本發(fā)明涉及區(qū)塊鏈領(lǐng)域，特別涉及一種基于區(qū)塊鏈的信譽(yù)方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在多節(jié)點(diǎn)自治的系統(tǒng)中，系統(tǒng)通常要防止出錯節(jié)點(diǎn)和作弊的節(jié)點(diǎn)，比如被黑客攻擊的情況。在傳統(tǒng)的拜占庭解決方案中，只是為了在各個不受信的節(jié)點(diǎn)中達(dá)成公識，沒有涉及到叛徒和出錯節(jié)點(diǎn)的尋找。所以本發(fā)明就是在傳統(tǒng)的拜占庭將軍問題的解決方案上增加了信譽(yù)機(jī)制。信譽(yù)系統(tǒng)在許多在線系統(tǒng)(如網(wǎng)銀和電商系統(tǒng))中有重要應(yīng)用，然而在拜占庭將軍問題的解決方案引入信譽(yù)機(jī)制用于識別內(nèi)部叛徒及出錯節(jié)點(diǎn)是本發(fā)明的貢獻(xiàn)。相關(guān)內(nèi)容可參見文獻(xiàn)M.Castro，B.Liskov，Practical byzantine fault tolerance and proactive recovery[J].ACM Transactions on Computer Systems，2002。Ferry Hendrikx,Kris Bubendorfer,Ryan Chard，Reputation systems:A survey and taxonomy[J].Journal of Parallel Distributed Computing,2015.Pp.184-197.

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是在傳統(tǒng)的拜占庭將軍問題的解決方案上增加了信譽(yù)系統(tǒng)，給各個節(jié)點(diǎn)增加信譽(yù)分?jǐn)?shù)，這樣在節(jié)點(diǎn)出錯時會相應(yīng)的減少其信譽(yù)值，作弊也會有更嚴(yán)格的懲罰，在多節(jié)點(diǎn)自治的系統(tǒng)中，找出出錯節(jié)點(diǎn)和作弊的節(jié)點(diǎn)，比如被黑客攻擊的情況，當(dāng)信譽(yù)分?jǐn)?shù)低于某閾值，這些出錯節(jié)點(diǎn)和作弊的節(jié)點(diǎn)將被從系統(tǒng)中剔除在外；等到這些節(jié)點(diǎn)回復(fù)正常，可再重回系統(tǒng)中。這樣使得整個系統(tǒng)的運(yùn)行更加可靠。

有鑒于此，本發(fā)明設(shè)計了一種區(qū)塊鏈中的信譽(yù)方法和系統(tǒng)。

一種區(qū)塊鏈中的信譽(yù)方法，包括N個節(jié)點(diǎn)，其特征在于還包括以下步驟：

(1)各節(jié)點(diǎn)分別對自己收到的區(qū)塊進(jìn)行驗(yàn)證；

(2)將驗(yàn)證后的投票數(shù)據(jù)使用自己的私鑰進(jìn)行加密后廣播給其他所有的節(jié)點(diǎn)；

(3)各個節(jié)點(diǎn)收取其他節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)，使用其對應(yīng)的公鑰進(jìn)行解密，驗(yàn)證數(shù)據(jù)的正確性；

(4)待步驟(3)中收取完其他所有節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)后，將本次收取的其他所有節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)經(jīng)自己的私鑰簽名后再次廣播給其他所有節(jié)點(diǎn)；

(5)各個節(jié)點(diǎn)收取步驟(4)中各個節(jié)點(diǎn)所轉(zhuǎn)發(fā)的投票數(shù)據(jù)，并用其對應(yīng)的公鑰進(jìn)行解密，驗(yàn)證數(shù)據(jù)的正確性；

(6)各個節(jié)點(diǎn)匯總步驟(5)中收到的投票數(shù)總，計算其中出錯的節(jié)點(diǎn)和作弊的節(jié)點(diǎn)，并更改各節(jié)點(diǎn)的信譽(yù)值。

優(yōu)選的，初始時，各個節(jié)點(diǎn)的信譽(yù)值(Reputation)為R_i(t)＝0.01,i＝1…N，t為當(dāng)前區(qū)塊的建塊輪次，只更新R_i(t)>0的節(jié)點(diǎn)，R_i(t)為0的節(jié)點(diǎn)被標(biāo)識成作弊的節(jié)點(diǎn)被剔除在外。

優(yōu)選的，如果節(jié)點(diǎn)i發(fā)送不一致的數(shù)據(jù)給不同的節(jié)點(diǎn)，信譽(yù)值直接降為0：R_i(t)＝0。

