区块链节点的信誉评价方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种区块链节点的信誉评价方法和系统，涉及区块链技术领域。所述方法包括如下步骤：传递区块链节点投票信息；根据区块链节点的投票信计算非自私水平；根据所有节点的非自私水平对节点的信誉度进行评价；根据评价的结果生成信誉区块。所述方法可对区块链节点的自私行为进行评价，提升区块链共识效率以及区块链网络可扩展性。

Reputation evaluation method and system of blockchain nodes

【技术实现步骤摘要】
区块链节点的信誉评价方法及系统
本专利技术涉及区块链
，尤其涉及一种区块链节点的信誉评价方法及系统。
技术介绍
近年来，区块链(也称为分布式分类帐技术)显示出了在革新金融系统和其他领域巨大的机会。在加密货币中，比特币和以太坊的高价格证明了即使没有授权方，数字货币也是可行的。IBM和阿里巴巴等许多公司也投入到区块链开发中，进行源跟踪或跨境支付。为了解决当今基于工作量证明(PoW)的区块链的低吞吐量并使区块链更加实用的问题，许多研究人员致力于基于非PoW共识的基于八卦的区块链方案的设计，例如实用的拜占庭容错(PBFT)和Raft。目前，这样的区块链系统可以实现每秒6000个交易，这与VISA的吞吐量相比具有竞争力。因此，基于Gossip协议的非工作量证明区块链将成为建立高性能区块链系统的最有希望的方向。但是，由于在区块链中所有节点都是自私的，在这类系统中将会存在搭便车的行为，这会严重降低系统性能。在典型的基于Gossip协议的非工作量证明区块链系统中，例如：要达成共识，PBFT或Raft必须将成员输出的每条消息都传递给所有其他成员，由于系统可以支持数千个TPS，因此带宽要求非常高，并且网络中的每个节点都应传输大量数据。但是，节点奖励(每个验证者生成区块的奖励)完全基于交易验证结果。因此，想要最大化自己的效用的自私节点可能倾向于以最小的努力来传输数据，甚至是搭便车，因为数据传输不会带来任何效用。自私的节点会对区块链网络产生负面影响。一方面，诚实节点将需要更多传输以达成共识，并且消息传输延迟和块生成时间将增加。另一方面，诚实节点会花费更多带宽来补偿自私节点的搭便车行为。当自私节点的比例增加时，情况将更糟。在所有节点都是自私的最坏情况下，系统将被挂起，因为它们都没有动机通过共识协议传输数据。在现有方案中，我们没有有效的方法来识别此类行为。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可对区块链节点的自私行为进行评价，提升区块链共识效率以及区块链网络可扩展性的方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种区块链节点的信誉评价方法，其特征在于包括如下步骤：传递区块链节点投票信息；根据区块链节点的投票信计算非自私水平；根据所有节点的非自私水平对节点的信誉度进行评价；根据评价的结果生成信誉区块。进一步的技术方案在于，所述传递区块链节点投票信息包括如下步骤：设置投票信息结构：投票信息由所有验证节点基于其在本周期内行为的得分构成，设为由验证节点vi在周期t中生成的投票信息，是相应的由节点vi对节点vj的评价；特别的，代表从节点vj向节点vi传递的共识信息数据包数量。设定Gossip协议：第一步，设是第一步Gossip中节点vi在ri周期中收集到的信息的集合；那么，在下一个周期中，vi会随机地选择其他验证节点并传递投票消息；其中第二步，是通过比较第一步中的信息检查是否存在拜占庭攻击，第二步Gossip协议和第一步相似，传输的数据为进一步的技术方案在于，根据区块链节点的投票信计算非自私水平的步骤如下：节点vi的投票信息包含了所有验证节点的信誉分数在两步gossip协议之后得到所有节点对其他节点的分数集如前所述，得分是从节点vj向节点vi传递的共识数据量；来自不同验证节点的分数具有相同的权重1/N，在基于相似度的方法中，从一个节点的角度来看，会给得分和自己更相似的验证节点分配更高的权重，两个验证节点之间的相似度为：对一个特定验证节点而言，与更多验证节点具有更多相似性的验证者倾向于诚实；设总验证节点中有一半以上是诚实的，那么对于一个恶意验证节点，它与N/2个以上的验证者之间就不可能具有高度相似性，并且其最高N/2个相似度的方差必须大于诚实节点的方差；对于一个验证节点来说，我们可以选择在排序在前N/2个相似度中具有最小方差的数据来生成它的全局信誉分数；生成全局分数后，每个验证者的权重在一个周期中节点的非自私水平是：进一步的技术方案在于，根据所有节点的非自私水平对节点的信誉度进行评价的方法如下：根据所有验证者的信誉分配奖励，设在时期t的总奖励为Ct，因此，验证节点vi的奖励为：进一步的技术方案在于，根据评价的结果生成信誉区块的方法如下：所述信誉区块包含所有验证者的信誉已验证交易块的所有哈希，这些哈希按时间顺序排序以计算交易验证结果。进一步的技术方案在于，所述信誉区块还存储其它参数，包括打包区块奖励Ct，和ntcd以确定σb(x)。本专利技术还公开了一种区块链节点的信誉评价系统，其特征在于包括：投票信息传递模块：用于传递区块链节点投票信息；非自私水平计算模块：用于根据区块链节点的投票信计算非自私水平；信誉度评价模块：用于根据所有节点的非自私水平对节点的信誉度进行评价；信誉区块生成模块：用于根据评价的结果生成信誉区块。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述方法将自私行为视为基于gossip协议的非工作量证明区块链系统的威胁，这可能会导致性能下降，利用信誉的思想，设计基于信誉的区块链系统来应对自私行为，从而保证了区块链系统的鲁棒性和安全性。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术实施例所述方法的主流程图；图2是本专利技术实施例所述方法中信誉区块的原理框图；图3是本专利技术实施例所述系统的原理框图；图4是本专利技术实施例所述系统的架构图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。如图1所示，本专利技术实施例公开了一种一种区块链节点的信誉评价方法，其特征在于包括如下步骤：传递区块链节点投票信息；根据区块链节点的投票信计算非自私水平；根据所有节点的非自私水平对节点的信誉度进行评价；根据评价的结果生成信誉区块。具体的，投票信息传递包括如下步骤：1)构建投票信息的结构：投票信息由所有验证节点基于其在本周期内行为的得分构成，设为由验证节点vi在周期t中生成的投票信息，是相应的由节点vi对节点vj的评价；特别的，表示从节点vj向节点vi传递的共识信息数据包数量。2)设定Gossip协议：投票消息共享期间的主要问题是拜占庭式攻击。拜占庭式攻击可能导致不同的验证者对同一验证者拥有不同的投票消息，并导致不同的信誉结果。拜占庭式攻击的通用解决方案PBFT无法解决该问题，因为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种区块链节点的信誉评价方法，其特征在于包括如下步骤：/n传递区块链节点投票信息；/n根据区块链节点的投票信计算非自私水平；/n根据所有节点的非自私水平对节点的信誉度进行评价；/n根据评价的结果生成信誉区块。/n

