[发明专利]一种面向用电信息保护的拜占庭容错联盟链共识方法及其系统、存储介质

说明书

本发明公开了一种面向用电信息保护的拜占庭容错联盟链共识方法及其系统、存储介质，该方法包括：构建区块链节点信用模型，通过区块链节点信用模型选出最高信用的节点当选主节点；交易发起者广播交易，将这些交易请求打包成区块；主节点将区块生成提案消息并签名；在从节点接收到提案信息后，对提案合法性进行校验，当校验结果为不合法，进行记录，放弃本次共识并发起视图更换协议；经过验证的从节点进入确认阶段，执行此区块交易，并回复消息给客户端；根据客户端收到的节点回复消息情况，达成共识，各节点执行区块上链。本发明降低了拜占庭节点为主节点的概率，使得视图更换次数大大减少，系统性能得到有效提升。

技术领域

本发明属于信息技术领域，涉及无线移动通信网络中高速移动情况下的切换技术，具体涉及一种面向用电信息保护的拜占庭容错联盟链共识方法及其系统、存储介质。

背景技术

智能电网以自动化的方式来提高电网的高效性、可靠性、经济性，从而优化电网的管理和运营。随着智能测量技术的成熟应用，更加准确、便捷、经济的电力抄表和实时监测抄表大大提高了抄表效率，使得电力公司能更加科学、快速的调整电力供应，优化了供电量与耗电量之间的供求均衡问题，在满足电力用户基本用电的同时，可有效的避免多余发电。但是频繁的用电数据上传会给用户带来严重的个人隐私泄露的问题。智能电表上传的数据可能被不法者利用，可能造成用户用电信息、个人敏感信息及涉及商业机密信息的泄露和篡改，造成用户或电力公司的损失，从而给用户和电力公司带来威胁。

在智能电表环境中的三类主要隐私数据包括：用于对家庭或者用户进行唯一标识的智能电表的身份信息；用于实时向电力公司上传的用户用电量信息，即智能电表实时电量数据；还有就是一定周期需要上传的用户总的用电量信息，即智能电表总电量数据。不法者获取了智能电表的唯一标识以及该智能电表实时上传的用户用电量数据后，就可以对用户进行攻击。对于智能电网中用户的用电信息保护的研究，还处在起步阶段。区块链作为一项新兴技术，是由分布式系统、共识算法、密码学、点对点网络等多种技术深度融合实现的去中心化的分布式账本技术，提供了一个在去信任化的环境中进行信息和价值传递的可信通道。联盟区块链简称联盟链，面向特定群体，只有经过授权的节点才可以加入特定的区块链网络。联盟链中节点需要事先认证注册，共识过程中通常不涉及加密，成员节点间有共同的目标，但在维护交易数据等方面并不完全信任彼此。相对于共有链，联盟链节点间通常有着良好的连接、较高的验证和确认速度、更快的出块时间、较低成本的系统维护费用。结合区块链的最新技术发展，联盟链可实现内部成员共同负责账本维护，同时注册机制可限制参与节点的行为，灵活权限处理，在一定程度上构建出一个去中心、分布式的体系，摆脱了由唯一中心机构带来的单点故障等安全隐患，解决信任问题，可适用于当前金融、供应链、公益等应用场景，特别是在智能电网的用电信息隐私保护中具有非常重要的实践意义。而共识算法作为联盟链中的关键技术，直接影响着联盟链的交易处理能力、可扩展性和安全性。

共识问题一直是分布式领域的重要研究课题，根据选取区块记账权节点方式的不同，大致可以将共识算法分为以下四类：，包括证明类共识算法如工作量证明(Proof ofWork，PoW)和股权证明(Proof of Stake,PoS)、广播选举类共识算法如Raft算法、轮流类共识算法如PBFT、混合类共识算法如PoS+BFT。PoW等算法具有能耗浪费严重、吞吐量低、交易时延长等问题，而PBFT算法作为拜占庭容错算法经典的实现，对联盟链具有重要意义，是联盟链共识算法的核心支撑，许多联盟链共识算法受其启发，针对特定场景进行了改进。