CN108171578A - 一种基于区块链交易网络的地址排名系统及其构建方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链交易网络的地址排名系统及其构建方法，该地址排名系统包括：交易网络构建模块、排名模块和定量评估模块；其中：所述交易网络构建模块，用于根据区块链交易历史数据构建有向的带权交易网络；所述排名模块，用于执行预设的排名算法，在生成的交易网络中对每个交易节点进行重要程度评分；所述定量评估模块，用于运行定量评估算法，定量计算出操纵排名需要付出的成本。采用本发明，能够解决现有区块链技术参与网络交易的实体的排名问题，提高排名的公平性，以及克服现有区块链排名技术单纯利用统计合约调用次数评价合约质量的方式所带来的无法体现用户在资金流动中的结构性价值的技术缺陷。

Description

一种基于区块链交易网络的地址排名系统及其构建方法
技术领域
本发明涉及区块链技术，尤其涉及一种基于区块链交易网络的地址排名系统及其构建方法。
背景技术
当前区块链技术被认为是继蒸汽机、电力、互联网之后的下一代颠覆性的核心技术。如果说蒸汽机释放了人们的生产力，电力解决了人们基本的生活需求，互联网彻底改变了信息传递的方式，那么区块链作为构造信任的机器，将可能彻底改变整个人类社会价值传递的方式。
区块链技术(Blockchain Technology,BT)是一种互联网数据库技术，其特点是去中心化、公开透明，允许每个人均可参与数据库记录。区块链的基本概念包括：交易(Transaction)，一次操作，导致账本状态的一次改变，如添加一条记录；区块(Block)，记录一段时间内发生的交易和状态结果，是对当前账本状态的一次共识；链(Chain)，由一个个区块按照发生顺序串联而成，是整个状态变化的日志记录。
如果把区块链作为一个状态机，则每次交易就是试图改变一次状态，而每次共识生成的区块，就是参与者对于区块中所有交易内容导致状态改变的结果进行确认。
假设数据库是一本账本，读写数据库就可以看做一种记账的行为，区块链技术的原理在一段时间内由一部分人来记账，然后将账本的这一页信息发给整个系统里的其他所有人。这也就相当于改变数据库所有的记录，发给全网的其他每个节点，所以区块链技术也称为分布式账本(Distributed Ledger)技术。区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。而所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。
区块链技术发展中，作为数字加密货币应用最成功的案例主要有比特币，其主要利用了区块链的去中心化和不可篡改性特点，如金融交易、身份认证、版权认证等。
但是，人们对区块链技术及其生态的认识还处在扁平化阶段，尚不存在一个合理的方式去评估区块链中参与交易的实体如个人用户地址的价值。因此，区块链世界需要一个普适的价值尺度，用于衡量区块链底层简单数据的价值，发现信息的更高维度信息，从而探索并挖掘区块链世界的更大价值。
例如新经济运动(New Economy Movement，NEM)区块链系统，采用的重要性证明共识机制(PoI)所使用的排名计算方法，NEM基于区块链转账历史数据构建简单的交易图，使用NCDawareRank作为排名算法，利用了网络的社群聚类效应，使用SCAN作为聚类算法。但其主要的地址和合约排名方法均是简单统计操作次数。其主要缺陷和不足包括：NEM区块链系统采用的交易图构建方式过于简单，导致可以用低成本提升排名，不满足共识机制(PoI)所要求的公平性原则；其他技术对交易网络的利用重点在于揭示去匿名化，只用到简单的排名方法作为辅助手段，并未将交易网络用于排名；而单纯统计合约调用次数来评价合约质量的方法完全无法体现用户在资金流动中的结构性价值。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于区块链交易网络的地址排名系统及其构建方法，以解决现有区块链技术参与网络交易的实体的排名问题，提高排名的公平性，以及克服现有区块链排名技术单纯利用统计合约调用次数评价合约质量的方式所带来的无法体现用户在资金流动中的结构性价值的技术缺陷。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于区块链交易网络的地址排名系统，包括交易网络构建模块、排名模块和定量评估模块；其中：