優(yōu)選的，如果節(jié)點(diǎn)i給其他節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)是一致的，但和大多數(shù)的節(jié)點(diǎn)不一樣，即該節(jié)點(diǎn)i不同意大多數(shù)節(jié)點(diǎn)，則降低該節(jié)點(diǎn)i的信譽(yù)值：R_i(t)＝XR_i(t-1)，其中0<X<1。

優(yōu)選的，如果某節(jié)點(diǎn)給其他節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)是一致的，但只發(fā)送投票疏忽給了一部分節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)i丟失消息，則降低信譽(yù)值：R_i(t)＝Y(jié)*R_i(t-1)/m，其中0<X<Y<1,m>＝1，m為連續(xù)發(fā)生錯誤的輪數(shù)。

優(yōu)選的，如果節(jié)點(diǎn)i給其他節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)是一致的，且和大多數(shù)節(jié)點(diǎn)的投票是一致的，即該節(jié)點(diǎn)i同意大多數(shù)的節(jié)點(diǎn)，增加其信譽(yù)值：R_i(t)＝(1-Z)*R_i(t-1)+n/(n+1)*Z,其中n>＝1，為連續(xù)正確的輪數(shù)；0<Z<1，Z大時，節(jié)點(diǎn)信譽(yù)值增加的快，Z小時增加緩慢；

優(yōu)選的，當(dāng)節(jié)點(diǎn)i信譽(yù)值降為0時失去投票的權(quán)利，進(jìn)行離線處理，使該節(jié)點(diǎn)i恢復(fù)正常狀態(tài)并重新進(jìn)入系統(tǒng)參加投票。

一種區(qū)塊鏈中的信譽(yù)系統(tǒng)，包括N個節(jié)點(diǎn)，其特征在于該系統(tǒng)的各個節(jié)點(diǎn)執(zhí)行以下步驟：

(1)各節(jié)點(diǎn)分別對自己收到的區(qū)塊進(jìn)行驗(yàn)證；

(2)將驗(yàn)證后的投票數(shù)據(jù)使用自己的私鑰進(jìn)行加密后廣播給其他所有的節(jié)點(diǎn)；

(3)各個節(jié)點(diǎn)收取其他節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)，使用其對應(yīng)的公鑰進(jìn)行解密，驗(yàn)證數(shù)據(jù)的正確性；

(4)待步驟(3)中收取完其他所有節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)后，將本次收取的其他所有節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)經(jīng)自己的私鑰簽名后再次廣播給其他所有節(jié)點(diǎn)；

(5)各個節(jié)點(diǎn)收取步驟(4)中各個節(jié)點(diǎn)所轉(zhuǎn)發(fā)的投票數(shù)據(jù)，并用其對應(yīng)的公鑰進(jìn)行解密，驗(yàn)證數(shù)據(jù)的正確性；

(6)各個節(jié)點(diǎn)匯總步驟(5)中收到的投票數(shù)總，計算其中出錯的節(jié)點(diǎn)和作弊的節(jié)點(diǎn)，并更改各節(jié)點(diǎn)的信譽(yù)值。

優(yōu)選的，初始時，各個節(jié)點(diǎn)的信譽(yù)值(Reputation)為R_i(t)＝0.01,i＝1…N，t為為當(dāng)前區(qū)塊的建塊輪次，只更新R_i(t)>0的節(jié)點(diǎn)，R_i(t)為0的節(jié)點(diǎn)被標(biāo)識成作弊的節(jié)點(diǎn)被剔除在外。

優(yōu)選的，如果節(jié)點(diǎn)i發(fā)送不一致的數(shù)據(jù)給不同的節(jié)點(diǎn)，信譽(yù)值直接降為0：R_i(t)＝0。

優(yōu)選的，如果節(jié)點(diǎn)i給其他節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)是一致的，但和大多數(shù)的節(jié)點(diǎn)不一樣，即該節(jié)點(diǎn)i不同意大多數(shù)節(jié)點(diǎn)，則降低該節(jié)點(diǎn)i的信譽(yù)值：R_i(t)＝XR_i(t-1)，其中0<X<1。

優(yōu)選的，如果某節(jié)點(diǎn)給其他節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)是一致的，但只發(fā)送投票疏忽給了一部分節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)i丟失消息，則降低信譽(yù)值：R_i(t)＝Y(jié)*R_i(t-1)/m，其中0<X<Y<1,m>＝1，m為連續(xù)發(fā)生錯誤的輪數(shù)。

