CN111709751B - 一种区块链中锚节点的拓展化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于区块链研究领域，具体为一种区块链中锚节点的拓展化方法。本发明将区块链内的节点划分为普通节点和锚节点，其中，对于涉及到的隐私数据只能通过锚节点进行处理或通信，以此起到了保护隐私的目的。锚节点还具有以下功能：（1）锚节点的信息化：锚节点掌握各普通节点的所有信息。（2）锚节点的分布式自主管理模块：通过软件平台实现锚节点的分布式自主管理模块。该模块主要以每个区块链中的锚节点为主体，记录交易行为及结果，认可模拟各分支节点的判断。（3）：在独立的侧链上产生的锚节点将能够与主链上的锚节点进行单独通信，解决侧链欺骗性转账。

Description

一种区块链中锚节点的拓展化方法
技术领域
本发明属于区块链研究领域，具体为一种区块链中锚节点的拓展化方法。
背景技术
区块链技术的迅速发展，给各个行业带来了不小的机遇和挑战。区块链的不可篡改、去中心化、可追溯性的特点实现了之前只能使用集中式架构的应用程序开发的分散性运行，在保证同等可靠性的前提下实现了相同功能。但是，区块链自身发展也存在可拓展性和安全性较差、节点维护成本高、一元化育成、侧链的欺骗性转账等风险，具体内容如下：
（1）可拓展性和安全性
在区块链拓展性方面，脚本或复杂或简单都不利于更多功能的拓展和维护审计。比特币的构建以一个标准来解决所有节点的问题，这对于低价值和低风险的交易来说在安全性方面的保证有待商榷。
（2）节点维护成本高
在区块链中，由于其去中心化的特性，在过大的区块、高速率的工作模式下，各节点的验证工作量将加大，由于所有记录均记录在账本内容中，将导致节点的运行速率降低、维护成本升高。
（3）一元化育成
每个比特币的保护机制是相同的，这样做提高了节点的一元化育成风险，即当一个节点出现问题，使用同种机制的节点将产生安全性威胁。
（4）侧链的欺骗性转账
在理论上，任何深度的重组都是可能被发送的，攻击者可以根据重新发送的比竞争期时间长的重组、在发送链撤消该半侧的转帐前，将币在侧链间完全转移。结果将使接收链上币的数目与发送链上可赎回的锁定输出的数量不对等。如果允许攻击者将币转移回初始链，他将增加他自己币的数量，让该侧链上其他用户付出损失。
发明内容
本发明在区块链内提出锚节点，对区块链内的锚节点的功能加以拓展和细化以解决区块链存在的安全性较差、节点维护成本高的问题。
本发明是采用如下的技术方案实现的：一种区块链中锚节点的拓展化方法，包括以下步骤：
（1）锚节点的选择：在区块链上任意选取一个普通节点作为锚节点，其他普通节点进行交易，锚节点记录其他普通节点的交易行为，并归纳普通节点交易行为，将每个普通节点的交易行为使用数字进行编码，每经过一个单位时间的交易后，每个普通节点将自己交易行为中的交易数据与设定的验证工作量做对比，若各个普通节点交易数据没有超过验证工作量，则进行下一个单位时间的交易，若某个普通节点的交易数据超过验证工作量，则将此单位时间的各个普通节点交易行为编码与之前时间节点交易行为编码进行匹配，若匹配度达到要求，则选取的锚节点可以作为锚节点，若匹配度没有达到要求，则重新选取锚节点，再重复上述步骤，直到选取合适的普通节点作为锚节点为止；
（2）锚节点的信息化：在所有普通节点进行交易时，将交易行为同步更新记录在锚节点上，这样做的意义在于虽然在更新记录数据时加大了工作量和工作内容，对于维护人员来说能够对日后的查账过程减少分散关注的时间，提高日后工作处理效率。
上述的一种区块链中锚节点的拓展化方法，当区块链需要进行大的更改征求所有节点同意时，锚节点可通过经验模型迅速做出归纳以提高速度，在这之前，需要对锚节点的认证及权限进行设置，锚节点的经验判断算法如下：
1）认证模块：锚节点确定后将地址广播给各普通节点，各普通节点通过共识算法给定锚节点权限；
2）判断模块：当管理者提出决策后，各普通节点对是否同意决策进行投票，锚节点将投票结果记录在经验模型中。当管理者再次提出决策，由锚节点根据经验模型中的数据做出判断，各交易节点默认认可锚节点所做出的判断。
上述的一种区块链中锚节点的拓展化方法，在侧链上选出锚节点，将区块链主侧链上的锚节点连接使其能够单独自由通信。
本发明将区块链内的节点划分为普通节点和锚节点，其中，对于涉及到的隐私数据只能通过锚节点进行处理或通信，以此起到了保护隐私的目的。
（1）锚节点的信息化：锚节点掌握各普通节点的所有信息。作为验证方，能够减轻工作量，在较大的区块链中能够迅速定位关键信息，提高区块链运行速率。作为区块链内的矿工，能够通过获取锚节点的数据以了解区块运行状况，提高合并挖矿的效率和速率。而且只需要维护和记录锚节点，降低了维护成本。
（2）锚节点的分布式自主管理模块：通过软件平台实现锚节点的分布式自主管理模块。该模块主要以每个区块链中的锚节点为主体，记录交易行为及结果，认可模拟各分支节点的判断。
（3）解决侧链欺骗性转账的侧链锚节点：在独立的侧链上产生的锚节点将能够与主链上的锚节点进行单独通信，由于各个锚节点记录所有普通节点的信息，在主侧链进行信息交互而双向锚定技术竞争期存在问题时，锚节点能够起到记录信息交易的功能，实现了安全认证，提高了交易的安全性。
附图说明
图1是锚节点分布式自主管理模块的流程图。
图2是本发明方法的思路图。
图3是经验模型训练示意图。
具体实施方式
本发明提出了一种区块链中锚节点的拓展化方法，其思路图如图2所示，包括以下步骤：
（1）锚节点的选择：在区块链上任意选取一个普通节点作为锚节点，其他普通节点进行交易，锚节点记录其他普通节点的交易行为，交易行为包括交易方式、交易次数和交易数据，并归纳普通节点交易行为，将每个普通节点的交易行为使用数字进行编码，每经过一个单位时间的交易后，每个普通节点将自己交易行为中的交易数据（此交易数据为此前各个单位时间交易数据的和）与设定的验证工作量做对比，若各个普通节点交易数据没有超过验证工作量，则进行下一个单位时间的交易，若某个普通节点的交易数据超过验证工作量，则将此单位时间的各个普通节点交易行为编码与之前时间节点交易行为编码进行匹配，若匹配度达到要求，即两要匹配的编码数字串相同数字个数达到90%，则选取的锚节点可以作为锚节点，若匹配度没有达到要求，则重新选取锚节点，再重复上述步骤，直到选取合适的普通节点作为锚节点为止；
（2）锚节点的信息化：在所有普通节点进行交易时，将交易行为同步记录更新在锚节点上，锚节点不具有交易功能。这样做的意义在于虽然在更新数据时加大了工作量和工作内容，对于维护人员来说能够对日后的查账过程减少分散关注的时间，提高日后工作处理效率。锚节点还负责节点间相关通信、为矿工提供挖矿参考数据等，能够大幅度提高过大区块链内的交易速率。
（3）锚节点的分布式自主管理模块：根据经验模型，即当***需要进行大的更改征求所有节点（包括普通节点和锚节点）同意时，锚节点可通过经验模型迅速做出归纳以提高速度。在这之前，需要对锚节点的认证及权限进行设置。锚节点的经验判断算法如下：
1）认证模块：锚节点确定后将地址广播给各普通节点，各普通节点通过相应的共识算法给定锚节点权限。
2）判断模块：普通节点进行交易，锚节点记录普通节点的交易行为，当管理者提出决策后（节点会根据管理员的决策做出交易行为），各普通节点对是否同意决策进行投票，锚节点将投票结果记录在经验模型中。当管理者再次提出决策，由锚节点根据经验模型中的数据做出判断，各交易节点默认认可锚节点所做出的判断。
这样做的优势在于，锚节点通过记录以往决策，能够迅速归纳总结各分支节点的判断，提高了区块链内的高交易性能，提高了决策速率，使区块链内***升级更改迭代速率加快，区块链模型完整且结果较可靠。
（4）侧链上的锚节点：侧链上的锚节点产生过程与主链类似，由于侧链是一个完整独立的***，是通过融合方式实现加密货币金融生态的目标，却与主链享有相同数据，为了保证数据交换过程中的安全性，将主侧链上的锚节点连接使其能够单独自由通信是能够防止欺骗性转账问题出现的解决方式之一。

