区块链技术是一种新型的去中心化账本技术,它可以在没有可信第三方参与的情况下,在多个互不信任的参与方之间构建全局的信任。由于其独特的数据结构设计,区块链上的交易信息具有完整性及不可篡改性。区块链技术在金融服务、物联网、征信管理等领域都有广泛的应用场景。共识机制是区块链的核心技术,系统中的共识节点通过共识机制来共同维护全局的账本。工作量证明（Po W,Proof of Work）类共识机制应用最为广泛,但是具有能耗高及交易吞吐量低的缺点。在众多的共识机制中,拜占庭容错（BFT,Byzantine Fault Tolerance）类共识机制由于具有确定的安全界、收敛速度快等优点,被广泛的应用在联盟链的设计中。但是现有的BFT协议大都是静态BFT协议,不支持共识节点的动态加入退出。同时,BFT协议在系统中节点数目较多的情况下性能会急剧下降。这些问题在一定程度上限制了BFT协议在区块链系统中的应用。本文从现有BFT协议的局限性出发,基于现有的方案作出了设计改进,取得了以下成果:1.在Honey Badge BFT的基础上进行改进设计,提出了动态增强BFT协议。该协议具备原协议的容错特性及通信复杂度优势。通过结合动态门限加密组件及分布式密钥生成组件,以及进行合理的协议流程设计,动态增强BFT协议实现了BFT协议的动态特性。可以在无需重新全局配置系统的前提下,允许新节点发起加入协议参与共识以及现有共识节点发起退出协议来顺利退出系统。同时设计了对系统中共识节点行为的评估方案及具体的清理协议,允许足够多的节点发起对恶意或者不活跃的节点的清理协议以将其清除出系统。动态增强BFT协议的优良属性使其很适宜于部署在具有一定动态特性需求的联盟链场景中,且有利于维护系统的长期良性运行。2.以动态增强BFT协议为核心设计了一种新型的分层分片联盟链方案。在该方案中,共识节点被分为验证节点和上链节点来分别负责交易的验证和上链过程。这一分层的架构设计可以降低单个节点的负担,同时结合共识节点的本地日志机制可以提供全局的审计功能。通过分片的方式将验证节点分为不同的共识群体组成不同的验证分片,不同的验证分片负责验证互不相交的未花费交易输出（UTXO,Unspent Transaction Output）集合。该方案在兼顾系统安全性的同时提高了系统的交易吞吐量,同时系统的审计及监督机制结合动态增强BFT协议的动态特性提高了系统的可靠性。