優(yōu)選的，如果節(jié)點(diǎn)i給其他節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)是一致的，且和大多數(shù)節(jié)點(diǎn)的投票是一致的，即該節(jié)點(diǎn)i同意大多數(shù)的節(jié)點(diǎn)，增加其信譽(yù)值：R_i(t)＝(1-Z)*R_i(t-1)+n/(n+1)*Z,其中n>＝1，為連續(xù)正確的輪數(shù)；0<Z<1，Z大時，節(jié)點(diǎn)信譽(yù)值增加的快，Z小時增加緩慢；

優(yōu)選的，當(dāng)節(jié)點(diǎn)i信譽(yù)值降為0時失去投票的權(quán)利，進(jìn)行離線處理，使該節(jié)點(diǎn)i恢復(fù)正常狀態(tài)并重新進(jìn)入系統(tǒng)參加投票。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要的附圖做簡單的介紹，顯而易見地，下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的基于區(qū)塊鏈的信譽(yù)方法。

具體實(shí)施方式

參見圖1，一種基于區(qū)塊鏈的信譽(yù)方法和系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括N個節(jié)點(diǎn)，通過信譽(yù)方法，各節(jié)點(diǎn)會維護(hù)一份其他節(jié)點(diǎn)的信譽(yù)值。

系統(tǒng)的各個節(jié)點(diǎn)在于每輪建塊時都進(jìn)行投票結(jié)果的廣播-驗(yàn)證-再廣播-再驗(yàn)證-匯總并更新信譽(yù)值。各個節(jié)點(diǎn)執(zhí)行以下步驟：

(1)各節(jié)點(diǎn)分別對自己收到的區(qū)塊進(jìn)行驗(yàn)證；

(2)將驗(yàn)證后的投票數(shù)據(jù)使用自己的私鑰進(jìn)行加密后廣播給其他所有的節(jié)點(diǎn)；

(3)各個節(jié)點(diǎn)收取其他節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)，使用其對應(yīng)的公鑰進(jìn)行解密，驗(yàn)證數(shù)據(jù)的正確性；

(4)待步驟(3)中收取完其他所有節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)后，將本次收取的其他所有節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)經(jīng)自己的私鑰簽名后再次廣播給其他所有節(jié)點(diǎn)；

(5)各個節(jié)點(diǎn)收取步驟(4)中各個節(jié)點(diǎn)所轉(zhuǎn)發(fā)的投票數(shù)據(jù)，并用其對應(yīng)的公鑰進(jìn)行解密，驗(yàn)證數(shù)據(jù)的正確性；

(6)各個節(jié)點(diǎn)匯總步驟(5)中收到的投票數(shù)總，計算其中出錯的節(jié)點(diǎn)和作弊的節(jié)點(diǎn)，并更改各節(jié)點(diǎn)的信譽(yù)值。

具體的信譽(yù)值計算方法如下:

初始時，各個節(jié)點(diǎn)的信譽(yù)(Reputation)值為R_i(t)＝0.01,i＝1…N，t為當(dāng)前區(qū)塊的建塊輪次。而且信譽(yù)方法只更新R_i(t)>0的節(jié)點(diǎn)，R_i(t)為0的節(jié)點(diǎn)被標(biāo)識成作弊的節(jié)點(diǎn)并剔除在外。

降低信譽(yù)：

(1)如果節(jié)點(diǎn)i發(fā)送不一致的數(shù)據(jù)給不同的節(jié)點(diǎn)，信譽(yù)值直接降為0：R_i(t)＝0；

(2)如果節(jié)點(diǎn)i給其他節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)是一致的，但和大多數(shù)的節(jié)點(diǎn)不一樣，即該節(jié)點(diǎn)i不同意大多數(shù)節(jié)點(diǎn)，則降低該節(jié)點(diǎn)i的信譽(yù)值：R_i(t)＝XR_i(t-1)，其中0<X<1。

(3)如果某節(jié)點(diǎn)給其他節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)是一致的，但只發(fā)送投票數(shù)據(jù)給了一部分節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)i丟失消息，則降低信譽(yù)值：R_i(t)＝Y(jié)*R_i(t-1)/m，其中0<X<Y<1,m>＝1，m為連續(xù)發(fā)生錯誤的輪數(shù)。

