CN111614567A - 区块链网络中的节点路径选择方法、系统及装置 - Google Patents

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CN111614567A CN202010258147.6A CN202010258147A CN111614567A CN 111614567 A CN111614567 A CN 111614567A CN 202010258147 A CN202010258147 A CN 202010258147A CN 111614567 A CN111614567 A CN 111614567A
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Abstract

本发明属于区块链技术领域，具体涉及区块链网络中的节点路径选择方法、系统及装置，所述方法执行以下步骤：步骤1：确定区块链网络中的信息传输的起始节点和信息传输的终节点；步骤2：在区块链网络中随机选取N个节点，选取的节点至少包含起始节点、终节点以及其他若干个中间节点；步骤3：在选取的N个节点中进行节点信息传输的路径规划，同时，判断路径规划制定的信息传输路径中，是否出现了节点死亡；本发明在完全符合区块链网络通信特征的前提下，没有涉及有线链路、移动节点的条件，因此使得本发明可在不提高网络构建、维护、通信成本的前提下提高网络的性能。

Description

区块链网络中的节点路径选择方法、系统及装置
技术领域
本发明属于区块链技术领域，具体涉及区块链网络中的节点路径选择方法、系统及装置。
背景技术
在计算机网络中,路径计算节点(英语：Path Computation Element，PCE)是能够在来源和目的之间，发现并选择可用路径的组件、应用或网络节点。
路由的选择会受到一些因素的影响，如服务质量(QoS)、策略或价格。在MPLS和GMPLS网络中，考虑这些限制因素的条件下计算路径是流量工程的重要内容。这是用来确定流量应遵循的路径，并为每个标签交换路径(LSP)提供路由。
路径计算的以前是在一个网管系统或者每个标签交换路径的首尾。但是，在大型及多域网络中进行路径计算可能非常复杂的，以至于超出了典型的网络节点的所拥有的计算能力和网络信息。
PCE是一种能够为单个或者一些服务计算路径的设备。PCE可能是网络节点、网管节点，或者的有能力了解网络全局拓扑的平台。PCE的应用可以为MPLS和GMPLS网络的流量工程计算标签。IETF's PCE工作组正在为PCE的各部分结构进行标准化。
PCE表示愿景的网络分开路线计算从该信的端对端连接和实际的分组交换的。有一个基本教程上的PCE作为提交ISOCORE的MPLS2008会议和教程，在先进的PCE作为提交ISOCORE SDN/协2014年会议。
PCE的架构已发生了很大的变化，以此涵盖更复杂的网络场景。比如分层PCE(H-PCE)和有状态主动模式的PCE的出现[1]。
部署PCE的一个动力在于PCE把路径计算和需要路径记录的客户端(PCC)分离。PCE和PCC之间使用路径计算节点通信协议(PCEP)进行通信。PCEP运行与传输控制协议(TCP)之上。
该项目的步伐已经开发出一个引那些有兴趣在PCE的。从PACE的网站可以免费下载。
Dijkstra算法是一个优秀的最短路径求解算法，同时也产生一棵最短路径树SPT(shortest path tree)；该算法在网络计算与优化中得到了广泛的应用。
Dijkstra最短路径算法是图灵奖获得者Dijkstra提出的一个优秀的求解最短路径的算法。该算法广泛应用于求解两点间的最短路径，比如Internet网络通信路由协议等；同时，在路径规划、运输优化等运筹学众多领域也具有广泛的应用。由于该算法在计算最短路径的同时也求解一棵最短路径树，因此，它也是计算最短路径树的一个重要算法。典型应用如组播路由协议中组播树的计算；在网络管理中，各代理(agent)相对于控制中心(manger)的优化分布；图论中特定节点集的覆盖问题；无线传感器网络中，会聚节点(sinknode)对传感器节点数据的收集、融合；在路由器EIGRP协议中还用生成树来进行拓扑更新数据包的传送，很多情况下都是构建以特点参数为度量的最短路径树。
