本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，特別是指基于dag區(qū)塊鏈的大規(guī)模異構(gòu)動態(tài)節(jié)點的快速共識方法。

背景技術(shù)：

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，大量物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點已被部署到智慧交通、智慧醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。這些物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點利用先進(jìn)的傳感器和通信技術(shù)，實現(xiàn)對環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)等信息的智能采集，從而產(chǎn)生大量的感知數(shù)據(jù)，目前，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點大都將感知數(shù)據(jù)發(fā)送并存儲在監(jiān)控中心，其節(jié)點間的數(shù)據(jù)共享仍主要通過監(jiān)控中心進(jìn)行中繼。在這種集中式的數(shù)據(jù)共享過程中，一旦監(jiān)控中心遭受惡意攻擊，即惡意攻擊者利用竊聽、虛假偽造、篡改等攻擊方法干擾系統(tǒng)運行，對數(shù)據(jù)的完整性和隱私性構(gòu)成威脅，造成數(shù)據(jù)泄露、篡改、數(shù)據(jù)追溯難等問題，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致整個物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。因此，如何確保物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點間數(shù)據(jù)的安全快速共享，成為當(dāng)前亟待解決的問題之一。

2、在區(qū)塊鏈的發(fā)展過程中，名為有向無環(huán)圖(direct?acyclic?graph,dag)的新型數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)引起了廣泛關(guān)注。相較于傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，基于dag的區(qū)塊鏈將交易并行處理，并允許非線性的交易排序，解決鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中全網(wǎng)單一鏈的局限性，實現(xiàn)更高的吞吐量和更低的交易確認(rèn)時延。當(dāng)前，基于dag的共識算法有多種形式，包括靜態(tài)節(jié)點的dag共識算法和動態(tài)節(jié)點的dag共識算法。靜態(tài)節(jié)點算法多采用固定節(jié)點集進(jìn)行交易確認(rèn)，旨在解決物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)處理和傳輸問題。動態(tài)節(jié)點算法是設(shè)計了不同的機(jī)制來提升交易吞吐量和降低延遲，通過異步圖結(jié)構(gòu)、選擇權(quán)衡和gossip協(xié)議等方法提高共識效率

3、然而，在大規(guī)模動態(tài)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，節(jié)點頻繁變動會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定，進(jìn)而無法保證信息共享時效性要求；同時，現(xiàn)有方法在面對偽節(jié)點和偽數(shù)據(jù)攻擊時的防御能力有限，導(dǎo)致共識過程中的安全性和可靠性降低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決在大規(guī)模動態(tài)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，節(jié)點頻繁變動會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定，進(jìn)而無法保證信息共享時效性要求；同時，現(xiàn)有方法在面對偽節(jié)點和偽數(shù)據(jù)攻擊時的防御能力有限，導(dǎo)致共識過程中的安全性和可靠性降低的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了基于dag區(qū)塊鏈的大規(guī)模異構(gòu)動態(tài)節(jié)點的快速共識方法。

2、本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案如下：

3、第一方面：

4、本發(fā)明實施例提供的基于dag區(qū)塊鏈的大規(guī)模異構(gòu)動態(tài)節(jié)點的快速共識方法，包括：

5、s1：：構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的異構(gòu)動態(tài)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，并對網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點進(jìn)行身份注冊；

6、s2：根據(jù)路徑長度、節(jié)點密集度以及資源負(fù)載，將所述異構(gòu)動態(tài)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)劃分為多個區(qū)域；

7、s3：選定各個區(qū)域的全節(jié)點集，以監(jiān)測各個區(qū)域內(nèi)節(jié)點在移動過程中的物理通信狀態(tài)、資源負(fù)載以及節(jié)點數(shù)量；

8、s4：根據(jù)各個區(qū)域內(nèi)節(jié)點在移動過程中的所述物理通信狀態(tài)、所述資源負(fù)載以及所述節(jié)點數(shù)量，動態(tài)調(diào)整相鄰區(qū)域的邊界；

9、s5：對調(diào)整后區(qū)域內(nèi)的節(jié)點的狀態(tài)以及信用進(jìn)行評估，確定各個節(jié)點的狀態(tài)信用評估值；

10、s6：通過局部離群因子算法，對所述狀態(tài)信用評估值進(jìn)行分析，確定各個節(jié)點的節(jié)點等級，所述節(jié)點等級包括誠實節(jié)點、一般節(jié)點以及惡意節(jié)點；

11、s7：判斷目標(biāo)交易是否僅發(fā)生在本地；若是，進(jìn)入s8；否則，進(jìn)入s11；

12、s8：本地區(qū)域?qū)?yīng)的節(jié)點將所述目標(biāo)交易作為本地交易；

13、s9：根據(jù)節(jié)點間距離以及節(jié)點等級，確定本地區(qū)域共識節(jié)點以及全節(jié)點；

14、s10：通過本地區(qū)域共識節(jié)點以及全節(jié)點，采用區(qū)域內(nèi)權(quán)重投票共識方式進(jìn)行驗證，將驗證成功的本地交易打包為區(qū)塊，上傳至本地的dag區(qū)域從鏈；

15、s11：全節(jié)點將所述目標(biāo)交易構(gòu)建為數(shù)據(jù)交易集；

16、s12：根據(jù)節(jié)點間距離以及節(jié)點等級，確定多區(qū)域共識節(jié)點以及多區(qū)域全節(jié)點；

17、s13：通過多區(qū)域共識節(jié)點以及多區(qū)域全節(jié)點，采用多區(qū)域權(quán)重投票共識方式進(jìn)行驗證，將驗證成功的數(shù)據(jù)交易集打包為區(qū)塊，上傳至dag全局主鏈；