增加信譽(yù)：

(1)如果節(jié)點(diǎn)i給其他節(jié)點(diǎn)的投票數(shù)據(jù)是一致的，且和大多數(shù)節(jié)點(diǎn)的投票是一致的，即該節(jié)點(diǎn)i同意大多數(shù)的節(jié)點(diǎn)，增加其信譽(yù)值：R_i(t)＝(1-Z)*R_i(t-1)+n/(n+1)*Z,其中n>＝1，為連續(xù)正確的輪數(shù)；0<Z<1，Z大時，節(jié)點(diǎn)信譽(yù)值增加的快，Z小時增加緩慢；

(2)當(dāng)節(jié)點(diǎn)i信譽(yù)值降為0時失去投票的權(quán)利，進(jìn)行離線處理，清除影響，使該節(jié)點(diǎn)i恢復(fù)正常狀態(tài)并重新進(jìn)入系統(tǒng)參加投票。

實(shí)施例：

假設(shè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)中有4個節(jié)點(diǎn)，分別為A節(jié)點(diǎn)、B節(jié)點(diǎn)、C節(jié)點(diǎn)、D節(jié)點(diǎn)，當(dāng)采用本發(fā)明的方法處理時，第一輪的投票情況如下，

A節(jié)點(diǎn)：將A節(jié)點(diǎn)的帶數(shù)字簽名的投票數(shù)據(jù)a分別發(fā)送給B節(jié)點(diǎn)、C節(jié)點(diǎn)和D節(jié)點(diǎn)；

B節(jié)點(diǎn)：將B節(jié)點(diǎn)的帶數(shù)字簽名的投票數(shù)據(jù)b分別發(fā)送給A節(jié)點(diǎn)、C節(jié)點(diǎn)和D節(jié)點(diǎn)；

C節(jié)點(diǎn)：將C節(jié)點(diǎn)的帶數(shù)字簽名的投票數(shù)據(jù)c分別發(fā)送給A節(jié)點(diǎn)、B節(jié)點(diǎn)和D節(jié)點(diǎn)；

D節(jié)點(diǎn)：將D節(jié)點(diǎn)的帶數(shù)字簽名的投票數(shù)據(jù)d分別發(fā)送給A節(jié)點(diǎn)、B節(jié)點(diǎn)和C節(jié)點(diǎn)。

在第一輪投票信息交換結(jié)束后，4個節(jié)點(diǎn)分別獲得a、b、c、d的數(shù)據(jù)。由于在數(shù)據(jù)發(fā)送過程中可能發(fā)生故障，某節(jié)點(diǎn)可能給不同節(jié)點(diǎn)發(fā)送不一樣的數(shù)據(jù)，使得每個節(jié)點(diǎn)得到的a、b、c、d的數(shù)據(jù)不一致，因此需要進(jìn)行第二輪投票。

在進(jìn)行第二輪投票時，各節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)a、b、c、d，具體情況如下：

A節(jié)點(diǎn)：將數(shù)據(jù)a、b、c、d組合在一起形成一維數(shù)組，并加上自己的數(shù)字簽名，分別發(fā)送給B節(jié)點(diǎn)、C節(jié)點(diǎn)和D節(jié)點(diǎn)；

B節(jié)點(diǎn)：將數(shù)據(jù)a、b、c、d組合在一起形成一維數(shù)組，并加上自己的數(shù)字簽名，分別發(fā)送給A節(jié)點(diǎn)、C節(jié)點(diǎn)和D節(jié)點(diǎn)；

C節(jié)點(diǎn)：將數(shù)據(jù)a、b、c、d組合在一起形成一維數(shù)組，并加上自己的數(shù)字簽名，分別發(fā)送給A節(jié)點(diǎn)、C節(jié)點(diǎn)和D節(jié)點(diǎn)；

D節(jié)點(diǎn)：將數(shù)據(jù)a、b、c、d組合在一起形成一維數(shù)組，并加上自己的數(shù)字簽名，分別發(fā)送給A節(jié)點(diǎn)、C節(jié)點(diǎn)和D節(jié)點(diǎn)；

4個節(jié)點(diǎn)此時已經(jīng)收到了分別來自其他節(jié)點(diǎn)及自己節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)a、b、c、d，組成了一個數(shù)據(jù)a、b、c、d的二維數(shù)組，根據(jù)此二維數(shù)組判斷其中出錯的節(jié)點(diǎn)和作弊的節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而相應(yīng)的增減其信譽(yù)。

以上所述，僅是本發(fā)明的實(shí)例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制。任何精于本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出其他種種的改良或修飾為等同變化的等效實(shí)例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。