发明内容
本发明的主要目的在于提供区块链网络中的节点路径选择方法、系统及装置，提升了区块链网络的数据传输效率、提升了系统的鲁棒性；同时本发明在完全符合区块链网络通信特征的前提下，没有涉及有线链路、移动节点的条件，因此使得本发明可在不提高网络构建、维护、通信成本的前提下提高网络的性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
区块链网络中的节点路径选择方法，所述方法执行以下步骤：步骤1：确定区块链网络中的信息传输的起始节点和信息传输的终节点；步骤2：在区块链网络中随机选取N个节点，选取的节点至少包含起始节点、终节点以及其他若干个中间节点；步骤3：在选取的N个节点中进行节点信息传输的路径规划，同时，判断路径规划制定的信息传输路径中，是否出现了节点死亡；步骤4：判断节点死亡的比例是否超过设定的阈值，若超过设定的阈值，则抛弃该制定的信息传输路径，并重新跳转至步骤2；若判断节点死亡的比例没有超过设定的阈值，则将该制定的信息传输路径作为最终的信息传输路径；所述步骤3：在选取的N个节点中进行节点信息传输的路径规划，同时，判断路径规划制定的信息传输路径中，是否出现了节点死亡的方法包括：步骤3.1：在选取的N个节点中，确定一个中心节点，其坐标为(0,0)；步骤3.2：定义节点传输最小树，节点传输最小树包括：节点传输最小树根节点和节点传输最小树中子节点；所述节点传输最小树中子节点可以连接的其他节点；步骤3.3：对区块链网络中的恶意攻击节点进行检测；步骤3.4：结合步骤3.2和步骤3.3，并考虑资源Sij、传输距离Pij、信道安全Bij和k值更新路径规划的算法公式，其中，k值为邻居节点数量：i和j表示节点；步骤3.5：按照步骤3.3和3.4建立好路径之后进行数据传输，节点传输最小树中子节点将其收集到的数据传送给父节点，父节点对其收集到的数据以及子节点发送到的数据进行聚合操作，然后将聚合得到的数据传送给自己父节点直至中心节点；步骤3.6：运行设定的时间周期后，按照步骤3.3至步骤3.5进行树的自适应维护更新，继续进行数据的传送；步骤3.7：重复步骤3.3至步骤3.5，实时判断路径规划制定的信息传输路径中是否出现了节点死亡。
进一步的，所述节点传输最小树满足以下性质：任意两条相邻边形成的夹角至少为90°；每个顶点的度数小于等于4；节点传输最小树根节点的度数为3，而且两条相邻边之间的夹角恰为90°。
进一步的，所述步骤3.2：定义节点传输最小树的方法使用减小k值方法，减小算法计算量；步骤3.3：对区块链网络中的恶意攻击节点进行检测的方法执行以下步骤：计算节点的攻击选择值和本身的攻击预测值；计算节点的攻击选择值和本身的攻击预测值之间的差值；若差值超过设定的阈值，则判断该节点为恶意攻击节点；若差值没有超过设定的阈值，则判断该节点非恶意攻击节点。
进一步的，所述步骤3.4：结合步骤3.2和步骤3.3，并考虑资源Sij、传输距离Pij、信道安全Bij和k值更新路径规划的算法公式，其中，k值为邻居节点数量：i和j表示节点的方法执行以下步骤：将原始的路径规划公式：
Figure BDA0002438242230000031
中的ηij使用新的算子进行更新，更新后的公式为：
Figure BDA0002438242230000032
其中：t表示为时刻，τij表示信息素浓度，ηij表示i节点和节点j之间的隔离算子，α与β分别表示信息素浓度与隔离算子的权重，即在路径选择过程中所起的因素，Radius和BA表示将Sij、Pij和Bij量化到同一量纲上的参数。
进一步的，步骤3.5将收集到的数据与自己感知的数据进行数据聚合，是父节点将自己感知的数据和子节点发送来的数据合并成一个数据包。
一种区块链网络中的节点路径选择系统，所述系统包括：节点确认单元，用于确定区块链网络中的信息传输的起始节点和信息传输的终节点；节点选取单元，用于在区块链网络中随机选取N个节点，选取的节点至少包含起始节点、终节点以及其他若干个中间节点；路径规划单元，用于在选取的N个节点中进行节点信息传输的路径规划，同时，判断路径规划制定的信息传输路径中，是否出现了节点死亡；节点死亡判断单元，用于判断节点死亡的比例是否超过设定的阈值，若超过设定的阈值，则抛弃该制定的信息传输路径，并发送信息至节点选取单元，告知结果；若判断节点死亡的比例没有超过设定的阈值，则将该制定的信息传输路径作为最终的信息传输路径。
