CN108848184B - 一种基于信任机制的区块链节点同步方法及装置 - Google Patents

一种基于信任机制的区块链节点同步方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种基于信任机制的区块链节点同步方法和装置。方法其包括：获取待同步节点的路由表中的各个节点的数据吞吐量历史数据；获取待同步节点的路由表中的各个节点的同步成功率历史数据；获取待同步节点的路由表中的各个节点当前存储的区块链的总难度值；根据所述数据吞吐量历史数据、同步成功率历史数据和区块链的总难度值确定路由表中各个节点的可信度；根据所述各个节点的可信度，选择用于同步的目标节点，并根据目标节点存储的区块链数据对待同步节点进行同步。能够保证选择的用于同步的目标节点不仅具有较大的TD值，同时网络状态较好，节点出现错误的概率较低。从而从多个方面保证同步操作的稳定性，提高同步的成功率。

Description

一种基于信任机制的区块链节点同步方法及装置
技术领域
本发明涉及计算机应用和区块链技术领域，尤其涉及一种基于信任机制的区块链节点同步方法及装置。
背景技术
目前，最主要的区块链平台包括比特币平台和以太坊平台。其中，以太坊平台将一代加密数字货币扩展为可编程货币，支持第三方开发者在其平台中开发智能合约应用及发行数字代币(token)，从而极大地扩展了区块链的应用场景。目前，以太坊平台已成为了区块链业界最为流行的公链系统。
区块链的一个重要特点就是在每个节点均保存整个区块链的区块信息，因此，需要对整个平台的所有节点的区块数据进行同步更新。在以太坊平台中，每隔10秒产生一个新的区块，相较于比特币平台每10分钟产生一个区块而言，对区块数据的更新效率的要求更高。当前以太坊平台的节点数量约在10万的数量级且在不断增长中，同时，交易量也随着区块链技术的普及而日益增长，从而导致每个区块的容量在可允许范围内不断增加，这给区块链的节点间的高效同步带来了极大的挑战。
当前，以太坊系统网络层采用了基于DHT(Distributed Hash Table，分布式哈希表)的Kademelia P2P通信协议。DHT是一种分布式存储方法。在不需要服务器的情况下，每个客户端负责一个小范围的路由，并负责存储一小部分数据，从而实现整个DHT网络的寻址和存储。在该协议中，每个节点维护的路由表由17个buckets(桶)构成，每个bucket里包含了16个节点。路由表节点的总量不超过17*16个。节点在同步的过程中，会依次获取路由表中各个节点的区块数据中的区块链的TD(Total Difficulty总难度)值，TD值越高，代表节点所包含的区块链高度越高，即区块个数更多。之后根据各个节点的TD值，从TD值最大的节点处获取新的区块数据完成同步。
在以太坊的通讯协议中，默认情况下，节点的路由表是根据节点ID确定的，当节点的ID一定时，节点的路由表大致相同。从而，在当前节点的相邻节点的网络状态不佳的情况下，如经常断网或者网络吞吐量有限的时候，经常会发生节点同步失败。而一旦同步失败，会使得当前节点的交易状态并非最新状态，从而带来极大的安全问题。因此需要对节点同步策略加以改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一，改进区块链的节点同步策略，提供一种基于信任机制的区块链节点同步方法及装置。
为了达到上述目的，根据本发明第一方面的实施例提出了一种基于信任机制的区块链节点同步方法，其包括：
获取待同步节点的路由表中的各个节点的数据吞吐量历史数据；
获取待同步节点的路由表中的各个节点的同步成功率历史数据；
获取待同步节点的路由表中的各个节点当前存储的区块链的总难度值；
根据所述数据吞吐量历史数据、同步成功率历史数据和区块链的总难度值确定路由表中各个节点的可信度；
根据所述各个节点的可信度，选择用于同步的目标节点，并根据目标节点存储的区块链数据对待同步节点进行同步。
在一些实施例中，所述根据所述数据吞吐量历史数据、同步成功率历史数据和区块链的总难度值确定路由表中各个节点的可信度，包括：
根据所述数据吞吐量历史数据，计算所述各个节点在最近的预定义时间区间内的数据吞吐量的平均值，将所述平均值作为数据吞吐量参数；
根据所述同步成功率历史数据，得到各个节点的信誉值，所述信誉值为根据同步成功率数据按照预定义规则计算所得的数值；以及
根据所述各个节点的数据吞吐量参数、信誉值和区块链的总难度值确定各个节点的可信度。
在一些实施例中，所述根据所述各个节点的数据吞吐量参数、信誉值和区块链的总难度值确定各个节点的可信度，包括：