18、s14：通過多重簽名的方式，對所述dag區(qū)域從鏈以及所述dag全局主鏈中的交易事件進(jìn)行雙向錨定，建立可信的數(shù)據(jù)交換通道。

19、第二方面：

20、本發(fā)明實施例提供的計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如第一方面所述的基于dag區(qū)塊鏈的大規(guī)模異構(gòu)動態(tài)節(jié)點的快速共識方法。

21、本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果至少包括：

22、(1)在本發(fā)明中，根據(jù)路徑長度、節(jié)點密集度以及資源負(fù)載，將異構(gòu)動態(tài)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)劃分為多個區(qū)域，選定各個區(qū)域的全節(jié)點集，以監(jiān)測各個區(qū)域內(nèi)節(jié)點在移動過程中的物理通信狀態(tài)、資源負(fù)載以及節(jié)點數(shù)量，根據(jù)各個區(qū)域內(nèi)節(jié)點在移動過程中的物理通信狀態(tài)、資源負(fù)載以及節(jié)點數(shù)量，動態(tài)調(diào)整相鄰區(qū)域的邊界。將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個區(qū)域，局部管理和監(jiān)控節(jié)點的物理通信狀態(tài)和資源負(fù)載，并靈活調(diào)整區(qū)域邊界，可以保持區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)連接穩(wěn)定，并及時更新區(qū)域劃分，提高信息共享的時效性。

23、(2)在本發(fā)明中，對調(diào)整后區(qū)域內(nèi)的節(jié)點的狀態(tài)以及信用進(jìn)行評估，確定各個節(jié)點的狀態(tài)信用評估值，通過局部離群因子算法，對狀態(tài)信用評估值進(jìn)行分析，確定各個節(jié)點的節(jié)點等級，節(jié)點等級包括誠實節(jié)點、一般節(jié)點以及惡意節(jié)點；并通過多重簽名的方式，對dag區(qū)域從鏈以及dag全局主鏈中的交易事件進(jìn)行雙向錨定，建立可信的數(shù)據(jù)交換通道。對節(jié)點的狀態(tài)和信用進(jìn)行評估，可以識別出潛在的偽節(jié)點和惡意行為，從而有效防御偽節(jié)點攻擊；多重簽名機(jī)制提供了額外的安全層，確保交易事件的可靠性，并防止數(shù)據(jù)篡改和偽數(shù)據(jù)攻擊，提高共識過程中的安全性和可靠性。

技術(shù)特征：

1.基于dag區(qū)塊鏈的大規(guī)模異構(gòu)動態(tài)節(jié)點的快速共識方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于dag區(qū)塊鏈的大規(guī)模異構(gòu)動態(tài)節(jié)點的快速共識方法，其特征在于，所述s1中對網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點進(jìn)行身份注冊，具體包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于dag區(qū)塊鏈的大規(guī)模異構(gòu)動態(tài)節(jié)點的快速共識方法，其特征在于，所述s4具體包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于dag區(qū)塊鏈的大規(guī)模異構(gòu)動態(tài)節(jié)點的快速共識方法，其特征在于，所述s5具體包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于dag區(qū)塊鏈的大規(guī)模異構(gòu)動態(tài)節(jié)點的快速共識方法，其特征在于，所述s6具體包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于dag區(qū)塊鏈的大規(guī)模異構(gòu)動態(tài)節(jié)點的快速共識方法，其特征在于，所述s9具體包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于dag區(qū)塊鏈的大規(guī)模異構(gòu)動態(tài)節(jié)點的快速共識方法，其特征在于，所述s10具體包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于dag區(qū)塊鏈的大規(guī)模異構(gòu)動態(tài)節(jié)點的快速共識方法，其特征在于，所述s12具體包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于dag區(qū)塊鏈的大規(guī)模異構(gòu)動態(tài)節(jié)點的快速共識方法，其特征在于，所述s13具體包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于dag區(qū)塊鏈的大規(guī)模異構(gòu)動態(tài)節(jié)點的快速共識方法，其特征在于，所述s14具體包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供基于DAG區(qū)塊鏈的大規(guī)模異構(gòu)動態(tài)節(jié)點的快速共識方法，涉及區(qū)塊鏈領(lǐng)域，方法包括：構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的異構(gòu)動態(tài)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)；將異構(gòu)動態(tài)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)劃分為多個區(qū)域；選定各個區(qū)域的全節(jié)點；通過局部離群因子算法，確定各個節(jié)點的節(jié)點等級；本地區(qū)域?qū)?yīng)的節(jié)點將目標(biāo)交易作為本地交易；采用區(qū)域內(nèi)權(quán)重投票共識方式進(jìn)行驗證，將驗證成功的本地交易打包為區(qū)塊，上傳至本地的DAG區(qū)域從鏈；全節(jié)點將目標(biāo)交易構(gòu)建為數(shù)據(jù)交易集；采用多區(qū)域權(quán)重投票共識方式進(jìn)行驗證，將驗證成功的數(shù)據(jù)交易集打包為區(qū)塊，上傳至DAG全局主鏈；通過多重簽名的方式，對DAG區(qū)域從鏈以及DAG全局主鏈中的交易事件進(jìn)行雙向錨定，建立可信的數(shù)據(jù)交換通道。

技術(shù)研發(fā)人員：陳友榮,莊煜博,蔡洪流,張旭東,王時煒,趙克華,王章權(quán)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江樹人學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10