[發明專利]一種車聯網環境下基于動態信譽機制的區塊鏈共識方法

在審

• 申請號: 202010542422.7
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111756546A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 殷昱煜;盛萱;周麗;梁婷婷
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L12/18;H04L29/06;G06F21/62;G06F21/60
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.一種車聯網環境下基于動態信譽機制的區塊鏈共識方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

(1)步驟1，系統初始化

路邊單元節點RSU向權威機構發起請求，申請加入區塊鏈系統，請求中包含RSU的ID；

權威機構作為監管機構，參考RSU的各方面參數，包括是否為有檔案記錄的節點RSU、是否需要在該片區域使用該節點RSU作為區塊鏈節點；

如果節點RSU被允許入網，權威機構將在區塊鏈系統中發起一個關于入網允許的交易，該交易包含節點RSU的ID號，直到將該交易打包到區塊鏈上后才認為該節點RSU進入區塊鏈系統；

此時，被認證的節點RSU作為區塊鏈系統中的礦工將和其他礦工節點一起進行系統的運行維護；

若權威機構拒絕該節點RSU階段入網，則全網的節點都不會接受并信任該節點RSU發出的數據包，節點RSU需要重新發起入網請求；

(2)步驟2，信譽計算

剛進入區塊鏈系統的節點RSU下載系統主鏈，然后逐個讀取主鏈上每個合法區塊中包含的信譽偏差值，并結合當前信譽影響因子來計算出當前網絡中所有節點RSU的信譽值；

(3)步驟3，礦工分組

計算得到網絡中所有節點RSU的信譽值后，每個節點RSU將所有礦工根據信譽值從高到低排序，前p個礦工組成候選委員用于區塊生成和驗證，剩下的礦工中前q個節點組成監督委員會用于區塊驗證；

(4)步驟4，確定leader

在候選委員會成員中，對每個成員節點計算當前時間戳下節點評分Score；Score是通過當前時間戳下區塊鏈前m個區塊的哈希值D_i、每個礦工的固定ID和信譽值計算得到的，得分最小的成員成為當前時間戳下的leader；

(5)步驟5，生成區塊

每個節點RSU根據信譽值排名判斷節點是否是leader，如果是當前時間戳節點選出的leader，則其有權將交易打包到區塊中并生成區塊；

leader將打包好的區塊廣播給候選委員會和監督委員會；

(6)步驟6，區塊驗證

若節點RSU不是leader，則判斷該節點是否是委員會成員，同樣可以通過信譽值排名做出判斷；

候選委員會和監督委員收到leader發布的待驗證區塊后共同執行驗證區塊合法性的過程；

若區塊不合法，則需要重新根據信譽排名進行礦工分組，即更新委員會成員，然后重新選擇leader；

(7)步驟7，更新信譽

如果節點RSU不是leader也不是委員會成員，則只需等待合法區塊；

若收到的區塊具有合法標記，則將該區塊寫入本地主鏈，并根據該區塊中的信譽偏差值來更新本地信譽。

2.根據權利要求1所述的一種車聯網環境下基于動態信譽機制的區塊鏈共識方法，其特征在于：通過共識節點的具體行為來確定節點RSU當前的信譽偏差值，信譽偏差值反映了節點RSU在當前出塊時間內對系統的貢獻。

3.根據權利要求1所述的一種車聯網環境下基于動態信譽機制的區塊鏈共識方法，其特征在于：具有惡意行為的節點RSU將被列入黑名單，發現該惡意行為的礦工將生成一個包含該惡意節點RSU的黑名單交易并廣播到全網，leader收到該交易后將其打包到新區塊中，區塊上鏈后該節點RSU將不被全網節點所認可。

4.根據權利要求1所述的一種車聯網環境下基于動態信譽機制的區塊鏈共識方法，其特征在于：步驟5中的交易為RSU節點入網許可、礦工信譽偏差值或RSU節點出入網交易。

5.根據權利要求1所述的一種車聯網環境下基于動態信譽機制的區塊鏈共識方法，其特征在于：步驟6中的合法性驗證過程使用改進的PBFT算法以達成驗證結果的一致性，具體是：

1)將區塊廣播給驗證節點；

2)驗證節點驗證區塊的合法性后將自己的意見廣播出去；

3)驗證節點與其他節點進行意見比較，確定最終意見后發給leader；

4)leader整合所有驗證節點意見，若區塊通過驗證，則將之廣播；

上述過程的進行需要同時具備以下兩個條件：

條件1)需要收到至少2f+1個反饋意見，f是拜占庭節點的個數；

條件2)收到的2f+1個反饋節點的信譽總和大于所有驗證節點2/3的信譽總和。