对于每个节点，根据预定义的加权系数，对所述节点的数据吞吐量参数、信誉值和区块链的总难度值进行加权求和，根据加权求和的结果确定所述节点的可信度。
在一些实施例中，所述根据所述同步成功率历史数据，得到各个节点的信誉值，包括按照如下公式递推计算各个节点的信誉值：
Figure BDA0001717120410000021
其中，ξ表示节点的当前信誉值；ξ-1表示节点最近一次计算的历史信誉值；N为节点在最近的预定义次数的节点同步操作中，作为目标节点成功同步的次数；
Figure BDA0001717120410000031
为预定义的奖惩系数。
通过本发明的基于信任机制的区块链节点同步方法，能够保证选择的用于同步的目标节点不仅具有较大的TD值，同时网络状态较好，节点出现错误的概率较低。从而从多个方面保证同步操作的稳定性，提高同步的成功率。
为了实现上述目的，根据本发明第二方面的实施例提供了一种基于信任机制的区块链节点同步装置，其包括：
吞吐量获取模块，用于获取待同步节点的路由表中的各个节点的数据吞吐量历史数据；
同步成功率获取模块，用于获取待同步节点的路由表中的各个节点的同步成功率历史数据；
区块链的总难度获取模块，用于获取待同步节点的路由表中的各个节点当前存储的区块链的总难度值；
可信度计算模块，用于根据所述数据吞吐量历史数据、同步成功率历史数据和区块链的总难度值确定路由表中各个节点的可信度；
节点同步模块，用于根据所述各个节点的可信度，选择用于同步的目标节点，并根据目标节点存储的区块链数据对待同步节点进行同步。
在一些实施例中，所述可信度计算模块根据所述数据吞吐量历史数据、同步成功率历史数据和区块链的总难度值确定路由表中各个节点的可信度，包括：
根据所述数据吞吐量历史数据，计算所述各个节点在最近的预定义时间区间内的数据吞吐量的平均值，将所述平均值作为数据吞吐量参数；
根据所述同步成功率历史数据，得到各个节点的信誉值，所述信誉值为根据同步成功率数据按照预定义规则计算所得的数值；以及
根据所述各个节点的数据吞吐量参数、信誉值和区块链的总难度值确定各个节点的可信度。
在一些实施例中，所述可信度计算模块根据所述各个节点的数据吞吐量参数、信誉值和区块链的总难度值确定各个节点的可信度，包括：
对于每个节点，根据预定义的加权系数，对所述节点的数据吞吐量参数、信誉值和区块链的总难度值进行加权求和，根据加权求和的结果确定所述节点的可信度。
在一些实施例中，所述可信度计算模块根据所述同步成功率历史数据，得到各个节点的信誉值，包括按照如下公式计算各个节点的信誉值：
Figure BDA0001717120410000041
其中，ξ表示节点的当前信誉值；ξ-1表示节点最近一次计算的历史信誉值；N为节点在最近的预定义次数的节点同步操作中，作为目标节点成功同步的次数；
Figure BDA0001717120410000042
为预定义的奖惩系数。
通过本发明的基于信任机制的区块链节点同步装置，能够保证选择的用于同步的目标节点不仅具有较大的TD值，同时网络状态较好，节点出现错误的概率较低。从而从多个方面保证同步操作的稳定性，提高同步的成功率。
为了实现上述目的，本发明第三方面实施例提供了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现根据本发明第一方面所述的基于信任机制的区块链节点同步方法。
为了实现上述目的，本发明第四方面实施例提供了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品中的指令由处理器执行时，实现根据本发明第一方面所述的基于信任机制的区块链节点同步方法。
为了实现上述目的，本发明第五方面实施例提供了一种计算设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现根据本发明第一方面所述的基于信任机制的区块链节点同步方法。
根据本发明第三到五方面的非临时性计算机可读存储介质，计算机程序产品和计算设备具有与根据本发明第一和第二方面的基于信任机制的区块链节点同步方法和装置类似的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是区块链系统的网络层通信方式示意图；
图2是根据本发明实施例的基于信任机制的区块链节点同步方法的流程示意图；
图3是根据本发明实施例的基于信任机制的区块链节点同步装置的结构框图；
