基于云计算的物流区块链共识算法制造技术

本发明专利技术公开了一种基于云计算的物流区块链共识算法，包括以下步骤：S1、前一物流节点将其节点信息加密生成对应区块信息；S2、区块信息进行全网广播，全网其余节点下载该区块信息并存储；S3、后一物流节点接收上一物流节点的节点信息并结合上一物流节点的区块信息验证上一物流节点是否为信任节点，若是，后一物流节点将其节点信息附在上一物流节点的区块信息上，并加密生成对应区块信息；S4、重复步骤S2‑S3至物流交易完成；S5、删除每个节点中存储的重复数据；S6、通过PBFT算法的预准备、准备和确认三个阶段完成节点共识过程。本发明专利技术具有解决物流交易的去中心化、用户之间的信任、以及可溯源的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于云计算的物流区块链共识算法
本专利技术涉及物流交易
更具体地说，本专利技术涉及一种基于云计算的物流区块链共识算法。
技术介绍
目前物流交易除了通过物流信息管理系统的相关模块进行定制运输计划，和出入库模块对仓储进行简单管理跟踪，大部分操作仍停留在手工管理和纸质单据留存。物流交易流程包括了下单管理、出入库、库存盘点、运输跟踪、交易反馈等，该流程所产生的运输费用、单据审核、交易对接、货品完整等流通环节的详细敏感信息没有进行统一集中处理，整个物流交易流程为非可见，无法衔接好供应链中的所有客户，以提供高效的物流服务，也不能达到物流去中心化、不可抵赖性的要求。传统的物流中心化交易模型具备一定的现代化程度，通过物流中心的运营规范，物联网智能识别技术，以及物流中心的网络和数据库建立信息平台，用户可在其平台上进行信息的查询和物流交易，但是传统的物流独立认证中心交易模型存在信息的安全问题：一是容易受到网络攻击，可导致保密信息被公开；二是无法验证用户身份真实性与审查溯源，交易双方身份唯一标志无法保证；三是通过交易双方的以往经验和资格审查进行信用评级，存在大量不可信的交易数据，要收集全面、完整、系统的物流交易信息非常困难。物流交易活动的信息安全、上下游客户的共识信任问题亟待解决。因此，如何解决物流交易的去中心化、用户之间的信任、以及可溯源的问题，具有重要的科学意义和经济价值。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种基于云计算的物流区块链共识算法，解决物流交易的去中心化、用户之间的信任、以及可溯源的问题。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于云计算的物流区块链共识算法，包括以下步骤：S1、前一物流节点将其节点信息加密生成对应区块信息；S2、区块信息进行全网广播，全网其余节点下载该区块信息并存储，其中，节点包括物流节点及非物流节点；S3、后一物流节点接收上一物流节点的节点信息并结合上一物流节点的区块信息验证上一物流节点是否为信任节点，若是，后一物流节点将其节点信息附在上一物流节点的区块信息上，并加密生成对应区块信息；S4、重复步骤S2-S3至物流交易完成；S5、删除每个节点中存储的重复数据；S6、通过PBFT算法的预准备、准备和确认三个阶段完成节点共识过程。优选的是，步骤S5删除每个节点中存储的重复数据之前还包括：通过Combiner函数对全网节点存储的区块信息进行归约处理去除噪声错误数据，得正常通信节点及正常通信节点数据；步骤S5删除每个节点中存储的重复数据具体为：通过Reduce函数删除每个正常通信节点中存储的重复数据，形成子数据。优选的是，步骤S6之前还包括为每个正常通信节点映射虚拟节点，建立共识节点网络，每个虚拟节点内存储与其对应正常通信节点的子数据；步骤S6具体为共识节点网络通过PBFT算法的预准备、准备和确认三个阶段完成节点共识过程。优选的是，所述的基于云计算的物流区块链共识算法，还包括：S7、下载各物流节点信息，各物流节点信息组合得物流信息。优选的是，步骤S1之前还包括：A1、构建云物流区块链平台；A2、物流链上各参与主体在云物流区块链平台上注册生成对应物流节点，其中，物流链上的各参与主体按物流交易顺序构成前一物流节点和后一物流节点，云物流区块链平台已有节点构成非物流节点，发货主体对应的节点为主节点；其中，云物流区块链平台包括：JobClient模块，其用于接收发货主体发送的请求信息，并通过Input函数处理输出为主节点的节点信息，其中，主节点的节点信息包括数据信息、节点名称、公钥、私钥、及更新时间，数据信息包括货品信息、发货主体信息、收货主体信息及下一主体信息；Jobtracker模块，其与JobClient模块连接，用于接收主节点的节点信息，并进行全网检索，确定包括各参与主体对应的物流节点的全网节点；Map模块，其与Jobtracker模块连接，用于接收主节点的节点信息，其根据主节点的节点信息确定各物流节点的节点信息，并将各物流节点的节点信息发送至对应的物流节点，主节点为一前一物流节点。优选的是，步骤S1和步骤S3中加密具体为：节点信息通过一次Hash函数运算形成摘要，摘要通过该节点的秘钥加密附上数字签名，其中，秘钥加密具体为进行一次Hash函数运算，区块信息为hash串码。