基于云边端的区块链共识机制自适应选择方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于云边端的区块链共识机制自适应选择方法及系统，包括步骤：

【技术实现步骤摘要】
基于云边端的区块链共识机制自适应选择方法及系统


[0001]本专利技术涉及云边端区块链共识选择的
，特别是涉及一种基于云边端的区块链共识机制自适应选择方法及系统
。

技术介绍

[0002]端边云架构作为一种层次型的分布式计算架构，包括端层结构
、
边层结构和云层结构，利用其层次型和地理上分布式的特点提供多样的计算服务
。
端边云架构作为一种地理上分布式的架构，架构中包含各种类型的计算设备，这些设备彼此之间呈现出很强的异构性，一些安全防护能力较弱的节点容易受到安全攻击，因数据会分布在不同的节点上，需要在不同层次和不同设备之间进行流转，这个过程中数据的完整性和可用性不能得到保障，且在不可信的环境下，数据的安全共享受到挑战，尤其是开放型的端边云网络可能会接入恶意的终端设备或计算设备，这些设备会破坏系统的正常运行，系统的稳定性无法得到保障
。
[0003]将区块链融入到端边云架构中可以使端边云的各节点之间进行互信的数据交互，并保证数据的完整性和可用性
。
但由于区块链在系统架构
、
对节点资源要求和多方共识方面的特点，端边云架构在融合区块链时面临诸多挑战，如端边云下的信任模型和节点资源受限和大规模接入的特点，使得在选择区块链共识算法时不能完全兼容端边云的所有节点
。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题中的至少之一，本专利技术提出一种基于云边端的区块链共识机制自适应选择方法及系统
。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：本专利技术提供了一种基于云边端的区块链共识机制自适应选择方法，包括如下步骤：
S1、
确定多个备选区块链共识机制，为多个备选区块链共识机制划分共识机制等级，以及设置与共识机制等级对应的整体性能评价阈值；
S2、
根据区块链云
、
边
、
端的节点属性分别计算各个节点的安全评估值
、
性能处理值和资源消耗率；
S3、
根据节点的安全评估值
、
性能处理值和资源消耗率，得到区块链的整体性能评价值；
S4、
根据区块链的整体性能评价值大小结合共识机制等级选择最优的共识机制
。
[0006]作为进一步的改进，所述步骤
S1
中，为多个备选区块链共识机制划分共识机制等级，划分共识机制等级包括从算法复杂度
、
通信复杂度
、
安全性和可扩展性方面对共识机制进行自定义量化分级
。
[0007]作为进一步的改进，所述对共识机制进行自定义量化分级，是根据共识机制的算
法复杂度
、
通信复杂度
、
安全性和可扩展性从简单到复杂赋予由低到高的共识机制等级，将共识机制等级结合区块链的整体性能评价值设置对应的整体性能评价阈值
。
[0008]作为进一步的改进，云边端的区块链节点包括区块链接收节点和区块链发送节点，区块链发送节点用于组织业务数据，并将业务数据发送给区块链接收节点；区块链接收节点用于接收区块链发送节点发送的业务数据，验证业务数据的合法性，并在验证通过后根据区块链节点信息及业务数据计算整体性能评价值，根据整体性能评价值从共识机制等级中选择最优的共识机制
。
[0009]作为进一步的改进，所述步骤
S2
中，计算各个节点的安全评估值包括如下公式：
[0010]其中，
S
表示节点的安全评估值；为节点属性对安全评估值的影响权重；为业务数据对安全评估值的影响权重；表示第
j
个已授权节点的节点安全特征值，
j
的取值为1到
J
，
J
为区块链已授权节点个数；表示第
r
个未授权节点的节点安全特征值，
r
的取值为1到
R
，
R
为区块链未授权节点个数；表示第
j
个已授权节点的节点安全特征值的影响因子，表示第
r
个未授权节点的节点安全特征值的影响因子；
e
为常数；
i
的取值为1到
N
，
N
为请求接收方区块链节点个数，
J+R=N ；为第
i
个节点的数据安全特征值；表示第
i
个区块链节点的数据长度
。
[0011]作为进一步的改进，所述步骤
S2
中，计算性能处理值包括如下公式：
[0012]其中，
P
表示区块链接收节点对各区块链子节点业务数据的性能处理值；表示区块链节点中第
k
个虚拟处理器使用频繁程度值，
k
