CN112288445A - 一种基于区块链的账号积分管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链的账号积分管理方法，包括以下步骤：S1、构建账号积分系统供用户注册获取唯一id；S2、将账号积分系统中的用户按id组织为区块链，以经过认证的用户节点作为交易验证节点，由此形成联盟链形态的区块链结构；S3、每个用户节点产生的交易记录数据传播至交易验证节点，并由交易验证节点将交易记录数据打包为区块后追加至区块链中完成同步；S4、账号积分系统从区块链中获取交易记录数据。本发明为构建安全稳定可信赖的账号积分服务提供了可能性。

Description

一种基于区块链的账号积分管理方法

技术领域

本发明涉及数据处理方法领域，具体是一种基于区块链的账号积分管理方法。

背景技术

手机或其他网上服务系统中，为了提升账号系统的活跃度，目前大部分账号系统都加入了积分的功能，用户可以通过每日登陆，下载并使用应用等方式获得相应的积分，用户获得这些积分之后，可以使用这些积分使用某些积分付费功能，产品的折扣购买等，通过这些措施来吸引大家来使用账号积分系统，进一步提升账号系统的价值。

传统的账号积分系统都是基于统一的后台来对外提供服务的，这样的服务有一个很明显的特征就是中心化，中心化的缺点就是由于数据集中，数据被篡改的成本低，导致整个服务的可靠性和稳定性不足，黑客非常热衷于攻击中心化的服务，相比攻击去中心化的服务来说，攻击中心化的服务的成本更低，难度更小，黑客只要找到中心化服务的服务器地址(通常是IP)，对服务的某些接口进行安全性侦测，找到可以攻击的漏洞，然后就可以通过多种技术手段对服务器发起攻击，比如DDos攻击，可以利用大量的“肉鸡”机器对中心化的服务在短时间内发起请求，导致中心化的服务出现网络阻塞或者服务负载过高，无法正常对外提供服务，又或者黑客找到服务的漏洞之后，直接攻击服务的数据库，对其中的数据进行篡改甚至删除，导致服务中断，甚至难以恢复，从而达到获取经济理由或者其他不正当竞争利益的目的。

为了解决以上问题，现有技术有多种传统的防范方法，比如可以加入防火墙，或者定期备份数据，但是这些做法，还是在中心化系统的基础上去做的，通俗来讲都是打补丁的做法，无法避免黑客攻击带来的危害。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于区块链的账号积分管理方法，以解决现有技术账号积分系统采用中心化服务器存在的数据容易被攻击篡改的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种基于区块链的账号积分管理方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、构建账号积分系统，由账号积分系统提供面向用户的账号注册端口，用户通过账号注册端口获取唯一id作为账号完成账号注册后，通过账号积分系统使用积分进行交易；

S2、将账号积分系统中的所有用户按各自的id组织为区块链，区块链中每个用户分别作为用户节点；区块链中构建认证系统对用户节点进行认证，其中经过认证的用户节点作为交易验证节点，由此形成联盟链形态的区块链结构；

S3、区块链中设定数据传播规则为每个用户节点仅向一个或多个交易验证节点广播数据，由此每个用户节点使用积分进行交易产生交易记录数据时，由用户节点将自身产生的交易记录数据传播至一个或多个交易验证节点，并由接收交易记录数据的交易验证节点将交易记录数据打包为区块后追加至区块链中，完成对区块链中交易信息的同步；

S4、所述账号积分系统从区块链中获取区块并解析为交易记录数据，由此获取用户节点的交易信息。

所述的一种基于区块链的账号积分管理方法，其特征在于：步骤S1中，用户通过账号注册端口输入手机号作为注册识别信息，账号积分系统赋予手机号唯一对应的id，由此实现每个用户唯一id与其注册识别信息的对应。

所述的一种基于区块链的账号积分管理方法，其特征在于：步骤S2的区块链中，按每个用户的唯一id分配其在区块链中的地址，由此将用户节点在区块链中的地址与用户在账号积分系统中的唯一id进行绑定。

