广播的节点也会将其存入到各自的mempool中。每个节点在接收到交易后，都会进行交易的去重判断，剔除重复交易之后才能进入到节点的mempool中；
2. Proposal：当前轮次的主节点负责进行打包，从mempool中取出若干笔符合要求的交易打包成一个batch，并附带上一轮的QC封装成一个proposal，广播给其他节点；
3. Vote：所有的节点在监听到提案消息后，都会验证proposal的合法性（safety rules），验证通过后，首先检查该proposal中的QC证书(QuorumCert)是否达到了3-chain安全性提交规则（commit rules），达到后则直接提交区块，等待区块执行完成之后将其中的交易从mempool中移除（CommitTxs）。最后，节点会将投票（vote）信息发送至下一轮的主节点。需要注意的是，每个节点的投票中都会附带上节点签名； Proposal：下一轮的主节点收到quorum个vote后，聚合成一个QC，并开始下一轮打包，并重复步骤2与步骤3，一直到出现超时的情况。

超时轮换

当主节点由于网络原因或者其他因素导致从节点无法按期收到Proposal进行投票时，NoxBFT就会触发超时机制，通过Pacemaker活性模块让全网快速地进入到下一个round继续共识。

超时轮换主节点的流程如下图所示：

1. Transaction&Broadcast&Proposal：所有共识节点接收交易并且广播交易，当前的主节点正常的进行打包并广播proposal；
2. Round Timeout：由于网络原因，导致主节点proposal并没有及时地发送到从节点，因此从节点不会对本轮次进行投票；
3. Broadcast TimeoutMsg：所有节点都无法按期收到本轮的Proposal，导致超时，全网广播TimeoutVote消息，其中会附带上本节点当前所处的轮次号以及节点的签名；
4. Proposal：下一轮的主节点在一定时间内收到 quorum个TimeoutVote消息，构造成TC（Timeout cert），并从mempool中取出若干笔合法交易打包成batch，即可将TC与batch封装成一个新的提案proposal进行广播。