一种自适应多共识的区块链处理方法及系统与流程

1.本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种自适应多共识的区块链处理方法及系统。


背景技术：

2.区块链是一个信息技术领域的术语。从本质上讲，它是一个共享数据库，存储于其中的数据或信息，具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征。基于这些特征，区块链技术奠定了坚实的“信任”基础，创造了可靠的“合作”机制，具有广阔的运用前景。
3.区块链作为一种按时间顺序存储数据的数据结构，可支持不同的共识机制。共识机制是区块链技术的重要组件。区块链共识机制的目标是使所有的诚实节点保存一致的区块链视图，同时满足两个性质：一致性，即所有诚实节点保存的区块链的前缀部分完全相同；有效性，即由某诚实节点发布的信息终将被其他所有诚实节点记录在自己的区块链中。然而现有的区块链节点一般只设置一种共识机制来进行所有信息的认证，而每种共识机制都存在自身的优缺点，一种共识机制的设置无疑是对信息运算资源的浪费。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种自适应多共识的区块链处理方法，包括：区块链接收节点接收区块链发送节点发送的业务数据；区块链接收节点验证业务数据的合法性，并在验证通过后根据区块链节点信息及业务数据，计算整体性能评价值；区块链接收节点根据计算得到的整体性能评价值从多共识机制中动态选择相应的共识机制。
5.如上所述的一种自适应多共识的区块链处理方法，其中，验证业务数据的合法性，具体包括：根据区块链发送节点的业务数据中的区块链节点标识查找存储存储区块链发送节点所关联的其他存储认证数据块的其他区块链子节点，然后向这些区块链子节点发送数据获取请求，接收这些区块链子节点返回的数据；然后将各区块链节点数据进行汇总验证。
6.如上所述的一种自适应多共识的区块链处理方法，其中，计算整体性能评价值，具体包括如下子步骤：获取区块链接收节点的节点属性，并解析接收到的业务数据，从业务数据中获取区块链发送节点的节点属性；根据区块链接收节点属性和区块链发送节点属性分别计算节点安全评估值、性能处理值和资源消耗率；综合计算节点安全评估值、性能处理值和资源消耗率，得到整体性能评价值。
7.如上所述的一种自适应多共识的区块链处理方法，其中，计算得到整体性能评价值；其中，表示整体性能评价值，表示节点安全评估值的权重因子，
表示性能处理值的权重因子，表示资源消耗率的权重因子，s为节点安全评估值，p为节点性能处理值，x为节点资源消耗率。
8.如上所述的一种自适应多共识的区块链处理方法，其中，在各区块链节点中预先设置各共识机制的性能评价阈值范围，根据计算出的各数据发送方整体性能评价值从性能评价阈值范围中查找对应的共识机制，将其作为当前最优的共识机制进行安全认证。
9.本技术还提供一种自适应多共识的区块链，其特征在于，包括多个区块链节点，每个区块链节点中设置多共识机制；区块链节点具体包括区块链接收节点和区块链发送节点；区块链发送节点，用于组织业务数据，并将业务数据发送给区块链接收节点；区块链接收节点，用于接收区块链发送节点发送的业务数据；验证业务数据的合法性，并在验证通过后根据区块链节点信息及业务数据，计算整体性能评价值；以及用于根据计算得到的整体性能评价值从多共识机制中动态选择相应的共识机制。
10.如上所述的一种自适应多共识的区块链，其中，区块链接收节点包括业务数据验证模块，用于验证业务数据的合法性，具体用于根据区块链发送节点的业务数据中的区块链节点标识查找存储存储区块链发送节点所关联的其他存储认证数据块的其他区块链子节点，然后向这些区块链子节点发送数据获取请求，接收这些区块链子节点返回的数据；然后将各区块链节点数据进行汇总验证。
11.如上所述的一种自适应多共识的区块链，其中，区块链接收节点包括整体性能评价值计算模块，具体用于获取区块链接收节点的节点属性，并解析接收到的业务数据，从业务数据中获取区块链发送节点的节点属性；根据区块链接收节点属性和区块链发送节点属性分别计算节点安全评估值、性能处理值和资源消耗率；综合计算节点安全评估值、性能处理值和资源消耗率，得到整体性能评价值。
12.如上所述的一种自适应多共识的区块链，其中，整体性能评价值计算模块具体用于计算得到整体性能评价值；其中，表示整体性能评价值，表示节点安全评估值的权重因子，表示性能处理值的权重因子，表示资源消耗率的权重因子，s为节点安全评估值，p为节点性能处理值，x为节点资源消耗率。
