[发明专利]一种基于信任分数的物联网区块链共识方法

说明书

本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于信任分数的物联网区块链共识方法，该方法包括：在上一轮的区块生成后，计算每个节点所管理的设备的信任分数，根据每个节点所管理的设备的信任分数得到每个节点的信任分数，构建信任数据包，消息发出节点根据信任数据包确定本轮区块生成时的生成节点；生成节点将缓冲池中设备的交互信息构建成特征区块，利用其他节点对特征区块进行验证得到验证结果，将验证结果为验证通过的特征区块添加到区块链网络中；在特征区块添加到区块链网络后，智能合约根据特征区块生成过程中的交互行为，对本轮区块生成时的每个节点的信任分数进行更新。本发明的区块链共识方法有效增加了物联网环境的安全性。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于信任分数的物联网区块链共识方法。

背景技术

区块链系统是一种具有共享状态的经典分布式系统，所有的参与者都在不同的地理位置上分布，并通过不同类型的网络连接。区块链网络的节点能够读取或更新公共区块链，其状态由网络中的各个节点以去中心化的方式共同维护。区块链通过共识方法进行更新，通过不同的方法来确保交易和区块的通用、明确排序、并保证区块链在不同节点之间的数据完整性和一致性。区块链独有的性质在构建安全的物联网环境中具有巨大的优势。现有的共识方法，比如Paxos以及RAFT方法只能适用于可信的私有区块链中，并不能完全适合于具有风险的物联网环境中。

发明内容

为了解决现有的共识方法应用在物联网环境中的安全性较低的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于信任分数的物联网区块链共识方法，所采用的技术方案具体如下：

在区块链网络中的每个节点上一轮的区块生成后，根据设备的交互信息和属性信息计算每个节点所管理的设备的信任分数，根据每个节点所管理的设备的信任分数得到每个节点的信任分数；

根据每个节点的信任分数构建信任数据包，区块链网络中的消息发出节点根据信任数据包确定本轮区块生成时的生成节点；

生成节点将缓冲池中设备的交互信息构建成特征区块，利用其他节点对特征区块进行验证得到验证结果，将验证结果为验证通过的特征区块添加到区块链网络中；

在特征区块添加到区块链网络后，智能合约根据特征区块生成过程中的交互行为，对本轮区块生成时的每个节点的信任分数进行更新。

优选地，所述根据设备的交互信息和属性信息计算每个节点所管理的设备的信任分数具体为：

对于任意一个设备，根据其他设备与该设备的交互次数以及其他设备对该设备进行通信时的反馈得到其他设备对该设备的交互评价值；

获取设备的存储能力和计算能力，根据设备对应的交互评价值、存储能力和计算能力得到设备的信任分数。

优选地，所述设备的交互评价值的获取方法具体为：

其中，T_ij表示其他设备j对设备i的交互评价值，α为调控因子，表示其他设备j对设备i在第t次交互通信时的反馈，F(t)表示第t次交互时对应的线性函数值，w表示设备i与其他设备交互的总次数。

优选地，所述设备的信任分数的计算公式具体为：

其中，score_i表示设备i的信任分数，Neighbor表示所有与设备i存在交互行为的其他设备构成的集合，T_ij表示其他设备j对设备i的交互评价值，M_i表示设备i的存储能力，I_i表示设备i的计算能力，m表示Neighbor集合中包含的所有设备的数量，ln()表示以自然常数e为底数的对数函数，β和γ均为调控因子。

优选地，所述根据每个节点所管理的设备的信任分数得到每个节点的信任分数具体为：