进一步的，所述路径规划单元，在选取的N个节点中进行节点信息传输的路径规划，同时，判断路径规划制定的信息传输路径中，是否出现了节点死亡的方法执行以下步骤：步骤3.1：在选取的N个节点中，确定一个中心节点，其坐标为(0,0)；步骤3.2：定义节点传输最小树，节点传输最小树包括：节点传输最小树根节点和节点传输最小树中子节点；所述节点传输最小树中子节点可以连接的其他节点；步骤3.3：对区块链网络中的恶意攻击节点进行检测；步骤3.4：结合步骤3.2和步骤3.3，并考虑资源Sij、传输距离Pij、信道安全Bij和k值更新路径规划的算法公式，其中，k值为邻居节点数量：i和j表示节点；步骤3.5：按照步骤3.3和3.4建立好路径之后进行数据传输，节点传输最小树中子节点将其收集到的数据传送给父节点，父节点对其收集到的数据以及子节点发送到的数据进行聚合操作，然后将聚合得到的数据传送给自己父节点直至中心节点；步骤3.6：运行设定的时间周期后，按照步骤3.3至步骤3.5进行树的自适应维护更新，继续进行数据的传送；步骤3.7：重复步骤3.3至步骤3.5，实时判断路径规划制定的信息传输路径中是否出现了节点死亡。
进一步的，所述节点传输最小树满足以下性质：任意两条相邻边形成的夹角至少为90°；每个顶点的度数小于等于4；节点传输最小树根节点的度数为3，而且两条相邻边之间的夹角恰为90°。
进一步的，所述步骤3.2：定义节点传输最小树的方法使用减小k值方法，减小算法计算量；步骤3.3：对区块链网络中的恶意攻击节点进行检测的方法执行以下步骤：计算节点的攻击选择值和本身的攻击预测值；计算节点的攻击选择值和本身的攻击预测值之间的差值；若差值超过设定的阈值，则判断该节点为恶意攻击节点；若差值没有超过设定的阈值，则判断该节点非恶意攻击节点。
一种区块链网络中的节点路径选择装置，所述装置为非暂时性的计算机可读存储介质，该存储介质存储了计算指令，其包括：确定区块链网络中的信息传输的起始节点和信息传输的终节点的代码段；在区块链网络中随机选取N个节点，选取的节点至少包含起始节点、终节点以及其他若干个中间节点的代码段；在选取的N个节点中进行节点信息传输的路径规划，同时，判断路径规划制定的信息传输路径中，是否出现了节点死亡的代码段；判断节点死亡的比例是否超过设定的阈值，若超过设定的阈值，则抛弃该制定的信息传输路径；若判断节点死亡的比例没有超过设定的阈值，则将该制定的信息传输路径作为最终的信息传输路径的代码段。
本发明的区块链网络中的节点路径选择方法、系统及装置，具有如下有益效果：本发明的区块链节点路径选择算法考虑了距离因素、剩余资源因素以及网络安全等因素，因此在均衡网络能耗的同时拥有更强的鲁棒性，更重要的是具有很好的可扩展性。同时，本发明动态的维护了树的结构，并且对最优维护轮数进行了实验，能更好的均衡资源的消耗。并且在维护树的过程中以每个节点的负载作为更新的依据，这样就可以更好的提尚网络的性能。本发明在完全符合区块链网络通信特征的前提下，没有涉及有线链路、移动节点的条件，因此使得本发明可在不提高网络构建、维护、通信成本的前提下提高网络的性能。
附图说明
图1为本发明的实施例提供的区块链网络中的节点路径选择方法的方法流程示意图；
图2为本发明的实施例提供的区块链网络中的节点路径选择系统的系统结构示意图；
图3为本发明的实施例提供的区块链网络中的节点路径选择方法、系统及装置的剩余资源量的实验效果示意图与现有技术的对比实验效果示意图；
图4为本发明的实施例提供的区块链网络中的节点路径选择方法、系统及装置的数据传输对应的节点死亡曲线示意图和现有技术的对比实验效果示意图。
1-区块链节点，2-中心节点，3-贝叶斯算子节点路径选择实验曲线示意图，4-拉斯算子节点路径选择实验曲线示意图，5-本发明实验曲线示意图，6-贝叶斯-拉斯算子节点路径选择实验曲线示意图，7-现有技术的实验曲线。
具体实施方式
以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：
实施例1
