[發(fā)明專利]一種基于邊緣計算的輕量級區(qū)塊鏈監(jiān)管方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010939639.1
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112085502B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝晴晴;王良民;馮霞;林文耀;邱海揚(yáng);李希治;肖健
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: G06Q20/38
• 分類號: G06Q20/38;G06Q40/04;G06F9/50;G06F9/54;G06F21/60;G06F21/62
• 代理公司: 南京華恒專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32335
• 代理人: 宋方園

1.一種基于邊緣計算的輕量級區(qū)塊鏈監(jiān)管方法，其特征在于：依次包括以下步驟：

S1、交易打包和確認(rèn)，即所有邊緣節(jié)點(diǎn)均通過求解PoW問題來產(chǎn)生對應(yīng)領(lǐng)袖區(qū)塊；

若邊緣節(jié)點(diǎn)Node_i第一個成功求解出PoW問題，則Node_i即為領(lǐng)袖節(jié)點(diǎn)，同時生成和廣播對應(yīng)的有效領(lǐng)袖區(qū)塊，然后該領(lǐng)袖節(jié)點(diǎn)Node_i選擇交易記錄集合{Tx}_t生成候選交易區(qū)塊b_t，其他邊緣節(jié)點(diǎn)Node_j驗(yàn)證候選交易區(qū)塊b_t，若驗(yàn)證成功則進(jìn)行區(qū)塊簽名，每一個邊緣節(jié)點(diǎn)均收集其他所有邊緣節(jié)點(diǎn)的區(qū)塊簽名；若某邊緣節(jié)點(diǎn)獲得關(guān)于候選交易區(qū)塊b_t的半數(shù)以上簽名，則將候選交易區(qū)塊b_t附加到該邊緣節(jié)點(diǎn)本地存儲的交易鏈上；重復(fù)上述步直到另一個領(lǐng)袖區(qū)塊被產(chǎn)生；

S2、獲取碎片賬本，即終端設(shè)備節(jié)點(diǎn)根據(jù)用戶自己感興趣的交易信息類型，向邊緣節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)訪問請求，獲取邊緣節(jié)點(diǎn)存儲的全賬本；全賬本記錄所有的領(lǐng)袖歷史和交易歷史，碎片賬本記錄全賬本中所有區(qū)塊鏈頭以及相應(yīng)終端設(shè)備節(jié)點(diǎn)感興趣的交易記錄；

S3、監(jiān)管交易，即通過聯(lián)盟鏈中的交易監(jiān)管模塊進(jìn)行監(jiān)管：

聯(lián)盟鏈的中心控制器產(chǎn)生對稱密鑰key并確定訪問策略樹APT，然后調(diào)用加密算法來加密密鑰key為CT_key，并將CT_key外包到云服務(wù)器進(jìn)行存儲，監(jiān)管層中監(jiān)管者向可信機(jī)構(gòu)請求秘密屬性密鑰SK_u，然后從云服務(wù)器端下載密鑰密文CT_key，并使用SK_u來解密對稱密鑰key；一旦有新候選交易區(qū)塊b_t被確認(rèn)提交，則相應(yīng)領(lǐng)袖節(jié)點(diǎn)使用對稱密鑰key來將新候選交易區(qū)塊b_t中的每一筆交易記錄tx_i加密為CTX_i，所有CTX_i將被外包到云服務(wù)器；當(dāng)監(jiān)管者實(shí)施監(jiān)管時，先從云服務(wù)器下載CTX_i并解密為交易記錄明文。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于邊緣計算的輕量級區(qū)塊鏈監(jiān)管方法，其特征在于：所述步驟S1的具體過程為：

S1.1、領(lǐng)袖節(jié)點(diǎn)Node_i生成有效領(lǐng)袖區(qū)塊后立即向所有其他的邊緣節(jié)點(diǎn)廣播該領(lǐng)袖區(qū)塊，所有其他的邊緣節(jié)點(diǎn)Node_j檢查該領(lǐng)袖區(qū)塊的有效性，若Node_j驗(yàn)證出該領(lǐng)袖區(qū)塊有效，則將該領(lǐng)袖區(qū)塊附加到本地領(lǐng)袖鏈上，接著Node_j在最新領(lǐng)袖鏈上重新求解PoW問題以試圖產(chǎn)生下一個新的領(lǐng)袖區(qū)塊；如果驗(yàn)證出該領(lǐng)袖區(qū)塊無效，則Node_j繼續(xù)在原來的領(lǐng)袖鏈上繼續(xù)求解PoW問題以試圖產(chǎn)生一個新的領(lǐng)袖區(qū)塊，這里j＝1,2,…,i-1,i+1,…,n，n為邊緣節(jié)點(diǎn)總個數(shù)；

S1.2、領(lǐng)袖節(jié)點(diǎn)Node_i選擇一個新交易記錄集合{Tx}_t，然后計算簽名生成新的候選交易區(qū)塊b_t，并將b_t廣播給所有其他的邊緣節(jié)點(diǎn)；

候選交易區(qū)塊b_t的格式為：

其中，blockHeight為區(qū)塊高度，t為時間戳，PreHash為前一交易區(qū)塊頭的哈希值，NowHash是基于{Tx}_t構(gòu)建的Merkle哈希樹的根哈希值；

S1.3、一旦收到領(lǐng)袖節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的候選交易區(qū)塊b_t，所有其他的邊緣節(jié)點(diǎn)Node_j基于簽名和未花費(fèi)交易集UTXO來驗(yàn)證b_t的有效性；若Node_j驗(yàn)證b_t是有效的，則將b_t簽名為并將廣播給除Node_j以外其他邊緣節(jié)點(diǎn)；

其中，j＝1,2,…,i-1,i+1,…,n，n為邊緣節(jié)點(diǎn)總個數(shù)；

S1.4、所有邊緣節(jié)點(diǎn)收集所有其他邊緣節(jié)點(diǎn)的區(qū)塊簽名；若一個邊緣節(jié)點(diǎn)獲得關(guān)于候選交易區(qū)塊b_t的半數(shù)以上簽名，那么候選交易區(qū)塊b_t將被附加到該邊緣節(jié)點(diǎn)本地存儲的交易鏈上；

S1.5、重復(fù)上述步驟S1.1至步驟S1.4，直到另一個領(lǐng)袖區(qū)塊被產(chǎn)生。