[发明专利]基于动态授权和网络环境感知的区块链自适应共识方法

说明书

本发明公开了一种基于动态授权和网络环境感知的区块链自适应共识方法，包括如下步骤：1)根据地理位置对区块链网络节点进行分簇，同一簇内选出一个授权代表；2)每一簇内选出的授权代表组成验证本次交易的全部共识节点，共识节点间采用使用拜占庭容错算法来对本次交易是否成立达成共识；3)根据网络规模、拓扑、资源或业务类型的变化调整或重新分簇；4)一笔交易完成验证后，在下一笔交易中，需要更新授权代表。本发明所达到的有益效果：用于基于区块链建立分布式边缘云之间快速可信的协作机制，边缘节点可在没有信任基础的情况下以快速、高效地达成共识；解决以工作量证明为代表的共识算法的低吞吐量、髙时延、低效等问题。

技术领域

本发明涉及一种基于动态授权和网络环境感知的区块链自适应共识方法，属于信息安全识别技术领域。

背景技术

目前各个边缘云形成数据孤岛，不能有效的实现跨行跨网跨界融合。因此为了提升用户体验，增强网络服务能力，需要研究面向边缘云之间数据共享的可信协作机制，实现在网络边缘进行P2P数据共享，无需传送到云中心的业务系统。因此，如何在网络边缘建立去中心化的可信机制、在跨域异构组网环境下保证数据转发过程中的端到端数据传输安全及隐私保护，变得至关重要。

区块链是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术。区块链是分布式数据存储、点对点传输(P2P)、去中心化的共识机制、加密等技术的综合体，是一种新型应用模式。区块链的这些特点很适合用于建立边缘云之间的可信协作机制。整个机制中最重要的就是如何在适应边缘云网络特点的情况下使节点对交易达成共识。

目前的区块链共识算法主要有工作量证明(PoW)、权益证明(PoS)、拜占庭容错(BFT)等。然而移动边缘云网络业务需求、拓扑结构、资源等都是动态变化的，现有的共识算法无法直接用于边缘云之间的资源共享。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于动态授权和网络环境感知的区块链自适应共识方法，以解决现有区块链共识算法吞吐量低、时延高、效率低的问题，使得在全网参与、分布式存储的情况下让全网每一个节点对区块链上的信息快速达成共识，并且保证每个参与者的利益和公平性。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种基于动态授权和网络环境感知的区块链自适应共识方法，其特征是，包括如下几个步骤：

步骤1)分簇：根据地理位置对区块链网络节点进行分簇，同一簇内选出一个授权代表；

步骤2)共识：每一簇内选出的授权代表组成验证本次交易的全部共识节点，共识节点间采用使用拜占庭容错算法来对本次交易是否成立达成共识；

步骤3)环境自适应感知：根据网络规模、拓扑、资源或业务类型的变化调整或重新分簇；

步骤4)动态更新授权：一笔交易完成验证后，在下一笔交易中，不论分簇有无变化，都需要更新授权代表；在下一笔交易的分簇完成后，授权代表的选择将优先考虑本簇内最近几笔交易都未被选中为授权代表的节点。

前述的一种基于动态授权和网络环境感知的区块链自适应共识方法，其特征是，所述步骤1)的具体步骤为：

11)区块链共识模块扫描并得到所有可参与共识认证过程的节点数量；

12)共识模块根据地理位置对可参与共识验证节点初步分簇，先将距离太过遥远的节点(例如不同国家、地区的节点)分开；

13)共识模块根据所需验证的业务(交易)的类型、规模、重要程度等参数决定所需共识节点的数量；

14)再依据所需共识节点数量和可参与共识验证节点数量的比例得到需要分的簇数，并进一步细化分簇；当分簇完成后，每一簇将会随机选出一个节点作为授权代表代表本簇内所有节点来参与验证本次交易。