[發明專利]基于區塊鏈安全屬性的自組網彈性傳輸控制方法

有效

• 申請號: 202010622189.3
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111756645B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 姜曉楓;程思雨;曹琬廑;陳雙武;何華森;楊堅
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H04L47/10
• 分類號: H04L47/10;H04L67/10
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;韓珂

1.一種基于區塊鏈安全屬性的自組網彈性傳輸控制方法，其特征在于，包括：

采用區塊鏈技術更新網絡節點的安全屬性值，且每一次更新后所有節點都將自身安全屬性值上傳至區塊鏈；

當源節點向目的節點發送數據時，采用區塊安全屬性驅動的內容逐跳逐塊傳輸機制：上游節點基于下游節點安全屬性值與閾值大小判斷是否發送數據包；若下游節點安全屬性值大于閾值，則向下游節點發送數據，并在接收到下游節點發送的確認接收信息后，刪除自身緩存中存儲的相應數據；若下游節點安全屬性值小于閾值，則暫緩發送，直到下游節點的安全屬性值更新到閾值以上；

且在源節點與目的節點間設置端到端的確認信息，由源節點基于確認信息對數據塊大小進行控制，實現擁塞控制；

其中，所述采用區塊鏈技術更新網絡節點的安全屬性值包括：

集群網絡組成一個區塊鏈，基于改進的拜占庭將軍解決方案共識算法更新集群網絡中各個節點的安全屬性值；在每一輪循環周期內，初始時所有節點都是跟隨者節點，每個跟隨者節點都有一個倒計時，在其中一個跟隨者節點倒計時結束后，將變成候選者節點，它給其他所有跟隨者節點發送選舉請求，在收到多于半數跟隨者節點返回的同意應答后，該候選者節點變為領導者節點；本輪循環周期結束后，重新開始選舉，進入下一輪循環；通過改進的拜占庭將軍解決方案共識算法，只有領導者節點能夠生成區塊，且每一輪周期的領導者節點是不同的，不會產生網絡被一個節點控制的情況；根據上述機制，安全屬性值更新公式為：

其中，SECURITY表示安全屬性值，SECURITY_t和SECURITY_t+1分別表示SECURITY在t時刻和t+1時刻的大小；β為調整因子，β＞1，ε為指數因子，ε＜1。

2.根據權利要求1所述的一種基于區塊鏈安全屬性的自組網彈性傳輸控制方法，其特征在于，所述區塊安全屬性驅動的內容逐跳逐塊傳輸機制包括：

每一跳的上游節點讀取從下游節點發來的路由學習包中記錄的下游節點安全屬性值，當安全屬性值低于閾值時將待發送數據緩存在本地節點，直到下一跳節點安全屬性值上升到超過安全閾值；同時各個節點定期更新自己的安全屬性并上傳至區塊鏈；

上游節點在確認下游節點安全屬性高于閾值后，向下游節點發送握手信號，下游節點收到握手信號后開辟內存，聲明一個數據塊準備接收將要到達的數據包，然后回復一個確認消息給上游節點，告知上游節點已經準備好接收數據包；

上游節點在收到下游節點回復的確認消息之后以占滿帶寬的，或不引起擁塞的速率，向下游節點不間斷地發送數據；所有已經發出，而未經下游節點確認收到的數據，都留下副本暫時存儲在上游節點本地的緩存中，同時傳輸的記錄也將上傳至區塊鏈；

上游節點每發出一個完整的數據塊，都產生一個發送完成包發送給下游節點，通知下游節點，相應數據塊已經發送完畢，等待下游節點發送確認接收信號；所述發送完成包包含了自上一個發送截止信號至今所有己發出的數據包編號，且所述發送完成包的序列號和前一個數據塊的序列號相同，即，發送完成包和數據塊是一一對應的；

下游節點維持一個數據包序列號和相應數據包是否收到的映射關系表，用來記錄數據塊中的數據包是否成功收到；每成功收到一個數據包，則將包頭中的序列號提取出來，將相對應的位置記為1，下游節點收到來自上游節點的發送完成包后，向上游回復一個確認接收信號，所述確認接收信號中包含了收到的數據塊中所有的數據包序列號，且所述確認接收信號的序列號，和上游發送的數據塊序列相同，即確認接收信號和數據塊是一一對應的；

上游節點每次收到從下游節點發來的確認接收信號后，都將確認信號所攜帶的已接收數據的編號提取出來；比對確認接收信號中已接收的數據包，將自身緩存中相應數據包刪除；

上游節點再根據未接收的數據包編號，從自身緩存中提取出對應的數據包，重新向下游節點發送，重新發送的數據相對于等待首次發送的數據，優先發送。

3.根據權利要求2所述的一種基于區塊鏈安全屬性的自組網彈性傳輸控制方法，其特征在于，所述數據塊包含的數據包數量由內容本身的大小以及鏈路擁塞狀況決定；每個數據塊的大小不超過最大傳輸單元，每一個數據塊的包頭中包含了數據塊的大小值。