图4是根据本发明实施例的计算设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图对本发明实施例的方法和装置进行详细的说明。
图1是区块链系统的网络通信方式示意图。其中各个节点200通过互联网连接。一般来说，区块链系统采用P2P网络技术连接各对等节点进行组网，从而形成去中心化的网络结构。例如，以太坊的区块链系统在网络层采用了基于DHT(Distributed Hash Table，分布式哈希表)的Kademelia P2P通信协议，实现节点之间的通信。
DHT协议中，每一个节点(node)都有一个全局的唯一标识“节点ID”(ondeID)。作为去中心化的分布式网络结构，网络在无服务器的情况下，默认设置中，每个节点会维护自身的一个小范围路由表，根据节点的路由表进行节点同步和数据传输。
例如，在以太坊的Kademelia协议的设置中，每个节点维护的路由表由17个buckets(桶)构成，每个bucket里包含了16个节点。路由表节点的总量不超过17*16个。节点在同步的过程中，会依次获取路由表中各个节点的区块数据中的区块链的TD(TotalDifficulty总难度)值，TD值越高，代表节点所包含的区块链高度越高，即区块个数更多。之后根据各个节点的TD值，将TD值最大的节点作为目标节点，从目标节点获取新的区块数据完成同步。
当节点要初始化路由表时，会向根节点(bootnode)发起查询自身节点的请求，例如使用指令findenode(selfId,bootnode)。每当节点接收到findenode请求，会返回给询问发起节点离查询节点ID最近的指定个数(例如，M＝16*17个)节点的信息。即在初始化阶段，节点可以从根节点中发现离自身最近的M个节点，并将所述M个节点作为路由表中的节点。
在Kademelia协议中，两个节点之间的距离定义为：根据节点的ID，采用XOR异或计算，并转换为一个无符号整数。例如，定义距离函数distance(A,B)＝|A xor B|，并且距离越小表示2个节点越接近。
因此，一旦节点ID确定，据此计算的临近节点构成的路由表将很少变化。而如果当前节点的相邻节点的网络状态不佳时，如经常断网或者网络吞吐量有限时候，经常出现同步失败问题。一旦同步失败，会使得当前节点的交易状态并非最新状态，从而带来极大的安全问题。
针对现有节点同步方式在同步过程中存在的不稳定和效率低的问题，本发明提出了一种基于信任机制的区块链节点同步方法。在从路由表的各个节点中选择目标节点时，不单单考虑节点存储的区块链数据的总难度，而是将节点的历史网络通信状态和同步成功率等因素也纳入考虑范围，从多方面因素出发进行目标节点的选择。
图2是根据本发明实施例的基于信任机制的区块链节点同步方法的流程示意图。其中，区块链节点同步方法包括步骤S110到S150。
其中，在步骤S110，获取待同步节点的路由表中的各个节点的数据吞吐量历史数据。
各个节点的数据吞吐量历史数据，目的是评价节点的通信条件。可以进一步根据需要设置各种不同的数据吞吐量参数，根据每个节点在过往的历次同步操作中的数据吞吐量，计算相应的数据吞吐量参数，用于对目标节点的选取。例如，可将所述数据吞吐量参数设置为节点在最近的预定义时间区间内的N次数据吞吐中，吞吐量的平均值T。
Figure BDA0001717120410000061
其中，Throughput(i)表示第i次数据吞吐的吞吐量。
在具体实施时，节点可以维护一张路由表各个节点的历史吞吐量表，用于记录路由表中各个节点的每次的吞吐量数据。
在步骤S120，获取待同步节点的路由表中的各个节点的同步成功率历史数据。
节点的同步成功率历史数据，记录的是距离本次同步最近的N次历史同步操作中，作为目标节点进行同步操作的次数和同步成功的次数等数据，用于反映节点的可信程度。
可以设置与同步成功率相关的可信度参数，并根据节点的同步成功率历史数据计算所述可信度参数，用于目标节点的选择策略。
在具体实施时，节点可以维护一张路由表各个节点的同步历史数据表，用于记录路由表中各个节点的在历次同步中的是否被用作目标节点以及同步的成败。
在步骤S130，获取待同步节点的路由表中的各个节点当前存储的区块链的总难度(TD)值。
每个节点都会维护自身的一个TD值，TD值越大，意味着存储的区块链的链越长，区块越多，更适于作为目标节点。在相关技术中，节点同步一般仅根据路由表中的各个节点当前存储的区块链的总难度值进行选择。
要说明的是，步骤S110、S120和S130的执行并没有特定的顺序要求，三者可以以任意顺序执行。
