区块链是一种去中心化、不可篡改、可追溯、多方共同维护的分布式数据库。共识机制（或称共识协议）是区块链的核心技术,旨在为一个存在一定数量故障或者恶意节点的区块链系统提供区块链账本的一致性与可用性。相关的学者们对共识机制的研究主要分为三类,即中本聪风格账本协议（Nakamoto-style ledger protocol）,状态机复制协议（State Machine Replication protocol,SMR）与混合共识协议（Hybrid Consensus Protocol）。本文主要研究内容为基于信誉度的状态机复制协议。状态机复制协议允许一组节点在有拜占庭节点的情况下共同维护一个一致的账本。为了抵御和/或限制拜占庭节点发起的攻击的影响,已经出现了将信誉度机制与SMR协议相结合的一些方案。尽管基于信誉度的SMR协议具有优异的特性,但现有研究并未对SMR协议的信誉度机制进行形式化处理,包括影响信誉度的行为类型、信誉度机制的安全属性以及SMR协议使用信誉度机制所需要的额外的安全属性。本文从状态机复制类共识和其中存在的各类行为入手,对基于信誉度的SMR协议进行了研究。首先,针对SMR协议中存在的良性行为与不当行为,定义了信誉度机制的安全属性,并基于信誉度机制的形式化定义,设计了一个基于SMR协议中节点行为的信誉度机制,能满足其形式化定义中的所有安全属性;然后,基于对信誉度机制的形式化定义,形式化定义了基于信誉度的SMR,并确定了确保基于信誉度的SMR协议安全所必需的新属性,即信誉度一致性;同时,将信誉度机制与协议Sync-Hot Stuff结合,设计了一个能对大多数存在于SMR协议中不当行为取证追责的共识机制,即Reputation-based SMR协议,并在其基础上引入委员会选举机制提升其可扩展性以及对适应性敌手的抵抗性,进而设计了可扩展Reputation-based SMR协议;最后,针对Reputation-based SMR协议的实用性,基于libp2p点对点网络开发框架,通过Go语言实现了Sync-Hot Stuff协议与Reputation-based SMR协议,在云实例上对二者进行了性能评估,并通过攻击注入的方式,测试了Reputation-based SMR协议对不当行为追责的能力与对闪光攻击的抵抗能力,之后将Reputation-based SMR协议实现到区块链数字身份管理系统上,完成了协议的部署。