[发明专利]一种基于节点信任评估的区块链共识方法

权利要求书

1.一种基于节点信任评估的区块链共识方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：创建一个包括多层次的综合信任评估架构，所述架构包括评估层、度量层、评分层、存储层。所述评估层包含三种信任评估方法，即服务信任评估、任务信任评估和行为信任评估，所述服务信任评估为评估节点提供的服务，任务信任评估为评估节点参与区块链任务的情况，行为信任评估为评估节点的行为；所述度量层为量化评估层中所述的三种信任评估方法；所述评分层把服务信任评估、行为信任评估和任务信任评估的结果相结合，得到节点的最终信任分数；所述存储层为计算出的节点信任分数存储在区块链和分布式哈希表中，用以启用防篡改存储和快速查找信息；

步骤2：确定综合信任评估架构第二层度量层中的具体参数，为节点信任评估的计算做准备；评估层中的服务信任评估包括服务测试、服务监控和服务评级，任务信任评估包括检查节点是否参与区块链任务，行为信任评估包括服务和信任数据的完整性；

步骤3：根据参数的定义为度量层中每个参数确定信任评估数学模型，以此进行节点信任度评估的计算；

步骤4：利用上述信任评估数学模型计算得到的节点信任分数，构建信任共识机制，在可信的基础上完成新区块的创建以及节点的共识。

2.根据权利要求1所述的一种基于节点信任评估的区块链共识方法，其特征在于：步骤2中，确定综合信任评估架构第二层度量层中的具体参数，包括服务测试S_t，即功能测试S_f、响应时间S_r、服务接受度S_a；服务监控S_m，即服务正常运行时间S_u、在线/离线操作S_o；服务评级S_g，即服务满意度S_s；节点任务参与S_p；节点完整性检查S_i。

3.根据权利要求1所述的一种基于节点信任评估的区块链共识方法，其特征在于：步骤3中，根据节点信任评估中参数的定义确定每个信任评估数学模型，将模糊的信任衡量问题用确定的数学公式的计算来解决，具体数学公式如下：

其中：S是归一化值；S_i是非标准化值(测试结果)；max(S_i)是最大值；min(S_i)是最小值；

其中：S_f为功能测试的标准化得分；S_c为功能测试后的测试结果；max(S_c)为最大可能测试分数(等于100)；min(S_c)为最低可能测试分数(等于0)；

若Rtimemax(Rtime)，则

若Rtimemax(Rtime)，则S_r＝1；

若Rtime2max(Rtime)，则S_r＝0； (3)

其中：S_r是服务的响应时间的分数，Rtime是响应时间，max(Rtime)是最大响应时间；

其中：S_a是服务接受度的分数；Resp是肯定响应的数量；Req是请求的数量；

其中：S_u是服务正常运行时间的分数；T_up是正常运行时间；T_down是停机时间；

其中：S_o是有关在线/离线操作的分数；N_o是在线操作的数量；M_a是监控动作；

其中：S_s是关于服务交互的分数；N_s是成功交互的次数；N_t是交互的总数；

其中：S_p是参与任务的分数；N_t是完成的任务数；N_at是平均已完成任务的数量；T_t是任务的监控时间段；T_at是任务的平均监控时间段；

其中：S_i是服务完整性的分数；N_c是正确的匹配项；N_i是检查的总数。

4.根据权利要求1所述的一种基于节点信任评估的区块链共识方法，其特征在于：所述步骤4中，构建信任共识机制包括信任节点过滤、节点随机选择、区块创建、信任加权投票和信任奖励五个阶段。信任节点过滤：使用选择算法过滤出具有80％或更高的信任度分数的节点；节点随机选择：从过滤出来的高信任度分数节点中随机选择一个节点作为区块创建者；区块创建：区块创建者把区块创建者的信任分数、区块ID、前一个区块的哈希值、时间戳、默克尔根和交易信息添加到新区块中；信任加权投票：新区块生成后将广播给其他节点进行验证投票，投票基于验证者的信任评分进行加权；信任奖励是为了激励网络中的节点，奖励那些积极参与区块链任务的节点，并且激励信任得分排名在后20％的低分数节点。