如图1所示，区块链网络中的节点路径选择方法，所述方法执行以下步骤：步骤1：确定区块链网络中的信息传输的起始节点和信息传输的终节点；步骤2：在区块链网络中随机选取N个节点，选取的节点至少包含起始节点、终节点以及其他若干个中间节点；步骤3：在选取的N个节点中进行节点信息传输的路径规划，同时，判断路径规划制定的信息传输路径中，是否出现了节点死亡；步骤4：判断节点死亡的比例是否超过设定的阈值，若超过设定的阈值，则抛弃该制定的信息传输路径，并重新跳转至步骤2；若判断节点死亡的比例没有超过设定的阈值，则将该制定的信息传输路径作为最终的信息传输路径；所述步骤3：在选取的N个节点中进行节点信息传输的路径规划，同时，判断路径规划制定的信息传输路径中，是否出现了节点死亡的方法包括：步骤3.1：在选取的N个节点中，确定一个中心节点，其坐标为(0,0)；步骤3.2：定义节点传输最小树，节点传输最小树包括：节点传输最小树根节点和节点传输最小树中子节点；所述节点传输最小树中子节点可以连接的其他节点；步骤3.3：对区块链网络中的恶意攻击节点进行检测；步骤3.4：结合步骤3.2和步骤3.3，并考虑资源Sij、传输距离Pij、信道安全Bij和k值更新路径规划的算法公式，其中，k值为邻居节点数量：i和j表示节点；步骤3.5：按照步骤3.3和3.4建立好路径之后进行数据传输，节点传输最小树中子节点将其收集到的数据传送给父节点，父节点对其收集到的数据以及子节点发送到的数据进行聚合操作，然后将聚合得到的数据传送给自己父节点直至中心节点；步骤3.6：运行设定的时间周期后，按照步骤3.3至步骤3.5进行树的自适应维护更新，继续进行数据的传送；步骤3.7：重复步骤3.3至步骤3.5，实时判断路径规划制定的信息传输路径中是否出现了节点死亡。
具体的，Dijkstra算法是一个优秀的最短路径求解算法，同时也产生一棵最短路径树SPT(shortest path tree)；该算法在网络计算与优化中得到了广泛的应用。
Dijkstra最短路径算法是图灵奖获得者Dijkstra提出的一个优秀的求解最短路径的算法。该算法广泛应用于求解两点间的最短路径，比如Internet网络通信路由协议等；同时，在路径规划、运输优化等运筹学众多领域也具有广泛的应用。由于该算法在计算最短路径的同时也求解一棵最短路径树，因此，它也是计算最短路径树的一个重要算法。典型应用如组播路由协议中组播树的计算；在网络管理中，各代理(agent)相对于控制中心(manger)的优化分布；图论中特定节点集的覆盖问题；无线传感器网络中，会聚节点(sinknode)对传感器节点数据的收集、融合；在路由器EIGRP协议中还用生成树来进行拓扑更新数据包的传送，很多情况下都是构建以特点参数为度量的最短路径树。
实施例2
在上一实施例的基础上，所述节点传输最小树满足以下性质：任意两条相邻边形成的夹角至少为90°；每个顶点的度数小于等于4；节点传输最小树根节点的度数为3，而且两条相邻边之间的夹角恰为90°。
实施例3
在上一实施例的基础上，所述步骤3.2：定义节点传输最小树的方法使用减小k值方法，减小算法计算量；步骤3.3：对区块链网络中的恶意攻击节点进行检测的方法执行以下步骤：计算节点的攻击选择值和本身的攻击预测值；计算节点的攻击选择值和本身的攻击预测值之间的差值；若差值超过设定的阈值，则判断该节点为恶意攻击节点；若差值没有超过设定的阈值，则判断该节点非恶意攻击节点。
具体的，多播(multicast)也称为组播，是一种从源节点向多个目的节点传输同一信息的通信方式。所有的目的节点组成的集合被称为多播组，多播组中的每个成员被称为多播组成员。多播通信有多种方法进行路由，其中最简单的也是最常用的方法是沿树状结构进行路由。多播树(multicasting tree)}'〕是一棵根为源节点的生成树，它包含了所有的目的节点。利用多播树进行数据传输的优点在于，从根节点开始数据以并行方式沿树干传输，最终到达所有的目的节点，这样能够加快传输速度。此外，在数据传输过程中，只在树权处进行数据信息的复制，这样网络中传输的信息最少，能够减少占用的带宽，提高网络利用率。
由于多播路由是根据多播树进行路由的，因此如果能够找到费用最小的多播树，多播路由问题就得到了解决。寻找费用最小的多播树可以概括为寻找给定节点集的最小生成树，这就是S teiner最小树问题，得到的最小生成树称为Steiner最小树。Steiner最小树问题根据不同情况又可以细分为垂直距离的、欧几里得距离的、图的等。由于图的Steiner最小树问题应用最为广泛。