所述交易网络构建模块，用于根据区块链交易历史数据构建有向的带权交易网络；
所述排名模块，用于执行预设的排名算法，在生成的交易网络中对每个交易节点进行重要程度评分；
所述定量评估模块，用于运行定量评估算法，定量计算出操纵排名需要付出的成本。
其中，所述交易网络中，每个交易节点代表一个用户地址，交易网络中一条链接及其权值代表两个地址之间的交易强度。
所述预设的排名算法为网络中心性LeaderRank算法。
所述运行定量评估算法为能够抵抗操纵的定量评估算法。
所述交易网络构建模块中使用针对交易网络设计的衰减机制，具体为：
在任意一个交易周期内，将交易地址边权权值的衰减设为由两个部分衰减系数的叠加来确定：其中，第一部分为币龄，一个账户在周期内币龄越大，该账户就越难伪造，衰减系数就越小；第二部分由一个鼓励函数曲线构成，该曲线由两个正态分布叠加生成。
一种基于区块链交易网络的地址排名系统的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、根据区块链交易历史数据构建有向有向的带权交易网络；
B、根据所述交易网络执行预设的排名算法进行排序，在生成的交易网络中给每个节点进行重要程度评分；
C、使用操纵评估方法定量算出操纵排名需要付出的成本。
其中，步骤B所述应用预设的排名算法为网络中心性LeaderRank算法。
本发明的基于区块链交易网络的地址排名系统及其构建方法，具有如下有益效果：
1)该基于区块链交易网络的地址排名系统，通过利用根据区块链交易历史数据构建有向导带权交易网络的交易网络构建模块、用于执行预设排名算法的排序模块，解决了现有区块链技术参与交易实体的排名问题，以对区块链世界中参与网络交易的实体，如个人用户地址，利用其历史上的交易信息构造交易网络，并依照交易网络进行合理的重要性排序，能够找出最有传播力和最能促进资产流动的地址，从而解决了地址排名的公平性问题。
2)该基于区块链交易网络的地址排名系统，采用了交易真实性的衰减机制，增强了伪造账户的难度，因而计算出的排名也更难伪造，即可以提升排名的成本较高，从而保证了排名结果的可信度。
3)该基于区块链交易网络的地址排名系统更符合区块链实际应用场景，由于考虑了交易的深度和广度，选出的高排名节点能够具有大的交易量并且在交易网络中处于中心位置。
附图说明
图1为本发明实施例基于区块链交易网络的地址排名系统架构示意图；
图2为本发明实施例基于区块链交易网络示意图；
图3为本发明实施例针对所述交易网络设计的衰减机制运行(鼓励函数)曲线示意图；
图4为本发明实施例基于区块链交易网络的地址排名系统的构建方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图及本发明的实施例对本发明基于区块链交易网络的地址排名系统及其构建方法作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例基于区块链交易网络的地址排名系统架构示意图。
如图1所示，该基于区块链交易网络的地址排名系统，主要包括如下三个程序模块：交易网络构建模块、排名模块和定量评估模块。其中：
所述交易网络构建模块，用于根据区块链交易历史数据构建有向的带权交易网络。所述交易网络中每个交易节点代表一个用户地址，网络中一条链接及其权值代表两个地址之间的交易强度。参考图2。
所述排名模块，又称排序模块，用于执行预设的排名算法，在生成的交易网络中给每个节点进行重要程度评分。利用该排名模块即可找出最有传播力和最能促进资产流动的地址对应节点。
所述定量评估模块，用于运行定量评估算法，定量计算出操纵排名需要付出的成本。较佳地，优选运行能够抵抗操纵的定量评估算法。
作为一种优选实施例，首先生成如图2所示的交易图，让同一笔资产多次流过包含交易所节点的环状拓扑，然后评估可疑主节点的排名改善情况。
本发明实施例基于区块链交易网络的地址排名系统，在构造的交易网络中使用专门针对交易网络设计的衰减机制来提高伪造账户的成本，对于任意一个交易周期，交易地址边权权值的衰减为由两个部分衰减系数的叠加来确定。其中，第一部分为币龄，一个账户在周期内币龄越大，该账户就越难伪造，衰减系数就越小；第二部分由一个鼓励函数曲线构成，该曲线由两个正态分布叠加生成。