在步骤S140，根据所述数据吞吐量历史数据、同步成功率历史数据和区块链的总难度值确定路由表中各个节点的可信度。
可以根据不同的使用偏好，设计相应的可信度评价函数，以函数值作为可信度的评分值。可信度评价函数的输入包括与所述数据吞吐量历史数据、同步成功率历史数据和区块链的总难度值等相关的变量，输出则用于描述节点是否适合用于作为目标同步节点。例如，可以设置可信度评价函数，以得分值越高的节点表示越适于作为同步的目标节点。
例如，在一些实施例中，根据所述数据吞吐量历史数据，计算所述各个节点在最近的预定义时间区间内的数据吞吐量的平均值，将所述平均值作为数据吞吐量参数；根据所述同步成功率历史数据，得到各个节点的信誉值，所述信誉值为根据同步成功率数据按照预定义规则计算所得的数值；以及根据所述各个节点的数据吞吐量参数、信誉值和区块链的总难度值确定各个节点的可信度。具体而言，对于每个节点，可根据预定义的加权系数，对所述节点的数据吞吐量参数、信誉值和区块链的总难度值进行加权求和，根据加权求和的结果确定所述节点的可信度的得分值。
设置可信度评价函数为：
Score＝α1·TD+α2·T+α3·ξ
其中，Score表示节点的可信度的得分值，TD表示节点的区块链总难度值，T表示吞吐量的平均值，ξ表示节点的信誉值。α1、α2和α3分别为对应的加权系数，可以根据使用偏好进行设置。
其中，为了便于计算可以对加权系数进行归一化，即令
Figure BDA0001717120410000071
节点的信誉值ξ，可以按照如下公式递推计算：
Figure BDA0001717120410000072
其中，ξ表示节点的当前信誉值；ξ-1表示节点最近一次计算的历史信誉值；N为节点在最近的预定义次数的节点同步操作中，作为目标节点成功同步的次数；
Figure BDA0001717120410000074
为预定义的奖惩系数。根据同步的成功与否设置相应的取值。
Figure BDA0001717120410000073
在计算信誉的时候，如果当前同步成功，节点的信誉度增加；如果当前同步失败，节点的信誉度减少。其中系数-0.8和0.2仅作为示例，可以根据需要进行修改，例如将恶意节点同步失败的惩罚系数设置为其它原因的同步失败的惩罚系数的3-5倍等。ξ-1为当前节点历史已有记录的信誉值，在首次同步时，可以将ξ的初始值设为0。
节点同步失败可能是由于网络状态不佳，也可能是节点自身的异常。自身异常的节点更大可能是恶意的节点。因此，在一些实施例中，对于连接状态良好，而同步失败的节点，可以判定是由于恶意节点同步失败。具体实践中，可以获取同步失败节点的返回信息，并根据返回信息来判定节点同步失败是由于恶意节点同步失败，还是其它原因的同步失败。例如，在以太坊区块链中，同步失败的节点返回的失败信息，可包括以下信息中的一项或多项：
Figure BDA0001717120410000081
其中，当节点同步失败信息包括errBadPeer、errStallingPeer、errEmptyHeaderSet、errInvalidAncestor、errInvalidChain中的一项或多项时，则可以将该节点判定为恶意节点。
而
Figure BDA0001717120410000082
作为奖惩系数的权值，其目的是为了防止恶意节点通过少量优质服务大量提高其信誉值。随着N的增大，
Figure BDA0001717120410000083
的取值会逐渐接近于1，而在N较小的时候，则
Figure BDA0001717120410000084
权重也较小。例如，N取在最近的300次同步操作中，同步成功的次数。如果某节点仅仅成功同步了一次，与成功同步了100次节点相比，其同步成功获得的信誉增长将小很多。
在步骤S150，根据所述各个节点的可信度，选择用于同步的目标节点，并根据目标节点存储的区块链数据对待同步节点进行同步。
节点在同步的时候，依次计算其路由表中的各个节点的Score值，其中Score值最大的节点将被认定为最优节点，并被选择为本次同步的目标节点，并根据目标节点存储的区块链数据进行同步。
通过本发明的基于信任机制的区块链节点同步方法，能够保证选择的用于同步的目标节点不仅具有较大的TD值，同时网络状态较好，节点出现错误的概率较低。从而从多个方面保证同步操作的稳定性，提高同步的成功率。
为了实现上述第一方面实施例中的方法，本发明第二方面的实施例提出了一种基于信任机制的区块链节点同步装置。
