[发明专利]一种基于可信组的区块链高效认证方法

权利要求书

1.一种基于可信组的区块链高效认证方法，其步骤包括：

1)使用联盟链构建面向物联网应用的区块链系统；

2)物联网中的节点在加入所述区块链系统时，首先向所述区块链系统进行注册，所述区块链系统将验证通过后的节点的注册信息写入区块链并分配节点标识ID给对应节点；其中节点包括用户设备U和传感终端ST；选取若干注册的ST作为汇聚节点SN；

3)节点U向所述区块链系统发起接入请求，该接入请求范围内的ST接收该接入请求并将其转发给SN；SN收到n个ST发送的该接入请求后生成可信设备组的唯一标识信息ID_可信组和密钥，并向该n个ST发送进行共识的消息；

4)当共识计算完成，查找发出的共识结果与最终形成的一致性共识结果相同的ST，作为可信节点TST；

5)将步骤4)所得各TST构成一可信设备组，并将所述标识信息ID_可信组分配给该可信设备组内每一TST；将步骤4)所选各可信节点TST作为区块构成一区块链结构体；

6)从该可信设备组中选取一可信节点TST[j]对该节点U进行认证；若认证通过，则该可信节点TST[j]将获得该节点U的认证结果；

7)该可信节点TST[j]将该节点U的认证结果广播给所述可信设备组内各可信节点进行保存；当该节点U移动到所述可信设备组内任一可信节点的覆盖范围内时，该可信节点根据保存的认证结果与该节点U提供的该认证结果进行比对校验，若校验通过，则为该节点U提供数据访问服务。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选取出可信节点TST的方法为：

21)首先为SN以及每个ST进行编号，并指定SN为主节点；其中设置f为可容忍的拜占庭节点数即不可信节点数，设定有n个节点参与共识运算；

22)共识运算开始时，SN作为身份验证的主节点广播消息b,r,i,d,s，其中b是新区块，r是区块b的序号，i是主节点SN的节点序号，d是区块b的摘要，s是摘要d的签名；

23)当各ST对收到的广播消息验证合法后向广播需要确认达成共识的消息；当每个ST累计收到2f+1条不同节点发来的需要确认达成共识的消息后，对该节点U的身份信息进行认证，并广播commit消息b’,r’,i’,d’,s’；其中b’是新区块，r’是区块b’的序号，i’是发送广播commit消息的节点序号，d’是区块b’的摘要，s’是摘要d’的签名；

24)当每个ST收到超过2f+1条不同节点在commit阶段广播的信息，则对该区块b达成共识，并回应共识结果给该节点U；

25)SN根据ST的编号选择与共识结果计算一致的ST节点作为可信节点。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在算法实现中，通过二分法查找选择出共识计算一致的可信节点。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，记录每一ST作为可信节点TST的次数，每次选取可信节点时，优先选取作为可信节点次数最多的ST作为当前可信节点TST。

5.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，当该节点U访问需求发生变化或者有新的节点加入或节点退出时，重新进行共识运算，生成新的可信设备组。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区块链系统采用零知识证明协议验证身份对注册信息进行验证。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区块链系统利用DH算法与注册的节点U交换密钥。