实施例4
在上一实施例的基础上，所述步骤3.4：结合步骤3.2和步骤3.3，并考虑资源Sij、传输距离Pij、信道安全Bij和k值更新路径规划的算法公式，其中，k值为邻居节点数量：i和j表示节点的方法执行以下步骤：将原始的路径规划公式：
Figure BDA0002438242230000071
中的ηij使用新的算子进行更新，更新后的公式为：
Figure BDA0002438242230000072
其中：t表示为时刻，τij表示信息素浓度，ηij表示i节点和节点j之间的隔离算子，α与β分别表示信息素浓度与隔离算子的权重，即在路径选择过程中所起的因素，Radius和BA表示将Sij、Pij和Bij量化到同一量纲上的参数。
实施例5
在上一实施例的基础上，步骤3.5将收集到的数据与自己感知的数据进行数据聚合，是父节点将自己感知的数据和子节点发送来的数据合并成一个数据包。
具体的，施泰纳最小树问题(Steiner shortest treeproblem)是一类组合优化问题。在平面上有n个点，问在平面上需增添多少个点，使可以连这n个点和增加的点而得到长度最短的树。这就是施泰纳最小树问题。除了只有一、两个点的不足道的情形外，最简单的情形为三、四个点。若三个点不在一条线上，则要增添一个点P。如下左图中实线所示，给出了施泰纳最小树。若四个点中没有三个点在一条直线上，则要增添两个点p，q而得到施泰纳最小树，如下右图实线所示。一般情形也可以用物理上的表面张力原理做实验而得到。但时至今日在数学上仍没有得到解答。
实施例6
一种区块链网络中的节点路径选择系统，所述系统包括：节点确认单元，用于确定区块链网络中的信息传输的起始节点和信息传输的终节点；节点选取单元，用于在区块链网络中随机选取N个节点，选取的节点至少包含起始节点、终节点以及其他若干个中间节点；路径规划单元，用于在选取的N个节点中进行节点信息传输的路径规划，同时，判断路径规划制定的信息传输路径中，是否出现了节点死亡；节点死亡判断单元，用于判断节点死亡的比例是否超过设定的阈值，若超过设定的阈值，则抛弃该制定的信息传输路径，并发送信息至节点选取单元，告知结果；若判断节点死亡的比例没有超过设定的阈值，则将该制定的信息传输路径作为最终的信息传输路径。
实施例7
在上一实施例的基础上，所述路径规划单元，在选取的N个节点中进行节点信息传输的路径规划，同时，判断路径规划制定的信息传输路径中，是否出现了节点死亡的方法执行以下步骤：步骤3.1：在选取的N个节点中，确定一个中心节点，其坐标为(0,0)；步骤3.2：定义节点传输最小树，节点传输最小树包括：节点传输最小树根节点和节点传输最小树中子节点；所述节点传输最小树中子节点可以连接的其他节点；步骤3.3：对区块链网络中的恶意攻击节点进行检测；步骤3.4：结合步骤3.2和步骤3.3，并考虑资源Sij、传输距离Pij、信道安全Bij和k值更新路径规划的算法公式，其中，k值为邻居节点数量：i和j表示节点；步骤3.5：按照步骤3.3和3.4建立好路径之后进行数据传输，节点传输最小树中子节点将其收集到的数据传送给父节点，父节点对其收集到的数据以及子节点发送到的数据进行聚合操作，然后将聚合得到的数据传送给自己父节点直至中心节点；步骤3.6：运行设定的时间周期后，按照步骤3.3至步骤3.5进行树的自适应维护更新，继续进行数据的传送；步骤3.7：重复步骤3.3至步骤3.5，实时判断路径规划制定的信息传输路径中是否出现了节点死亡。
实施例8
在上一实施例的基础上，所述节点传输最小树满足以下性质：任意两条相邻边形成的夹角至少为90°；每个顶点的度数小于等于4；节点传输最小树根节点的度数为3，而且两条相邻边之间的夹角恰为90°。
实施例9
在上一实施例的基础上，所述步骤3.2：定义节点传输最小树的方法使用减小k值方法，减小算法计算量；步骤3.3：对区块链网络中的恶意攻击节点进行检测的方法执行以下步骤：计算节点的攻击选择值和本身的攻击预测值；计算节点的攻击选择值和本身的攻击预测值之间的差值；若差值超过设定的阈值，则判断该节点为恶意攻击节点；若差值没有超过设定的阈值，则判断该节点非恶意攻击节点。