所述区块链节点同步装置的实现可包括一个或多个计算设备，所述计算设备包括处理器和存储器，所述存储器上存储有包括可在所述处理器上运行的计算机程序指令的应用程序。所述应用程序可以划分为多个程序模块，用于系统各个组成部分的相应功能。其中，程序的模块的划分是逻辑上的而非物理上的，每个程序模块可以运行在一个或多个计算设备上，一个计算设备上也可以运行一个或一个以上的程序模块。以下对本发明的区块链节点同步装置按照程序模块的功能逻辑划分进行详细说明。
图3是根据本发明实施例的基于信任机制的区块链节点同步装置结构框图。其中，基于信任机制的区块链节点同步装置100可包括：
吞吐量获取模块110、同步成功率获取模块120、区块链的总难度获取模块130、可信度计算模块140和节点同步模块150。
其中，所述基于信任机制的区块链节点同步装置100可以采用包括处理器和存储器的计算设备实现，所述存储器中存储有可被所述处理器执行的程序模块，各个程序模块被执行时，控制所述计算设备实现相应的功能。
其中，所述基于信任机制的区块链节点同步装置100可以采用包括处理器和存储器的计算设备实现，所述存储器中存储有可被所述处理器执行的程序模块，各个程序模块被执行时，控制所述计算设备实现相应的功能。例如，吞吐量获取模块110、同步成功率获取模块120、区块链的总难度获取模块130、可信度计算模块140和节点同步模块150可以实现为这样的程序模块。
吞吐量获取模块110，用于获取待同步节点的路由表中的各个节点的数据吞吐量历史数据。
同步成功率获取模块120，用于获取待同步节点的路由表中的各个节点的同步成功率历史数据。
区块链的总难度获取模块130，用于获取待同步节点的路由表中的各个节点当前存储的区块链的总难度值。
可信度计算模块140，用于根据所述数据吞吐量历史数据、同步成功率历史数据和区块链的总难度值确定路由表中各个节点的可信度。
所述可信度计算模块根据所述数据吞吐量历史数据、同步成功率历史数据和区块链的总难度值确定路由表中各个节点的可信度，可包括：根据所述数据吞吐量历史数据，计算所述各个节点在最近的预定义时间区间内的数据吞吐量的平均值，将所述平均值作为数据吞吐量参数；根据所述同步成功率历史数据，得到各个节点的信誉值，所述信誉值为根据同步成功率数据按照预定义规则计算所得的数值；以及根据所述各个节点的数据吞吐量参数、信誉值和区块链的总难度值确定各个节点的可信度。
在一些实施例中，可按照如下公式计算各个节点的信誉值：
Figure BDA0001717120410000101
其中，ξ表示节点的当前信誉值；ξ-1表示节点最近一次计算的历史信誉值；N为节点在最近的预定义次数的节点同步操作中，作为目标节点成功同步的次数；
Figure BDA0001717120410000102
为预定义的奖惩系数。
并且，对于每个节点，可根据预定义的加权系数，对所述节点的数据吞吐量参数、信誉值和区块链的总难度值进行加权求和，根据加权求和的结果确定所述节点的可信度。例如根据如下公式计算：
Score＝α1·TD+α2·T+α3·ξ
其中，Score表示节点的可信度的得分值，TD表示节点的区块链总难度值，T表示吞吐量的平均值，ξ表示节点的信誉值。α1、α2和α3分别为对应的加权系数，可以根据使用偏好进行设置。
节点同步模块150，用于根据所述各个节点的可信度的得分值，选择用于同步的目标节点，并根据目标节点存储的区块链数据进行同步。
本发明基于信任机制的区块链节点同步装置中的各个模块的功能和作用的实现过程具体详情可参见上述方法中对应步骤的实现过程。对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，前述对本发明的方法实施例的解释说明也适用于本发明的装置实施例。为避免冗余，在装置实施例中将不会对所有细节进行重复，相关未尽之处可参见上述结合图1到图2对本发明基于信任机制的区块链节点同步方法实施例的相关描述。
通过本发明的基于信任机制的区块链节点同步装置，能够保证选择的用于同步的目标节点不仅具有较大的TD值，同时网络状态较好，节点出现错误的概率较低。从而从多个方面保证同步操作的稳定性，提高同步的成功率。
本发明第三方面的实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，所述可执行指令在处理器上运行时，实现如本发明第一方面实施例所述的基于信任机制的区块链节点同步方法。
用于实现本发明方法的计算机指令的可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合来承载。所谓非临时性计算机可读介质可以包括任何计算机可读介质，除了临时性地传播中的信号本身。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