【技术特征摘要】
1.一种区块链节点的信誉评价方法，其特征在于包括如下步骤：
传递区块链节点投票信息；
根据区块链节点的投票信计算非自私水平；
根据所有节点的非自私水平对节点的信誉度进行评价；
根据评价的结果生成信誉区块。


2.如权利要求1所述的区块链节点的信誉评价方法，其特征在于所述传递区块链节点投票信息包括如下步骤：
设置投票信息结构：投票信息由所有验证节点基于其在本周期内行为的得分构成，设为由验证节点vi在周期t中生成的投票信息，是相应的由节点vi对节点vj的评价；
设定Gossip协议：第一步，设是第一步Gossip中节点vi在ri周期中收集到的信息的集合；那么，在下一个周期中，vi会随机地选择其他验证节点并传递投票消息；其中第二步，是通过比较第一步中的信息检查是否存在拜占庭攻击，第二步Gossip协议和第一步相似，传输的数据为


3.如权利要求2所述的区块链节点的信誉评价方法，其特征在于：表示从节点vj向节点vi传递的共识信息数据包数量。


4.如权利要求1所述的区块链节点的信誉评价方法，其特征在于根据区块链节点的投票信计算非自私水平的步骤如下：
节点vi的投票信息包含了所有验证节点的信誉分数在两步gossip协议之后得到所有节点对其他节点的分数集如前所述，得分是从节点vj向节点vi传递的共识数据量；来自不同验证节点的分数具有相同的权重1/N，在基于相似度的方法中，从一个节点的角度来看，会给得分和自己更相似的验证节点分配更高的权重，两个验证节点之间的相似度为：

【专利技术属性】
技术研发人员：管侠，
申请(专利权)人：深圳市哈希树科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44