[发明专利]一种工业区块链中智能合约冲突的分布式检测方法

说明书

一种工业区块链中智能合约冲突的分布式检测方法，包括以下步骤：步骤1，获取智能合约；步骤2，智能合约特征提取；步骤3，智能合约聚类分析；步骤4，智能合约代码分析；步骤5，生成智能合约特征码；步骤6，智能合约代码冲突分析；步骤7，智能合约函数依赖分析；步骤8：智能合约数据依赖分析；步骤9：智能合约符号扫描；步骤10，智能合约冲突检测结果输出；该方法能够有效检测工业区块链智能合约中潜在的冲突风险，生成冲突分类编码，并中止冲突的智能合约，减少工业区块链智能合约中的冲突发生。

技术领域

本发明属于工业区块链技术领域，具体涉及一种工业区块链中智能合约冲突的分布式检测方法。

背景技术

工业区块链能够运用数据加密，去中心化、分布式共识，时间截和经济激励等手段，在结点无需互相信任的分布式工业系统中实现基于去中心化信用的点对点交易、协调与协作，从而解决了中心化工业体系架构普遍存在的高成本、低效率和数据存储不安全等问题。智能合约是工业区块链得以自动运行的关键，是数字形式的可自动执行的协议，本质上是部署在区块链上可以自动执行的代码。智能合约主要封装了支持智能合约运行，赋予智能合约去中心化、不可纂改的能特性的区块链层，封装智能合约执行环境的执行层以及封装了参与方从沟通协商到编写出一份智能合约中的语言的合约层。

但是工业区块链智能合约本身也存在冲突问题。首先，智能合约自身的安全缺陷导致的冲突问题。根据相关的调查统计，工业区块链智能合约中出现频率最高的10类安全缺陷分别是：代码重入、访问控制、整数溢出、未严格判断不安全函数调用返回值、拒绝服务、可预测的随即处理、竞争条件/非法预先交易、时间截依赖、短地址攻击、漏洞问题。这些问题均可能导致工业区块链智能合约在执行过程出现冲突。其次，是区块链分叉的冲突。区块链分叉后，将会形成两个或更多分支，而且都是有效的。如果智能合约再产生新的区块，将可以添加到两个分支中的任何一个中，从而导致一个分支比另一个分支更长。其次，工业区块链还存在分布式数据的一致性问题和冲突问题。由于区块链使用增量复制且不定时运行智能合约，那么在两次复制之间的这段时间内，难以保证分布式账本系统中各个拷贝之间的数据一致性。如果只能保证数据的弱一致性，分布式账本在不同地点的数据拷贝可能在一段时间内不一致，一地的操作无法在另一地的拷贝上即时得到反映，则会使查询结果冲突。再次，工业区块链中存在多种攻击导致的冲突问题。比特币交易中存在竞态攻击，因为智能合约的交易要被写入区块链才有效。例如竞态攻击的攻击者，可以使用2台以上不同的机器把相同的比特币发给不同的卖家。一旦卖家没有等到付款被确认就发货了，智能合约运行后，则卖家无法拿到付款。又例如双重支付攻击和芬尼攻击，攻击者以矿工身份发起攻击。攻击者或矿工用第一笔交易挖掘了一个区块，但是不释放，接着用同一个比特币发起第二笔交易，然后释放出预先挖掘的区块，从而导致交易冲突。另外，拥有51%算力的人，也可以发起攻击，并随意改写区块链数据，导致区块链交易冲突。

传统的冲突检测方法往往需要高性能计算机，并不适合工业区块链这种轻量级的分布式架构。而且，智能合约各项检测工具和漏洞扫描工具还存在误报和漏报现象，如对漏洞的误报（形式化验证与静态分析漏洞检测工具）、漏报（符号执行检测工具）、漏洞检查项过少（符号执行漏洞检测工具）、检测时间开销大、无法检测逻辑方面的漏洞（污点分析检测工具）、由于路径覆盖率不充足而导致的部分漏报（模糊测试检测工具）等问题，并且至今未有较好的改良方案。因此，如何对工业区块链智能合约进行有效的冲突检测是提升区块链系统安全性的关键问题。但是，现有的区块链技术和智能合约在尚未有有效机制进行冲突检测，从而制约了区块链智能合约交易的推广应用。

发明内容

为了有效检测工业区块链智能合约中的冲突，本发明提出了一种工业区块链中智能合约冲突的分布式检测方法。

一种工业区块链中智能合约冲突的分布式检测方法，包括以下步骤：