实施例10
一种区块链网络中的节点路径选择装置，所述装置为非暂时性的计算机可读存储介质，该存储介质存储了计算指令，其包括：确定区块链网络中的信息传输的起始节点和信息传输的终节点的代码段；在区块链网络中随机选取N个节点，选取的节点至少包含起始节点、终节点以及其他若干个中间节点的代码段；在选取的N个节点中进行节点信息传输的路径规划，同时，判断路径规划制定的信息传输路径中，是否出现了节点死亡的代码段；判断节点死亡的比例是否超过设定的阈值，若超过设定的阈值，则抛弃该制定的信息传输路径；若判断节点死亡的比例没有超过设定的阈值，则将该制定的信息传输路径作为最终的信息传输路径的代码段。
以上所述仅为本发明的一个实施例子，但不能以此限制本发明的范围，凡依据本发明所做的结构上的变化，只要不失本发明的要义所在，都应视为落入本发明保护范围之内受到制约。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
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 (10)

1.区块链网络中的节点路径选择方法，所述方法执行以下步骤：步骤1：确定区块链网络中的信息传输的起始节点和信息传输的终节点；步骤2：在区块链网络中随机选取N个节点，选取的节点至少包含起始节点、终节点以及其他若干个中间节点；步骤3：在选取的N个节点中进行节点信息传输的路径规划，同时，判断路径规划制定的信息传输路径中，是否出现了节点死亡；步骤4：判断节点死亡的比例是否超过设定的阈值，若超过设定的阈值，则抛弃该制定的信息传输路径，并重新跳转至步骤2；若判断节点死亡的比例没有超过设定的阈值，则将该制定的信息传输路径作为最终的信息传输路径；其特征在于，所述步骤3：在选取的N个节点中进行节点信息传输的路径规划，同时，判断路径规划制定的信息传输路径中，是否出现了节点死亡的方法包括：步骤3.1：在选取的N个节点中，确定一个中心节点，其坐标为(0,0)；步骤3.2：定义节点传输最小树，节点传输最小树包括：节点传输最小树根节点和节点传输最小树中子节点；所述节点传输最小树中子节点可以连接的其他节点；步骤3.3：对区块链网络中的恶意攻击节点进行检测；步骤3.4：结合步骤3.2和步骤3.3，并考虑能量Sij、传输距离Pij、信道安全Bij和k值更新路径规划的算法公式，其中，k值为邻居节点数量：i和j表示节点；步骤3.5：按照步骤3.3和3.4建立好路径之后进行数据传输，节点传输最小树中子节点将其收集到的数据传送给父节点，父节点对其收集到的数据以及子节点发送到的数据进行聚合操作，然后将聚合得到的数据传送给自己父节点直至中心节点；步骤3.6：运行设定的时间周期后，按照步骤3.3至步骤3.5进行树的自适应维护更新，继续进行数据的传送；步骤3.7：重复步骤3.3至步骤3.5，实时判断路径规划制定的信息传输路径中是否出现了节点死亡。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点传输最小树满足以下性质：任意两条相邻边形成的夹角至少为90°；每个顶点的度数小于等于4；节点传输最小树根节点的度数为3，而且两条相邻边之间的夹角恰为90°。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3.2：定义节点传输最小树的方法使用减小k值方法，减小算法计算量；步骤3.3：对区块链网络中的恶意攻击节点进行检测的方法执行以下步骤：计算节点的攻击选择值和本身的攻击预测值；计算节点的攻击选择值和本身的攻击预测值之间的差值；若差值超过设定的阈值，则判断该节点为恶意攻击节点；若差值没有超过设定的阈值，则判断该节点非恶意攻击节点。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3.4：结合步骤3.2和步骤3.3，并考虑能量Sij、传输距离Pij、信道安全Bij和k值更新路径规划的算法公式，其中，k值为邻居节点数量：i和j表示节点的方法执行以下步骤：将原始的路径规划公式：
Figure FDA0002438242220000011
中的ηij使用新的算子进行更新，更新后的公式为：
Figure FDA0002438242220000012
