[发明专利]一种基于协议指纹的区块链节点主动发现方法

说明书

本发明公开一种基于协议指纹的区块链节点主动发现方法，包括步骤一、选择扫描IP范围；步骤二、进行主机存活性检测；步骤三、选择协议指纹；步骤四、特定端口探测；步骤五、节点验证；本发明方法与基于种子节点关联的发现方法完全不同，不依赖于种子节点，主动对网络空间开展扫描探测，通过区块链应用特异性的协议指纹发现目标节点，覆盖范围广，可靠性高。

技术领域

本发明属于网络技术领域，具体涉及一种基于协议指纹的区块链节点主动发现方法。

背景技术

区块链是采用区块作为基本数据结构，基于分布式网络、密码算法、共识机制等技术的一种去中心化的新型网络应用。区块链系统采用分布式对等网络(P2P网络),网络节点及拓扑结构动态变化，对网络结构研究分析带来挑战。

区块链网络中节点类型有：全节点、网络节点、钱包节点、矿工等，掌握这些节点的数量、分布及属性，对区块链系统的交易流向分析、网络性能分析、网络安全监管有着十分重要的意义。

网络资源探测技术是通过协议分析、指纹构建、主动扫描等方法，对网络空间中的主机及设备进行探测，通过已知协议交互获取目标主机属性及状态。本专利对区块链网络节点的发现采用的是基于主动探测的方法。

由于区块链系统底层是P2P网络，故现有的区块链节点发现方法主要是通过种子节点来发现关联服务节点。比如：比特币客户端内置了一些可靠的种子节点地址，通过访问这些种子节点可进一步获得dnsSeeds、httpSeeds和addrSeeds等文件，里边包含了大量的服务节点地址。

再如：以太坊Geth客户端连接入网时，会访问内置的稳定节点地址，请求一定数量的服务节点地址，计算网络距离(Distance)后存储于自身K桶中(见图1)。更改客户端ID重新连接后，又可以获得新的地址，这样多次往复就可以获得很多节点地址。

现有方法最大的缺点是无法发现节点全集。从理论上讲，如果测试客户端分布范围足够广，尝试次数足够多时，是可以获取全部服务节点地址的。然而，现实情况中，测试客户端的分布范围、尝试次数总是有限的，另外种子节点也总是倾向于连接网络距离(Distance)较近的节点，因此现有方法是无法获得全部服务节点地址的。比如：Yu Zhang等人使用Github开源程序bitcoin-seeder进行比特币网络节点爬取实验，采用多线程方式多次爬取，最终只能获得8000-9000个节点，而始终无法获取节点全集(大于10000个)。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于协议指纹的区块链节点主动发现方法，能够基于协议指纹的区块链节点主动探测获得全部服务节点地址。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于协议指纹的区块链节点主动发现方法，包括以下步骤：

步骤一、根据探测任务需求选择IP地址进行扫描以探测区块链服务节点；

步骤二、进行主机存活性检测；

步骤三、构建区块链指纹库，针对不同类型的区块链应用，通过研究协议格式与通信机理，建立不同维度的指纹体系，将特异性的指纹数据记入指纹库中，根据待探测的区块链类型，从指纹库中选择相应的指纹数据；

步骤四、对主机端口进行开放性探测，若所探测的端口开放，则进入步骤五；若未开放，则探测失败，返回步骤一重新选择扫描IP地址；

步骤五、根据指纹库中的通信协议构造探测消息，向目标IP端口发送消息，若收到的返回消息格式正确且认证参数匹配，则节点验证成功；若未收到返回消息，或返回消息格式不正确，或认证参数不匹配，则节点验证失败，返回步骤一重新选择扫描IP地址。

进一步地，所述指纹数据包含协议名称、端口号和认证参数。

附图说明