13.如上所述的一种自适应多共识的区块链，其中，区块链接收节点包括共识机制选择模块，用于在各区块链节点中预先设置各共识机制的性能评价阈值范围，根据计算出的各数据发送方整体性能评价值从性能评价阈值范围中查找对应的共识机制，将其作为当前最优的共识机制进行安全认证。
14.本发明实现的有益效果如下：采用本技术技术方案能够实时根据节点的不同和业务数据的不同调整共识机制的选择，综合考虑各区块链节点使用共识机制的性能要求，选择最合适的共识机制进行安全认证，提高使用共识机制进行认证的灵活性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他
的附图。
16.图1是本技术实施例一提供的一种自适应多共识的区块链处理方法流程图；图2是本技术实施例二提供的一种自适应多共识的区块链示意图。
具体实施方式
17.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.实施例一如图1所示，本技术实施例一提供一种自适应多共识的区块链处理方法，包括：步骤110、区块链接收节点接收区块链发送节点发送的业务数据；在区块链中包括多个区块链节点，在每个区块链节点中设置多共识机制，包括但不限于pow工作量证明机制、pos股权证明机制、dpos授权股权证明机制、pbft实用拜占庭容错机制、poi重要度证明机制。不同共识机制的优缺点不同，例如，pow工作证明机制的算法简单容易实现所占存储空间较小但资源浪费较重，pos股权证明机制资源消耗较小但安全性能较低，dpos授权股权证明机制计算效率高但安全性能较低，pbft实用拜占庭容错机制安全性能较高但容错率较低。并且在每个区块链节点中设置多个虚拟处理器进行其他区块链节点业务数据的处理。
19.步骤120、区块链接收节点验证业务数据的合法性，并在验证通过后根据区块链节点信息及业务数据，计算整体性能评价值；具体地，计算整体性能评价值，具体包括如下子步骤：步骤121、获取区块链接收节点的节点属性，并解析接收到的业务数据，从业务数据中获取区块链发送节点的节点属性；本技术实施例中，为了保证每个区块链节点中数据的安全性，每个区块链节点的安全认证数据一般都分块发送至多个区块链子节点，在区块链接收节点接收到区块链发送节点发送的业务数据之后，先根据业务数据中的区块链节点标识找到存储区块链发送节点所关联的其他存储认证数据块的其他区块链子节点，然后向这些区块链子节点发送数据获取请求，接收这些区块链子节点返回的数据，然后将各区块链节点数据进行汇总验证；每个区块链子节点返回的数据中均包括各区块链节点属性；其中区块链节点属性包括但不限于节点安全特征值、数据安全特征值。
20.其中，区块链接收节点在获取到各区块链子节点返回的数据后，先确定各区块链自接单在区块链接收节点中的授权情况，获取已授权节点个数和未授权节点个数。
21.步骤122、根据区块链接收节点属性和区块链发送节点属性分别计算节点安全评估值、性能处理值和资源消耗率；采用下式计算节点安全评估值：
其中，s表示节点安全评估值；为节点属性对安全评估值的影响权重；为业务数据对安全评估值的影响权重；表示第j个已授权节点的节点安全特征值，j的取值为1到j，j为已授权节点个数；表示第r个未授权节点的节点安全特征值，r的取值为1到r，r为未授权节点个数；表示第j个已授权节点的节点安全特征值的影响因子，表示第r个未授权节点的节点安全特征值的影响因子；e=2.718；为第i个区块链节点的数据安全特征值；表示第i个区块链节点的数据长度，i的取值为1到n，n为请求接收方区块链节点个数，j+r=n。
22.采用下式计算节点性能处理值；其中，表示区块链接收节点对各区块链子节点业务数据的性能处理值；表示区块链节点中第k个虚拟处理器使用频繁程度值，k的取值为1到k，k为区块链节点中的虚拟处理器总数；表示第k个处理器处理的第j个子任务的数据量，j的取值为1到，为第k个虚拟处理器处理的任务中子任务数量；表示第k个虚拟处理器对应的任务的数据总量；表示第k个虚拟处理器的数据处理速率；表示第k个虚拟处理器对应的任务的数据处理完成时长；表示第k个虚拟处理器在处理对应任务的过程中还处理其他任务的时长。
23.采用下式计算节点资源消耗率：其中，为节点资源消耗率；为第k个虚拟处理器运行状态参数，k的取值为1到k，k为虚拟处理器总数，若虚拟处理器处于运行状态，则，若虚拟处理器处于未运行状态，则；表示第k个虚拟处理器的内存占用率，表示内存占用率对节点资源消耗率的影响因子；表示第k个虚拟处理器的硬盘占用率，表示硬盘占用率对节点资源消耗率的影响因子；表示第k个虚拟处理器的cpu使用率，表示cpu使用率对节点资源消耗率的影响因子。
