[发明专利]区块链网络中一种面向块传输的可信节点选择优化方法

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1.区块链网络中一种面向块传输的可信节点选择优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，当区块链网络中有节点收到块时，利用节点更新算法对区块链网络中的节点状态进行更新，得到未收到块节点集、已收到块节点集和不传输块节点集；

所述节点更新算法具体如下：

1)当区块链网络中有节点收到块时，初始化网络中的节点信息，同时，收到块的节点向未收到块的节点发送INV消息；

2)当节点i收到其邻居节点j发送的INV消息时，将INV消息转发给其未收到块的邻居节点，并接收未收到块的邻居节点发送的回复消息；

3)若在设定的时间T_r内，节点i未收到回复消息即未收到块的邻居节点未回复消息，或者，未收到块的邻居节点发送回复消息的时间T_init超过T_r，则认为这些未收到块的邻居节点已离开网络，将这些节点从未收到块节点集中删除；

4)若节点i收到的回复消息来自一个新的节点，则将该新的节点放入未收到块节点集中，若节点i收到的回复消息来自已收到块节点，则将该已收到块节点放入已收到块节点集中；

5)判断经过3)和4)后得到的未收到块节点集中的节点是否在线，若不在线，则将不在线的节点删除，得到最终的未收到块节点集；

步骤2，在设定的时间内，若有新的节点加入区块链网络中，则利用节点更新算法重新对区块链网络中的节点状态进行更新，得到未收到块节点集；否则进入步骤3；

步骤3，对于未收到块节点集，采用面向块传输的节点选择优化算法，从中选出最优节点集，收到块且已验证完块的节点将块传输给最优节点集中的节点，将最优节点集中的节点放入已收到块节点集中；

所述面向块传输的节点选择优化算法具体如下：

1)对于未收到块节点集中的节点，计算节点的传输速率PR值和信任PR值；

所述传输速率PR值的计算过程如下：

令节点i的入度和出度分别为k_iⁱⁿ和k_i^out，则节点i外链接中所占节点i总度数比重k_i：

其中，K表示节点i的邻居节点数；

计算节点间的欧几里得距离：

其中，D_ij表示节点i和邻居节点j的距离，节点i和j的坐标分别为(x_i,y_i)和(x_j,y_j)；

计算节点i的传输速率P_i：

其中，η表示节点间信道传输的固定速度；

则节点i在t时刻的传输速率PR值为：

其中，d为阻尼系数，d∈(0,1)，N为区块链网络中的节点总数，表示邻居节点j在t时刻的传输速率PR值，P_j表示邻居节点j的传输速率；

所述信任PR值的计算过程如下：

1)计算节点i在t时刻的直接信任值v_i^t：

其中，Y_i表示节点i当前在线时间，X_i表示节点i的上次离开时间；

2)计算节点i在t时刻的间接信任值υ_i^t；

其中，q_ij^t表示节点j对i的直接信任值；且

3)计算节点i在t时刻的历史信任值p_i^t：

其中，T_i^*表示当前时刻，U表示节点i收到的块总数，u_i^t表示节点i在t时刻传输成功数，具体为：

4)计算节点i在t时刻的当前信任值q_i^t：

其中，δ为系数，取值范围在(0,1)之间；

5)计算节点i在t时刻的传输行为信任值r_i^t：

其中，λ₁和λ₂分别表示当前信任值系数和历史信任值系数，且λ₁+λ₂＝1；

6)计算节点i在t时刻的验证行为信任值h_i^t：

其中，ξ表示节点验证系数，ξ∈(0,1)，B为块的大小，C为CPU功率，B/C为处理块占节点CPU资源比例；

7)计算节点i在t时刻的信任PR值

其中，表示邻居节点j的信任PR值，r_j^t表示邻居节点j的传输行为信任值，h_j^t表示为邻居节点j的验证行为信任值；

2)设置可信阈值，若节点的信任PR值大于等于可信阈值，则判断该节点为可信节点，并进入下一步，否则将该节点放入恶意节点集中；

3)根据节点的传输速率PR值和信任PR值，计算节点综合PR值，设置传输阈值，若节点综合PR值大于等于传输阈值，则将该节点放入最优节点集中；

所述节点综合PR值具体为：

其中，M_i^t表示在t时刻的节点i综合PR值，σ和τ分别表示节点的传输速率权重和信任值权重，F_i^t、分别表示在t时刻节点i的传输速率PR值、信任PR值归一化；且：

其中，表示节点i在t时刻的传输速率PR值，表示节点i在t时刻的信任PR值。