本发明第四方面的实施例提供了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品中的指令由处理器执行时，实现根据本发明第一方面实施例所述的基于信任机制的区块链节点同步方法。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
本发明第五方面实施例提供了一种计算设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现根据本发明第一方面所述的基于信任机制的区块链节点同步方法。
图4示出了适于用来实现本公开实施方式的示例性计算设备的框图。图4显示的计算设备12仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，计算设备12可以通用计算设备的形式实现。计算设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture；以下简称：ISA)总线，微通道体系结构(Micro Channel Architecture；以下简称：MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics StandardsAssociation；以下简称：VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral ComponentInterconnection；以下简称：PCI)总线。
计算设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(Random Access Memory；以下简称：RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性的计算机可读存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图中未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如：光盘只读存储器(Compact Disc ReadOnlyMemory；以下简称：CD-ROM)、数字多功能只读光盘(Digital Video DiscRead OnlyMemory；以下简称：DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本公开各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本公开所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机系统/服务器12交互的设备通信，和/或与使得该计算机系统/服务器12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，计算设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(Local Area Network；以下简称：LAN)，广域网(Wide Area Network；以下简称：WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算设备12的其它模块通信。要说明的是，尽管图中未示出，可以结合计算设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现前述实施例中提及的方法。
根据本发明第三到五方面的非临时性计算机可读存储介质，计算机程序产品和计算设备，可以参照根据本发明第一方面实施例具体描述的内容实现，并具有与根据本发明第一方面的基于信任机制的区块链节点同步方法类似的有益效果，在此不再赘述。
需要说明的是，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例的方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
在本说明书的描述中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一个实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种基于信任机制的区块链节点同步方法，其特征在于，包括：
