[发明专利]一种基于信誉机制和DPOS的区块链跨区域认证方法

权利要求书

1.一种基于信誉机制和DPOS的区块链跨区域认证方法，其特征在于：该方法为：

引入主链与区域链的交叉结合，主链负责记录车辆在全网的信誉记录，各个地区的区域链负责车辆在对应区域的交互行为；引入节点信誉机制，对基站节点和车辆节点在运行过程中的行为记录进行信誉度评分，具体包括以下步骤：

S1：初始化全网所有节点信誉记录，全网所有基站节点共同组成主链，同一个区域的基站节点组成区域链；

S2：需要入网的车辆节点发送认证请求，认证通过后作为投票节点加入到所在区域的链中，采用DPOS共识机制产块；

S3：基站节点作为代表节点，区域内的车辆作为投票节点，车辆根据自身信誉评分对基站节点进行投票；

S4：主链进行DPOS共识，根据得票数统计结果，产生主链的代表节点，负责在主链上生产区块，记录车辆的移动信息，负责实现车辆到新区域的安全认证；

在所述S1中，具体包括：

S11：初始化全网基站节点ID，每个节点的节点ID为“区域代号-节点序号”；

S12：区域代号相同的节点采用DPOS机制构成各自的区域链，其中各个基站节点作为备选节点参与竞争产块，所有基站节点共同构成主链，根据区域链的投票结果选择高信誉节点生产主链区块；

在所述S2中，具体包括：

S21：认证阶段，车辆节点发送认证请求，包含车辆自身的唯一设备识别码SUCI至基站节点；基站节点转发至认证中心，向认证中心服务器认证；

S22：认证服务器认证成功后返回由SUCI生成的临时标识GUTI，并将向基站节点返回成功认证消息，基站收到成功认证消息后为车辆节点生成钱包地址和公私钥并返回给车辆，车辆作为节点加入本区域的链中；

在所述S3中，具体包括：

S31：车辆节点的信誉评分P_i代表车辆i在一次DPOS共识过程中，所能够投出的票数，其票数由两部分构成：车辆i在各个区域中的交易次数和在各个区域中的参与投票轮数，P_i的值由公式(1)计算得出：

信誉值由区域信誉分，车辆交易数量，车辆投票轮次与车辆行为表现共同决定；

T_ir表示车辆的交易数量，V_ir表示车辆投票的轮数，W_T表示交易量的权重，W_T表示投票轮数的权重，B_i表示车辆的行为表现分数，初始值为1，每轮投票完成后，B_i随车辆行为变化；W_r由公式(2)计算，

其中，Bad_r代表区域r产块出错次数，Bad_R代表所有区域产块出错次数，Good_r代表区域r成功产块次数，GOOD_R代表所有区域成功产块次数；

S32：各个区域每次产块阶段，每个车辆节点都能根据自身信誉评分对基站节点进行投票，投票结束后，根据公式(2)计算各个基站节点的得票数：

其中P_i代表车辆节点i的投票数，E_j代表基站节点j的信誉分数，由公式(3)计算得到：

其中，k，a，b为控制信誉分数增长的参数，可根据系统需要进行调整，q代表产块失败数量，p代表产块成功的数量；

S33：系统计算得票总数，选择得票数前N的节点作为代理节点负责区块生产，该节点都完成生产后，进行下一运行周期，继续步骤S3；

在所述S4中，具体包括：

S41：主链产块阶段，选择每个区域链中信誉分数最高的基站节点参与主链DPOS共识投票；

S42：参与共识的节点，根据自身信誉度分数进行互相投票，投票结束后，计算各个基站的得票数总和；

S43：得票数前N’的节点作为代理节点负责主链区块生产，代理节点计算每个区域链最新区块的哈希值，并生成哈希Merkel树，记录在主链区块中；

S43：区域链中节点需要对区块进行校验时，根据区块ID，在Merkle树中找到对应的叶子节点，将叶子节点哈希值与区块哈希值进行比对完成校验。