[发明专利]基于区块链的车联网节点一致性共识方法

说明书

本发明涉及一种基于区块链的车联网节点一致性共识方法，将网络中节点划分为验证节点和一般节点，并对两种节点进行身份验证及身份转换；采用FMC聚类实现节点四类信用等级划分，根据信用等级给予节点不同权利；根据事务涉及范围来确定参与区块共识的验证节点及数量，建立可通信列表和可信任列表；将共识主要分为交易集共识和区块竞争构建两部分，交易集共识通过其可信任列表上节点的投票结果确定，区块竞争构建由信用等级为A的节点对交易共识结果进行哈希值计算，并由其他不参与区块构建节点验证完成。本发明方法适应于大规模交易下的网络环境，提高了节点参与区块共识的积极性，提高了大规模交易的共识吞吐量，降低了交易共识的时间。

技术领域：

本发明涉及区块链领域，具体涉及一种基于区块链的车联网节点一致性共识方法。

背景技术：

随着具有更高效网速和低功耗、低延时等特性的5G(5th-Generation,5G)技术的发展，车联网(Internet of Vehicles)等领域将发生重大变革，即具有车联网的车辆可采用5G技术，实现在路边设施缺损比较严重、部署不规范的道路、交通流量较大且车速较快等复杂路段下的快速感知和实时决策。并且得益于我国5G技术领域的领先优势以及庞大的汽车市场规模，我国车联网产业进入“快车道”。根据中国联通数据显示，预计2020年，全球V2X市场将突破6500亿元，中国V2X用户将超过6000万，市场规模超过2000亿。

但是基于5G技术的车联网信息面临汽车自身安全威胁、移动终端安全威胁、服务平台安全威胁等安全威胁，其信息安全问题显得尤为重要。由于区块链技术中节点遵循同一记账交易规则并在共识机制下达成一致意见，不存在中心化的硬件或管理机构。同时信息在经过验证并添加至区块链后，就会永久存储，除非在控制系统中足够数量且权利较高的节点，否则单个节点的入侵是无效的。因此可将区块链技术应用到车联网中，可有效应对车联网面临信息篡改、信息伪造等安全问题。区块链的核心要素是共识机制，可直接决定其在应用领域上的交易吞吐量与交易延时等特性。因此急需一种适用于车联网环境的区块共识方法，可满足大量交易的处理需求且能防范较为常见的攻击方式。

目前主流共识方法主要为POW(Proof of Work)，POS(Proof of Stake)和DPOS(Delegated Proof of Stake)。POW方法平均每十分钟才产生一个区块并且完成计算任务需要耗费大量的计算资源，且其计算方法除了预防入侵者外，没有更多实际或科学价值。POS方法解决了POW计算资源浪费问题，但是容易导致“富者更富”的现象出现和累积攻击的频繁发生，使节点间无法达成共识，甚至出现分叉问题。DPOS机制是在POS的基础上进行改进，提出了类似“董事会决策”机制。虽然DPOS机制大幅减少了参与验证和记账的节点数量，但其仍存在POS机制所带来的“富者更富”与累积攻击的问题，并且在节点的投票积极性与恶意节点的剔除方面上没有很好的解决。

总之，目前POS机制的区块共识速度较慢，且需要节点浪费大量计算资源，基于POS机制与DPOS机制存在首富节点的权力较大，容易遭受累积攻击或节点投票积极性较差等问题。上述现有方法均不适用于实时交易量较大的网络环境。有鉴于此，本案由此而生。

发明内容：

为满足大批量的交易吞吐，本发明提供一种基于区块链的车联网节点一致性共识方法。该方法应于大规模交易下的网络环境，提高了节点参与区块共识的积极性，提高了大规模交易的共识吞吐量，降低了交易共识的时间。为了实现上述发明目的，所采用的技术方案为：

基于区块链的车联网节点一致性共识方法，内容包括：

步骤1)：根据5G基站数量与行政规划中的行政区范围，对网络区域划分；令在每个区域内的5G基站以及信用等级在C或以上的运动节点为验证节点，令在每个区域内信用等级为D的运动节点以及新加入的运动节点为一般节点；设置节点身份验证与转换机制中的验证组5G基站的个数阈值M以及验证组中运动节点的个数阈值N；信用等级由高到低依次分为A、B、C、D四个等级；