所述的一种基于区块链的账号积分管理方法，其特征在于：所述账号积分系统中设置防刷积分作弊程序，由防刷积分作弊程序根据通过步骤S4获取的交易记录数据，判断交易记录数据对应的交易积分是否超过预设上限值，若超过预设上限值则由防刷积分作弊程序锁定对应的用户账号作为异常账号，同时由账号积分系统终止异常账号的交易过程。

所述的一种基于区块链的账号积分管理方法，其特征在于：步骤S4中，账号积分系统对采集的交易记录数据进行清洗以过滤无效数据，并对清洗后的交易记录数据进行大数据分析。

所述的一种基于区块链的账号积分管理方法，其特征在于：步骤S4中，构建人工神经网络FNN模型进行离线大数据分析，并利用账号积分系统采集的历史交易记录数据作为训练集对人工神经网络FNN模型进行训练，从而获得符合每个用户行为的人工神经网络FNN模型，完成对用户行为的画像；然后将每个用户新的交易记录数据分别输入至对应的人工神经网络FNN模型，由对应的人工神经网络FNN模型分析以识别判断新的交易记录数据是否异常。

本发明根据积分系统的安全性和可靠性的要求，采取区块链作为核心技术框架保证；为了减低用户加入区块链的成本，采用轻客户端的技术来进行积分系统的优化与实现；为了促进用户的活跃度，加入了创新的积分交易体系。

本发明还根据用户在使用我们手机的行为数据来分析用户的特征，也就是用户画像。比如某些用户经常使用的应用是美妆美容应用，那么她/他大概率会是女性角色，如果一个用户经常线上购买考试类的书籍，那么他/她大概率是一个学生，当然，用户画像并不是仅仅靠猜测揣摩来确定用户的实际特征，而是搭建一个大数据平台收集大量用户的行为数据，再建立相应的分析用户特征AI模型。只需要构建一个AI模型，达到区分一个该用户是一个正常的用户还是一个异常的用户即可，从而能够及时、准确地鉴别出我们账号系统中的异常用户，进而对其采取合适的措施。

本发明加入去中心化的区块链技术，正如区块链中目前最火的比特币类似，对于所有积分奖励、积分兑换等相应的积分变动的交易记录都进行上链，确保作为链中的每一个节点或者部分节点都持有这些交易数据，从而大大提高了数据篡改的难度，提升账号积分服务的稳定性和可靠性，由于积分记录分布式存储，黑客就无法直接攻击某个服务器达到相应的目的，黑客要攻击整个服务的成本大大提高了，这样的做法确保账号积分系统的稳定运作。

与现有技术相比，本发明优点为：

本发明借鉴比特币的思想，采取了去中心化的区块链技术，通过认证的节点对积分在各个环节产生的交换记录进行验证，然后再保存到区块链中。由于本发明中数据并不单独存在一个中心化的服务中，因此能最大限度降低黑客恶意篡改数据的可能性，大大提高了整个积分系统的安全性。同时本发明也利用了大数据来收集用户的数据，进行数据转换和清洗。另外本发明也基于人工智能的技术来构建强大的用户画像，加上数值平衡的相关逻辑，可确保账号积分服务各方面的安全性和可用性。本发明为构建安全稳定可信赖的账号积分服务提供了可能性。

附图说明

图1是本发明实施例方法流程图。

图2是本发明实施例原理图。

图3为本发明实施例中数据区块链的示意图。

图4为本发明实施例中数据收集的架构图。

图5为本发明实施例中数据分析的架构图。

图6为本发明实施例中识别异常用户的AI结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、图2所示，一种基于区块链的账号积分管理方法，包括以下步骤：

