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专利号: 2022114511100
申请人: 重庆理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种面向动态物联网环境的分布式账本优化部署方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,构建分布式账本区块链的动态物联网环境下区块传播数模型,通过所述区块传播数模型获得系统参数;

S2,构建系统参数对系统关键部署参数的影响模型;

所述系统参数为对DAG分布式账本共识过程产生影响的参数,包括:网络带宽、节点数量、邻居节点数量、节点抖动之一或者任意组合;所述关键部署参数包括:吞吐量、交易确认延迟、脆弱性之一或者任意组合;

S2‑1,建立基于高负载环境下,区块传播延迟对共识达成的影响模型:其中Td表示共识过程中的事务确认延迟;

hr表示节点i从邻居节点获取区块b的延迟;

E[W(t)]表示交易的累计期望权重;

t表示时间t;

Ta表示累积权值的适应期;

λh表示高负载下,主链区块的产生速率;

W表示确认的阈值;

E[W(t0)]表示区块适应期结束时,累计的期望权重;

S2‑2,建立基于低负载环境下,区块传播延迟对共识达成的影响模型:其中Td表示共识过程中的事务确认延迟;

Tl表示累积权重的线性增长期;

W表示确认的阈值;

λl表示低负载下,主链区块的产生速率;

S2‑3,建立基于低负载环境下,系统吞吐量模型:其中,n表示当前有n个邻居节点请求服务;

hr表示节点从邻居节点获取区块b的延迟;

λl表示低负载下,主链区块生成速率;

W表示确认的阈值;

S2‑4,建立基于高负载环境下,系统吞吐量模型:其中λh表示高负载下,主链区块的产生速率;

E[W(t0)]表示某块在适应期结束时的累计权值;

λh表示适应期之后,交易的累积权重的增加速率;

所述S2还包括:通过攻击区块的累积权重Wp和付款区块的累积权重Wh判断系统被攻击成功的概率;

S2‑5,当主链处于高负载环境下,Wp和Wh表示为:Wp=(T2‑T1)×μ(18)其中T1表示该时刻攻击者在本地构建了寄生链;

T2表示该时刻,寄生链开始广播;

μ表示寄生链区块的产生速率;

T3表示该时刻,寄生链完成广播;

hr表示节点i从邻居节点获取区块b的延迟;

t0表示适应期结束时刻;

Lh=2λh·hr;

λh表示高负载下,主链产生区块的速率;

主链上付款区块的累积权重Wh属于[Wh_min,Wh_max],其中Wh_min和Wh_max分别为Wh的最小值和最大值;

当Wp>Wh_max时,攻击成功;

当Wp

当Wh_min

λ表示节点发生状态转移的概率;

G表示将一个区块广播到整个网络所需的最大跳数;

N表示攻击者已经生成的区块;

μ表示寄生链区块产生速率;

θ1=G·(hr+N·ha),ha表示节点验证单个区块所需时间;

Ta表示累积权值的适应期;

Wh_min和Wh_max分别为Wh的最小值和最大值;

S2‑6,当主链处于低负载环境下,Wp和Wh表示为:Wp=(T2‑T1)×μ(23)Wh=(T3‑T0)·λl(24)其中T0表示该时刻,攻击者将付款区块接入账本;

λl表示低负载下主链中区块的生成速率;

主链上付款区块的累积权重Wh属于[Wh_min,Wh_max],当Wp>Wh_max时,攻击成功;

当Wp

当Wh_min

2.根据权利要求1所述的一种面向动态物联网环境的分布式账本优化部署方法,其特征在于,所述S1包括:利用连续时间马尔可夫链对单个节点的状态转换行为加以建模表示,连续时间马尔可夫链在各个状态下的稳态概率为:其中,P0,0表示CTMC在状态(0,0)下的稳态概率;

r表示节点由离线状态到在线状态转换概率;

P1,n表示CTMC在状态(1,n)下的稳态概率;

n表示当前有n个邻居节点请求服务;

k表示节点i的邻居节点总数量;

q表示节点由在线状态到离线状态转换概率;

节点从邻居节点获取区块b的延迟为:其中E(Ton)表示当节点在线时,节点i从邻居节点获得区块b的延迟期望;

E(Toff)表示当节点离线时,节点i从邻居节点获得区块b的延迟期望;

L表示区块长度;

c表示上行网络带宽;

n表示当前有n个邻居节点请求服务;

Pb表示邻居节点缓存了节点i所需的区块b的概率;

hr表示节点从邻居节点获取区块b的延迟;

P1,n表示CTMC在状态(1,n)下的稳态概率。

3.根据权利要求1所述的一种面向动态物联网环境的分布式账本优化部署方法,其特征在于,还包括:若主链负载由低负载向高负载变化过程中,通过求解以下公式求得Tb:Tb表示攻击者开始传播寄生链的时刻;

Tg表示寄生链传播所需的时间;

T0表示在该时刻,攻击者将付款区块接入账本;

aL表示主链负载由低负载向高负载变化过程中主链付款区块的累积重量变化率;

l表示主链的初始载荷;

x表示积分过程中的一个未知数;

μ表示寄生链区块产生速率;

若主链负载由高负载向低负载变化过程中,通过求解以下公式求得Tb:其中E[W(t0)]表示适应期结束时,交易的累计期望权重;

aH表示主链负载由高负载向低负载变化过程中主链付款区块的累积重量变化率。

4.根据权利要求3所述的一种面向动态物联网环境的分布式账本优化部署方法,其特征在于,所述Tg取G·N·(hr+ha)。