Claims (3)

1.一种区块链中锚节点的拓展化方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）锚节点的选择：在区块链上任意选取一个普通节点作为锚节点，其他普通节点进行交易，锚节点记录其他普通节点的交易行为，每经过一个单位时间的交易后，通过归纳普通节点交易行为，将每个普通节点的交易行为使用数字进行编码，然后每个普通节点将自己交易行为中的交易数据与设定的验证工作量做对比，若各个普通节点交易数据没有超过验证工作量，则进行下一个单位时间的交易，若某个普通节点的交易数据超过验证工作量，则将此单位时间的各个普通节点交易行为编码与之前时间节点交易行为编码进行匹配，若匹配度达到要求，则选取的锚节点作为锚节点，若匹配度没有达到要求，则重新选取锚节点，再重复上述步骤，直到选取合适的普通节点作为锚节点为止；
（2）锚节点的信息化：在所有普通节点进行交易时，将交易行为同步更新记录在锚节点上。
2.根据权利要求1所述的一种区块链中锚节点的拓展化方法，其特征在于：当区块链需要进行大的更改征求所有节点同意时，锚节点通过经验模型迅速做出归纳以提高速度，在这之前，需要对锚节点的认证及权限进行设置，锚节点的经验判断算法如下：
1）认证模块：锚节点确定后将地址广播给各普通节点，各普通节点通过共识算法给定锚节点权限；
2）判断模块：普通节点进行交易，锚节点记录普通节点的交易行为，当管理者提出决策后，各普通节点对是否同意决策进行投票，锚节点将投票结果记录在经验模型中，当管理者再次提出决策，由锚节点根据经验模型中的数据做出判断，各交易节点默认认可锚节点所做出的判断。
3.根据权利要求2所述的一种区块链中锚节点的拓展化方法，其特征在于：在侧链上选出锚节点，将区块链主侧链上的锚节点连接使其能够单独自由通信。
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