24.步骤123、综合计算节点安全评估值、性能处理值和资源消耗率，得到整体性能评价值；具体地，计算得到整体性能评价值；其中，表示整体性能评价值，表示节点安全评估值的权重因子，表示性能处理值的权重因子，表示资源消
耗率的权重因子。
25.返回参见图1步骤130、区块链接收节点根据计算得到的整体性能评价值从多共识机制中选择相应的共识机制；具体地，在各区块链节点中预先设置各共识机制的性能评价阈值范围，根据计算出的各数据发送方整体性能评价值从性能评价阈值范围中查找对应的共识机制，将其作为当前最优的共识机制进行安全认证。本技术根据不同节点的节点信息和传输的不同业务数据动态计算出对应的整体性能评价值，然后根据整体性能评价值从各节点设置的多共识机制中选择最佳的共识机制。
26.实施例二如图2所示，本技术实施例二提供一种自适应多共识的区块链20，包括多个区块链节点，每个区块链节点中设置多共识机制；将区块链节点中发送数据方作为区块链发送节点21，将区块链节点中接收数据方作为区块链接收节点22；区块链发送节点21，用于组织业务数据，并将业务数据发送给区块链接收节点；区块链接收节点22，用于接收区块链发送节点发送的业务数据；验证业务数据的合法性，并在验证通过后根据区块链节点信息及业务数据，计算整体性能评价值；以及用于根据计算得到的整体性能评价值从多共识机制中动态选择相应的共识机制。
27.具体地，区块链接收节点22包括业务数据验证模块221，用于验证业务数据的合法性，具体用于根据区块链发送节点的业务数据中的区块链节点标识查找存储存储区块链发送节点所关联的其他存储认证数据块的其他区块链子节点，然后向这些区块链子节点发送数据获取请求，接收这些区块链子节点返回的数据；然后将各区块链节点数据进行汇总验证。
28.区块链接收节点22包括整体性能评价值计算模块222，具体用于获取区块链接收节点的节点属性，并解析接收到的业务数据，从业务数据中获取区块链发送节点的节点属性；根据区块链接收节点属性和区块链发送节点属性分别计算节点安全评估值、性能处理值和资源消耗率；综合计算节点安全评估值、性能处理值和资源消耗率，得到整体性能评价值。
29.具体地，整体性能评价值计算模块222具体包括安全评估值计算子模块2221、性能处理值计算子模块2222和资源消耗率计算子模块2223；其中，安全评估值计算子模块2221用于通过公式计算节点安全评估值，其中，s表示节点安全评估值；为节点属性对安全评估值的影响权重；为业务数据对安全评估值的影响权重；表示第j个已授权节点的节点安全特征值，j的取值为1到j，j为已授权节点个数；表示第r个未授权节点的节点安全特征值，r的取值为1到r，r为未授权节点个数；表示第j个已授权节点的节点安全特征值的影响因子，表示第r个未授权节点的节点安全特征值的影响因子；e=2.718；为第i个区块
链节点的数据安全特征值；表示第i个区块链节点的数据长度，i的取值为1到n，n为请求接收方区块链节点个数，j+r=n。
30.性能处理值计算子模块2222，用于通过公式计算节点性能处理值；其中，表示区块链接收节点对各区块链子节点业务数据的性能处理值；表示区块链节点中第k个虚拟处理器使用频繁程度值，k的取值为1到k，k为区块链节点中的虚拟处理器总数；表示第k个处理器处理的第j个子任务的数据量，j的取值为1到，为第k个虚拟处理器处理的任务中子任务数量；表示第k个虚拟处理器对应的任务的数据总量；表示第k个虚拟处理器的数据处理速率；表示第k个虚拟处理器对应的任务的数据处理完成时长；表示第k个虚拟处理器在处理对应任务的过程中还处理其他任务的时长。
31.资源消耗率计算子模块2223，用于通过公式计算节点资源消耗率；其中，为节点资源消耗率；为第k个虚拟处理器运行状态参数，k的取值为1到k，k为虚拟处理器总数，若虚拟处理器处于运行状态，则，若虚拟处理器处于未运行状态，则；表示第k个虚拟处理器的内存占用率，表示内存占用率对节点资源消耗率的影响因子；表示第k个虚拟处理器的硬盘占用率，表示硬盘占用率对节点资源消耗率的影响因子；表示第k个虚拟处理器的cpu使用率，表示cpu使用率对节点资源消耗率的影响因子。
32.整体性能评价值计算模块222具体用于计算得到整体性能评价值；其中，表示整体性能评价值，表示节点安全评估值的权重因子，表示性能处理值的权重因子，表示资源消耗率的权重因子。
33.进一步地，区块链接收节点22包括共识机制选择模块223，用于在各区块链节点中预先设置各共识机制的性能评价阈值范围，根据计算出的各数据发送方整体性能评价值从性能评价阈值范围中查找对应的共识机制，将其作为当前最优的共识机制进行安全认证。
34.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。