[发明专利]一种基于区块链分片的恶意节点检测方法

说明书

本发明涉及一种基于区块链分片的恶意节点检测方法，属于移动通信技术领域。该方法利用分片技术提高区块链吞吐量。分片技术将网络节点划分为多个分片，每个分片可以并行处理交易记录。本发明提出了一种基于归一化熵估计恶意节点比例的方法，并计算出最大安全分片数。此外，结合贪心算法和最大最小公平算法，提出一种s型节点分配算法S‑NA。本方案在保证整个系统安全性的前提下，有效降低系统时延，提高吞吐量，降低雾计算网络中恶意节点比例。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及一种基于区块链分片的恶意节点检测方法。

背景技术

随着通信和信息技术的飞速发展，物联网(Internet of Things，IoT)应用已经渗透到了我们日常生活的方方面面。遍布于各个角落的不同类型IoT设备通过多种通信技术，如WiFi，ZigBee，长期演进(LTE)，蓝牙和5G等技术连接到Internet，构建成一个万物互联的复杂网络体系，服务于智能城市，智能家居或创新的电子医疗应用等应用场景。与此同时，IoT设备收集的数据也以指数式的趋势增长。为了更好的满足IDs的QoS需求，通过将计算任务卸载到资源丰富的边缘服务器或网络中的边缘节点，引入了移动边缘计算(MEC)来降低时延。

雾计算(Fog Computing)是一种新型的边缘计算网络架构，可以将计算、通信以及存储等资源分布到靠近用户的设备上，从而实现将云计算拓展到网络边缘。相比于传统的云计算，雾计算具有时延少、能耗低、质量高等优势。用户可以将其全部或者部分IoT设备的计算任务卸载到邻近的雾服务器上以释放工作负载。但是，由于雾服务器通常分布在外部，这意味着它们很容易出现故障和入侵。如果有一些雾服务器受到攻击者的攻击，用户可能会误将其计算任务卸载到附近的由计算机病毒或特洛伊木马程序注入的雾服务器中，从而引发隐私泄露等问题。因此，保障用户数据的安全性和隐私性问题逐渐成为了新兴移动网络技术所面临的巨大挑战。

为了解决上述问题，区块链被认为是一种最有效的方法。近年来，区块链技术在学术界和行业中得到了广泛的研究。随着对区块链技术的研究不断深入，人们发现其非常适用于雾计算系统。雾计算系统的主要优势在于可以高效地处理大量的数据信息，但是缺乏保障信息的安全性与隐私性的良好机制，而区块链技术恰恰可以弥补这一缺陷。

但是，当前区块链网络由于吞吐量低和可扩展性的限制，不适合多节点的雾网络。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于区块链分片的恶意节点检测方法，用于解决在网络中产生大量数据时，区块链的低吞吐量问题，提高用户数据的验证和存储效率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例根据网络场景的特性，将网络节点划分为多个分片，每个分片可以并行处理交易记录，该方法包括以下步骤：

S1：基于分片区块链网络的雾计算模型；

S2：估计网络中恶意节点的概率；

S3：基于信誉模型更新FNs的信誉度；

S4：制定分片分配方法。

第二方面，本发明实施例在步骤S1中，建立了一种基于区块链技术的雾计算卸载模型，其中包含以下网络元素：1)终端设备层，包括智能手机、可穿戴设备、智能车辆等；2)雾服务层，包括雾服务器和各类接入点。