[发明专利]一种用于提高大规模能源节点交易安全性的方法

说明书

本发明公开了一种用于提高大规模能源节点交易安全性的方法，包括如下步骤：S1：结合能源节点交易活跃度和可验证随机函数随机选择能源区块链网络中的固定数量的能源节点作为当前轮次的共识委员节点；S2：共识委员节点之外的剩余能源节点作为验证节点，对共识委员节点身份有效性进行验证；S3：通过验证后的共识委员节点进行PBFT共识过程，通过状态同步使本轮交易区块数据达成一致；S4：根据最新的能源交易活跃度参数由VRF产生新随机数，确定新一轮共识委员节点，再重复步骤S2~S4。通过上述方法，本发明实现高容错、算力小的PBFT共识算法在大规模能源节点交易场景下的扩展，提升能源交易信息打包上链效率和安全性。

技术领域

本发明属于能源区块链技术领域，具体地说，是涉及一种用于提高大规模能源节点交易安全性的方法。

背景技术

分布式新能源P2P交易过程中，能源区块链包含的各参与节点地位平等，且各节点都是经过权威机构认证后才参与到对应区块链网络，不同于其他网络中完全不可信的交易环境，能源区块链节点达成一致性协定不需要采用耗费大量计算资源的工作量证明（PoW）。实用拜占庭容错算法（PBFT）相比PoW，对节点算力要求不高，能在有恶意节点的情况下，快速达成正确的一致性决定。但该共识算法通信复杂度与节点数量相关，当节点数量增加时，算法性能大幅降低，难以实际应用在大规模分布式新能源节点交易中。

为解决PBFT在多节点场景中的扩展性问题，随机实用拜占庭容错算法（RPBFT）提供一种随机选择固定数量节点参与共识的思路，有效降低因为节点数量造成的复杂度过高问题。但目前RPBFT采用的随机算法是传统的当前取余操作，原理简单，网络参与者甚至能预测下一轮共识节点编号，进而展开有目的性的攻击，同时攻击者可以收买大部分傀儡节点，以增加被选中的概率，安全性得不到保障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于提高大规模能源节点交易安全性的方法，主要解决现有共识算法在大规模能源节点交易场景中开销大、时延高、易受攻击的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于提高大规模能源节点交易安全性的方法，包括如下步骤：

S1：结合能源节点交易活跃度和可验证随机函数随机选择能源区块链网络中的固定数量的能源节点作为当前轮次的共识委员节点；

S2：共识委员节点之外的剩余能源节点作为验证节点，对共识委员节点身份有效性进行验证；

S3：通过验证后的共识委员节点进行PBFT共识过程，通过状态同步使本轮交易区块数据达成一致；

S4：根据最新的能源交易活跃度参数由VRF产生新随机数，确定新一轮共识委员节点，再重复步骤S2~S4；

进一步地，在本发明中，所述共识委员节点数量按照实际能源区块链网络中节点规模和对交易效率的实际需求在控制台进行设置或更新。

进一步地，在本发明中，所述能源节点交易活跃度是指能源节点本轮交易开始时和上一轮交易开始时能源币的差值取绝对值，活跃度越高的节点，能源币的差值取绝对值越大。

进一步地，在本发明中，在所述步骤S1中，随机选择能源区块链网络中的固定数量的能源节点方式是利用基于椭圆曲线的可验证随机函数，依据能源区块链网络中的节点私钥、节点编号、节点交易活跃度产生不可预测输出值R和可公开证明，输出值与共识委员节点数量取余获得的值为实际参与本轮PBFT共识机制的节点编号，代表节点被选中参与共识；其中，在共识委员节点身份验证开始前，共识委员节点名单不公开。

进一步地，在本发明中，在所述步骤S2中，验证节点对共识委员节点身份有效性验证是依据该共识节点编号、节点交易活跃度、可公开证明进行数学计算，利用可公开证明中包含的参数是否与数学计算后得到的数据匹配来判断当前共识节点的身份是否有效。