获取待同步节点的路由表中的各个节点的数据吞吐量历史数据；
获取待同步节点的路由表中的各个节点的同步成功率历史数据；
获取待同步节点的路由表中的各个节点当前存储的区块链的总难度值；
根据所述数据吞吐量历史数据、同步成功率历史数据和区块链的总难度值确定路由表中各个节点的可信度，其中，根据所述数据吞吐量历史数据，计算所述各个节点在最近的预定义时间区间内的数据吞吐量的平均值，将所述平均值作为数据吞吐量参数；根据所述同步成功率历史数据，得到各个节点的信誉值，所述信誉值为根据同步成功率数据按照预定义规则计算所得的数值；以及根据所述各个节点的数据吞吐量参数、信誉值和区块链的总难度值确定各个节点的可信度；
根据所述各个节点的可信度，选择用于同步的目标节点，并根据目标节点存储的区块链数据对待同步节点进行同步。
2.根据权利要求1所述的基于信任机制的区块链节点同步方法，其特征在于，所述根据所述各个节点的数据吞吐量参数、信誉值和区块链的总难度值确定各个节点的可信度，包括：
对于每个节点，根据预定义的加权系数，对所述节点的数据吞吐量参数、信誉值和区块链的总难度值进行加权求和，根据加权求和的结果确定所述节点的可信度。
3.根据权利要求1所述的基于信任机制的区块链节点同步方法，其特征在于，所述根据所述同步成功率历史数据，得到各个节点的信誉值，包括按照如下公式递推计算各个节点的信誉值：
Figure FDA0002522935400000011
其中，ξ表示节点的当前信誉值；ξ―1表示节点最近一次计算的历史信誉值；N为节点在最近的预定义次数的节点同步操作中，作为目标节点成功同步的次数；
Figure FDA0002522935400000012
为预定义的奖惩系数。
4.一种基于信任机制的区块链节点同步装置，其特征在于，包括：
吞吐量获取模块，用于获取待同步节点的路由表中的各个节点的数据吞吐量历史数据；
同步成功率获取模块，用于获取待同步节点的路由表中的各个节点的同步成功率历史数据；
区块链的总难度获取模块，用于获取待同步节点的路由表中的各个节点当前存储的区块链的总难度值；
可信度计算模块，用于根据所述数据吞吐量历史数据、同步成功率历史数据和区块链的总难度值确定路由表中各个节点的可信度，其中，根据所述数据吞吐量历史数据，计算所述各个节点在最近的预定义时间区间内的数据吞吐量的平均值，将所述平均值作为数据吞吐量参数；根据所述同步成功率历史数据，得到各个节点的信誉值，所述信誉值为根据同步成功率数据按照预定义规则计算所得的数值；以及根据所述各个节点的数据吞吐量参数、信誉值和区块链的总难度值确定各个节点的可信度；
节点同步模块，用于根据所述各个节点的可信度，选择用于同步的目标节点，并根据目标节点存储的区块链数据对待同步节点进行同步。
5.根据权利要求4所述的基于信任机制的区块链节点同步装置，其特征在于，所述可信度计算模块根据所述各个节点的数据吞吐量参数、信誉值和区块链的总难度值确定各个节点的可信度，包括：
对于每个节点，根据预定义的加权系数，对所述节点的数据吞吐量参数、信誉值和区块链的总难度值进行加权求和，根据加权求和的结果确定所述节点的可信度。
6.根据权利要求4所述的基于信任机制的区块链节点同步装置，其特征在于，所述可信度计算模块根据所述同步成功率历史数据，得到各个节点的信誉值，包括按照如下公式计算各个节点的信誉值：
Figure FDA0002522935400000021
其中，ξ表示节点的当前信誉值；ξ―1表示节点最近一次计算的历史信誉值；N为节点在最近的预定义次数的节点同步操作中，作为目标节点成功同步的次数；
Figure FDA0002522935400000022
为预定义的奖惩系数。
7.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时，实现根据权利要求1-3中任一项所述的基于信任机制的区块链节点同步方法。
8.一种计算机程序产品，其特征在于，当所述计算机程序产品中的指令由处理器执行时，实现根据权利要求1-3中任一项所述的基于信任机制的区块链节点同步方法。
9.一种计算设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现根据权利要求1-3中任一项所述的基于信任机制的区块链节点同步方法。
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