优选的是，步骤S3中验证上一节点是否为信任节点具体为：后一物流节点通过其公钥对上一节点的区块信息进行解密形成摘要a，并对接收的上一节点的节点信息进行一次Hash函数运算形成摘要b，比较摘要a和摘要b是否一致，若一致，则上一节点为信任节点。本专利技术至少包括以下有益效果：保证了去中心化和不可篡改性的要求，应用云计算的高鲁棒性，分布式存储的特性，解决了大规模共识运算的算力问题，为当前物流行业存在的交易去中心化等一系列问题提供了区块链解决的思路，且在安全性，稳定性，吞吐量都有较高的表现。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术其中一种技术方案所述的基于云计算的物流区块链共识算法的流程示意图；图2为本专利技术其中一种技术方案所述的PBFT算法认证流程示意图；图3为本专利技术其中一种技术方案所述云计算的物流区块链模型图；图4为本专利技术其中一种技术方案所述的伪造节点攻击成功概率趋势图；图5为本专利技术其中一种技术方案所述的PBFT，MinBFT和CloudPBFT三种算法延迟比较条状图；图6为本专利技术其中一种技术方案所述的PBFT，MinBFT和CloudPBFT三种算法吞吐量示意图；图7为本专利技术其中一种技术方案所述的基于云计算的物流区块链共识算法容错性与延迟时间关系图；图8为本专利技术其中一种技术方案所述的基于云计算的物流区块链共识算法容错性与区块高度关系图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。如图1所示，本专利技术提供一种基于云计算的物流区块链共识算法，包括以下步骤：S1、前一物流节点将其节点信息加密生成对应区块信息；S2、区块信息进行全网广播，全网其余节点下载该区块信息并存储，其中，节点包括物流节点及非物流节点；S3、后一物流节点接收上一物流节点的节点信息并结合上一物流节点的区块信息验证上一物流节点是否为信任节点，若是，后一物流节点将其节点信息附在上一物流节点的区块信息上，并加密生成对应区块信息；S4、重复步骤S2-S3至物流交易完成；S5、删除每个节点中存储的重复数据；S6、通过PBFT算法的预准备、准备和确认三个阶段完成节点共识过程。在这种技术方案中，全网节点包括物流节点及非物流节点，物流节点为一次物流交易链上所有参与主体对应的节点，非物流节点为全网节点中区别于上述物流节点的剩余节点使用过程中，若具体为A参与主体将物品传递至B参与主体，经过的信息传递过程包括A-C(A参与主体-C参与主体)、C-D(C参与主体-D参与主体)、及D-B(D参与主体-B参与主体)，ACDB参与主体对应的节点均为物流节点，以下简称A节点、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于云计算的物流区块链共识算法，其特征在于，包括以下步骤：S1、前一物流节点将其节点信息加密生成对应区块信息；S2、区块信息进行全网广播，全网其余节点下载该区块信息并存储，其中，节点包括物流节点及非物流节点；S3、后一物流节点接收上一物流节点的节点信息并结合上一物流节点的区块信息验证上一物流节点是否为信任节点，若是，后一物流节点将其节点信息附在前一物流节点的区块信息上，并加密生成对应区块信息；S4、重复步骤S2‑S3至物流交易完成；S5、删除每个节点中存储的重复数据；S6、通过PBFT算法的预准备、准备和确认三个阶段完成节点共识过程。

【技术特征摘要】
1.基于云计算的物流区块链共识算法，其特征在于，包括以下步骤：S1、前一物流节点将其节点信息加密生成对应区块信息；S2、区块信息进行全网广播，全网其余节点下载该区块信息并存储，其中，节点包括物流节点及非物流节点；S3、后一物流节点接收上一物流节点的节点信息并结合上一物流节点的区块信息验证上一物流节点是否为信任节点，若是，后一物流节点将其节点信息附在前一物流节点的区块信息上，并加密生成对应区块信息；S4、重复步骤S2-S3至物流交易完成；S5、删除每个节点中存储的重复数据；S6、通过PBFT算法的预准备、准备和确认三个阶段完成节点共识过程。2.如权利要求1所述的基于云计算的物流区块链共识算法，其特征在于，步骤S5删除每个节点中存储的重复数据之前还包括：通过Combiner函数对全网节点存储的区块信息进行归约处理去除噪声错误数据，得正常通信节点及正常通信节点数据；步骤S5删除每个节点中存储的重复数据具体为：通过Reduce函数删除每个正常通信节点中存储的重复数据，形成子数据。3.如权利要求2所述的基于云计算的物流区块链共识算法，其特征在于，步骤S6之前还包括为每个正常通信节点映射虚拟节点，建立共识节点网络，每个虚拟节点内存储与其对应正常通信节点的子数据；步骤S6具体为共识节点网络通过PBFT算法的预准备、准备和确认三个阶段完成节点共识过程。4.如权利要求3所述的基于云计算的物流区块链共识算法，其特征在于，还包括：S7、下载各物流节点信息，各物流节点信息组合得物流信息。5.如权利要求4所述的基于云计算的物流区块链共识算法，其特征在于，步骤S1之前还包括：A...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文敬，周杰，
申请(专利权)人：广西师范学院，
类型：发明
国别省市：广西,45