的取值为1到
K
，
K
为区块链节点中的虚拟处理器总数；表示第
k
个处理器处理的第
h
个子任务的数据量，
h
的取值为1到
H
，
H
为第
k
个虚拟处理器处理的任务中子任务数量；表示第
k
个虚拟处理器对应的任务的数据总量；表示第
k
个虚拟处理器的数据处理速率；表示第
k
个虚拟处理器对应的任务的数据处理完成时长；表示第
k
个虚拟处理器在处理对应任务的过程中还处理其他任务的时长
。
[0013]作为进一步的改进，所述步骤
S2
中，计算资源消耗率包括如下公式：
[0014]其中，
X
为节点的资源消耗率；为第
k
个虚拟处理器运行状态参数，若虚拟处理器处于运行状态，则，若虚拟处理器处于未运行状态，则；表示第
k
个虚拟处理器的内存占用率，表示内存占用率对节点资源消耗率的影响因子；表示第
k
个虚拟处理器的硬盘占用率，表示硬盘占用率对节点资源消耗率的影响因子；表示第
k
个虚拟
处理器的
CPU
使用率，表示
CPU
使用率对节点资源消耗率的影响因子
。
[0015]作为进一步的改进，所述步骤
S3
中，根据节点的安全评估值
、
性能处理值和资源消耗率，得到区块链的整体性能评价值，包括如下公式：
[0016]其中，
W
表示云链端区块链的整体性能评价值，表示节点的安全评估值的权重因子，表示节点的性能处理值的权重因子，表示节点的资源消耗率的权重因子
。
[0017]本专利技术提供的一种基于云边端的区块链共识机制自适应选择方法，包括步骤： S1、
确定多个备选区块链共识机制，为多个备选区块链共识本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于云边端的区块链共识机制自适应选择方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、
确定多个备选区块链共识机制，为多个备选区块链共识机制划分共识机制等级，以及设置与共识机制等级对应的整体性能评价阈值；
S2、
根据区块链云
、
边
、
端的节点属性分别计算各个节点的安全评估值
、
性能处理值和资源消耗率；
S3、
根据节点的安全评估值
、
性能处理值和资源消耗率，得到区块链的整体性能评价值；
S4、
根据区块链的整体性能评价值大小结合共识机制等级选择最优的共识机制
。2.
根据权利要求1所述的基于云边端的区块链共识机制自适应选择方法，其特征在于，所述步骤
S1
中，为多个备选区块链共识机制划分共识机制等级，划分共识机制等级包括从算法复杂度
、
通信复杂度
、
安全性和可扩展性方面的至少一个或多个对共识机制进行自定义量化分级
。3.
根据权利要求2所述的基于云边端的区块链共识机制自适应选择方法，其特征在于，所述对共识机制进行自定义量化分级，是根据共识机制的算法复杂度
、
通信复杂度
、
安全性和可扩展性从简单到复杂赋予由低到高的共识机制等级，将共识机制等级结合区块链的整体性能评价值设置对应的整体性能评价阈值
。4.
根据权利要求1所述的基于云边端的区块链共识机制自适应选择方法，其特征在于，云边端的区块链节点包括区块链接收节点和区块链发送节点，区块链发送节点用于组织业务数据，并将业务数据发送给区块链接收节点；区块链接收节点用于接收区块链发送节点发送的业务数据，验证业务数据的合法性，并在验证通过后根据区块链节点信息及业务数据计算整体性能评价值，根据整体性能评价值从共识机制等级中选择最优的共识机制
。5.
根据权利要求4所述的基于云边端的区块链共识机制自适应选择方法，其特征在于，所述步骤
S2
中，计算各个节点的安全评估值包括如下公式：；其中，
S
表示节点的安全评估值；为节点属性对安全评估值的影响权重；为业务数据对安全评估值的影响权重；表示第
j
个已授权节点的节点安全特征值，
j
的取值为1到
J
，
J
为区块链已授权节点个数；表示第
r
个未授权节点的节点安全特征值，
r
的取值为1到
R
，
R
为区块链未授权节点个数；表示第
j
个已授权节点的节点安全特征值的影响因子，表示第
r
个未授权节点的节点安全特征值的影响因子；
e
为常数；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘齐军，王扬，陈益辉，郭兆中，张光明，谭林，
申请(专利权)人：湖南天河国云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：