其中：t表示为时刻，τij表示信息素浓度，ηij表示i节点和节点j之间的隔离算子，α与β分别表示信息素浓度与隔离算子的权重，即在路径选择过程中所起的因素，Radius和BA表示将Sij、Pij和Bij量化到同一量纲上的参数。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤3.5将收集到的数据与自己感知的数据进行数据聚合，是父节点将自己感知的数据和子节点发送来的数据合并成一个数据包。
6.一种基于权利要求1至5之一所述方法的区块链网络中的节点路径选择系统，其特征在于，所述系统包括：节点确认单元，用于确定区块链网络中的信息传输的起始节点和信息传输的终节点；节点选取单元，用于在区块链网络中随机选取N个节点，选取的节点至少包含起始节点、终节点以及其他若干个中间节点；路径规划单元，用于在选取的N个节点中进行节点信息传输的路径规划，同时，判断路径规划制定的信息传输路径中，是否出现了节点死亡；节点死亡判断单元，用于判断节点死亡的比例是否超过设定的阈值，若超过设定的阈值，则抛弃该制定的信息传输路径，并发送信息至节点选取单元，告知结果；若判断节点死亡的比例没有超过设定的阈值，则将该制定的信息传输路径作为最终的信息传输路径。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述路径规划单元，在选取的N个节点中进行节点信息传输的路径规划，同时，判断路径规划制定的信息传输路径中，是否出现了节点死亡的方法执行以下步骤：步骤3.1：在选取的N个节点中，确定一个中心节点，其坐标为(0,0)；步骤3.2：定义节点传输最小树，节点传输最小树包括：节点传输最小树根节点和节点传输最小树中子节点；所述节点传输最小树中子节点可以连接的其他节点；步骤3.3：对区块链网络中的恶意攻击节点进行检测；步骤3.4：结合步骤3.2和步骤3.3，并考虑能量Sij、传输距离Pij、信道安全Bij和k值更新路径规划的算法公式，其中，k值为邻居节点数量：i和j表示节点；步骤3.5：按照步骤3.3和3.4建立好路径之后进行数据传输，节点传输最小树中子节点将其收集到的数据传送给父节点，父节点对其收集到的数据以及子节点发送到的数据进行聚合操作，然后将聚合得到的数据传送给自己父节点直至中心节点；步骤3.6：运行设定的时间周期后，按照步骤3.3至步骤3.5进行树的自适应维护更新，继续进行数据的传送；步骤3.7：重复步骤3.3至步骤3.5，实时判断路径规划制定的信息传输路径中是否出现了节点死亡。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述节点传输最小树满足以下性质：任意两条相邻边形成的夹角至少为90°；每个顶点的度数小于等于4；节点传输最小树根节点的度数为3，而且两条相邻边之间的夹角恰为90°。
9.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述步骤3.2：定义节点传输最小树的方法使用减小k值方法，减小算法计算量；步骤3.3：对区块链网络中的恶意攻击节点进行检测的方法执行以下步骤：计算节点的攻击选择值和本身的攻击预测值；计算节点的攻击选择值和本身的攻击预测值之间的差值；若差值超过设定的阈值，则判断该节点为恶意攻击节点；若差值没有超过设定的阈值，则判断该节点非恶意攻击节点。
10.一种基于权利要求1至5只注意所述方法的区块链网络中的节点路径选择装置，其特征在于，所述装置为非暂时性的计算机可读存储介质，该存储介质存储了计算指令，其包括：确定区块链网络中的信息传输的起始节点和信息传输的终节点的代码段；在区块链网络中随机选取N个节点，选取的节点至少包含起始节点、终节点以及其他若干个中间节点的代码段；在选取的N个节点中进行节点信息传输的路径规划，同时，判断路径规划制定的信息传输路径中，是否出现了节点死亡的代码段；判断节点死亡的比例是否超过设定的阈值，若超过设定的阈值，则抛弃该制定的信息传输路径；若判断节点死亡的比例没有超过设定的阈值，则将该制定的信息传输路径作为最终的信息传输路径的代码段。
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