如图3所示，其中横轴表示账户收入金额占总流通金额(收入金额和支出金额总和)，纵轴表示衰减比例。
该机制鼓励多花钱的人和适度存钱的人，前者可以刺激经济体的流动性，后者则是大多数理性人的消费习惯。而对于几乎不花钱和有倒钱嫌疑的“月光族”，我们将给予大幅度衰减。
综上，本发明实施例中所采用的衰减机制可以很好地、真实反映实际的交易强度。
本发明实施例所采用的排名算法的机制设计，同时考察了交易的深度和广度，因而可以使得最有传播力和最能促进资产流动的地址的排名结果靠前。
操纵抵抗的测试方案需要充分利用区块链交易网的特点，包括新地址创建和交易所交易的低成本特点。
整体的算法框架可以模块化构造：交易网络可以基于不同的构造方法，排名算法也可以选用多种算法，以适应目标要衡量的价值尺度。
图4为本发明实施例基于区块链交易网络的地址排名系统的构建方法流程图。
如图4所示，该方法主要包括如下步骤：
步骤41、根据区块链交易历史数据构建有向有向的带权交易网络。
步骤42、然后根据所述交易网络执行预设的排名算法进行排序，在生成的交易网络中给每个节点进行重要程度评分。
较佳地，所述应用预设的排名算法为网络中心性LeaderRank算法。
其中，所述LeaderRank算法为现有技术，以下仅对其计算过程进行简述。首先，在交易图中添加Ground节点，记为G，编号N+1。然后建立Ground节点和其他每个节点的双向链接，并赋予链接权值。所述LeaderRank算法的计算过程与PageRank算法基本相同，可以理解为求马可夫链的稳定状态。所不同的是，添加了Ground节点之后，不再需要考虑PageRank的dampingfactor。即按相应计算公式构造矩阵H后，进行迭代计算直至收敛为止，最后去掉Ground节点的评分即可得到交易图各点重要程度的得分。
本发明实施例采用LeaderRank算法可以较好地满足对价值尺度的定义和算法的性质，其赋权机制可以增大攻击难度，因此能够更好地满足可信性的要求。
步骤43、最后使用操纵评估方法定量算出操纵排名需要付出的成本。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于区块链交易网络的地址排名系统，其特征在于，包括交易网络构建模块、排名模块和定量评估模块；其中：
所述交易网络构建模块，用于根据区块链交易历史数据构建有向的带权交易网络；
所述排名模块，用于执行预设的排名算法，在生成的交易网络中对每个交易节点进行重要程度评分；
所述定量评估模块，用于运行定量评估算法，定量计算出操纵排名需要付出的成本。
2.根据权利要求1所述基于区块链交易网络的地址排名系统，其特征在于，所述交易网络中，每个交易节点代表一个用户地址，交易网络中一条链接及其权值代表两个地址之间的交易强度。
3.根据权利要求1所述基于区块链交易网络的地址排名系统，其特征在于，所述预设的排名算法为网络中心性LeaderRank算法。
4.根据权利要求1所述基于区块链交易网络的地址排名系统，其特征在于，所述运行定量评估算法为能够抵抗操纵的定量评估算法。
5.根据权利要求1所述基于区块链交易网络的地址排名系统，其特征在于，所述交易网络构建模块中使用针对交易网络设计的衰减机制，具体为：
在任意一个交易周期内，将交易地址边权权值的衰减设为由两个部分衰减系数的叠加来确定：其中，第一部分为币龄，一个账户在周期内币龄越大，该账户就越难伪造，衰减系数就越小；第二部分由一个鼓励函数曲线构成，该曲线由两个正态分布叠加生成。
6.一种包含权利要求1～5任一所述基于区块链交易网络的地址排名系统的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、根据区块链交易历史数据构建有向有向的带权交易网络；
B、根据所述交易网络执行预设的排名算法进行排序，在生成的交易网络中给每个节点进行重要程度评分；
C、使用操纵评估方法定量算出操纵排名需要付出的成本。
7.根据权利要求6所述基于区块链交易网络的地址排名系统的构建方法，步骤B所述应用预设的排名算法为网络中心性LeaderRank算法。
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