S1、构建账号积分系统，由账号积分系统提供面向用户的账号注册端口，用户通过账号注册端口获取唯一id作为账号完成账号注册后，通过账号积分系统使用积分进行交易。

步骤S1中，用户通过账号注册端口输入手机号作为注册识别信息，账号积分系统赋予手机号唯一对应的id，由此实现每个用户唯一id与其注册识别信息的对应。

S2、如图3所示，将账号积分系统中的所有用户按各自的id组织为区块链，区块链中每个用户分别作为用户节点；区块链中构建认证系统对用户节点进行认证，其中经过认证的用户节点作为交易验证节点，由此形成联盟链形态的区块链结构。

步骤S2的区块链中，按每个用户的唯一id分配其在区块链中的地址，由此将用户节点在区块链中的地址与用户在账号积分系统中的唯一id进行绑定。

用户在注册了账号之后，就加入了区块链中作为一个普通节点，可以参与到积分的获取、兑换、交易等环节。用户注册是加入区块链的前提，这样可以将用户的id和他在区块链中的地址绑定在一起，之后后续的所有操作都可以和用户的账户关联在一起了。

用户通过日常的登录账号系统、下载APP等多种不同的方式可以获得一定的积分，获得积分是用户参与到账号积分系统的起点，但是需要加入使用积分这个功能，才会让用户积分系统真正体现出它的价值，否则用户就没有动力去进行积攒积分。比如用户达到一定的积分可以获取到酷炫的勋章，用户还可以使用这些积分来进行交易，或者使用这些积分来下载付费应用以及折扣购买商品等等，有了这些对用户有价值的积分使用场景，那么积分系统就产生了真正的价值。

S3、区块链中设定数据传播规则为每个用户节点仅向一个或多个交易验证节点广播数据，由此每个用户节点使用积分进行交易产生交易记录数据时，由用户节点将自身产生的交易记录数据传播至一个或多个交易验证节点，并由接收交易记录数据的交易验证节点将交易记录数据打包为区块后追加至区块链中，完成对区块链中交易信息的同步。

区块链中的所有交易的验证和区块打包上链的工作都由交易验证节点负责，类似于比特币的矿工。以每日签到为例，用户登录了账号系统后，点击了每日签到，然后就获得了系统发放的一个积分，这个就是一个交易记录，即用户获得了系统奖励的积分，再然后用户使用这个积分去下载一个收费的应用，或者去折扣购买某个商品，这也是一笔交易记录，是用户向系统转移了一个积分，或者还有一个场景就是用户A给用户B赠予一定的积分(为了防止作弊，B每天可以获得赠予的总积分数量也有一个上限)，这些最终都形成一个一个交易记录。这些交易记录会通过传播到达每一个负责交易验证的节点中去，交易验证节点通过挖矿(按照既定的算法计算符合一定条件的hash值)，然后将交易数据打包为一个区块追加到区块链中，然后这些交易记录就得到了记载，并且具备不可篡改的特点。

需要说明的是，对于没有经过认证的普通节点，并不负责交易确认，因此每一笔交易也不需要进行全网广播，只需要广播给交易验证节点即可。所以本发明的区块链并不算完全的去中心化的。在区块链技术中，衍生出了三种形态，分为公有链、联盟链和私有链，公有链是以比特币、以太坊为代表，联盟链的出现主要是兼顾了去中心化和效率问题，解决了区块链在行业中应用的疼点，而私有链主要是公司内部开发的区块链技术应用，去中心化程度最弱。本发明采用了联盟链的方式，经过认证的节点可以加入进来，作为交易验证节点，因此用户的每一笔交易，只需要广播给经过交易验证节点即可，实现了去中心化和效率的兼顾，确保每一笔交易得到及时的确认。

在区块链中，有一个很出名的攻击方式就是51攻击，这个攻击的意思是如果攻击方掌握了整个区块链中51％的算力，那么他就有能力对区块链的数据进行修改，就如当前的区块链应用鼻祖的比特币来说，也经常遇到类似的这样攻击。攻击方利用大量的机器进行“挖矿”，由于攻击方具有完全超过一半的算力，因此他就比其他的矿工有着更多的机会计算到符合条件的Hash值，这样他就能在区块链的主链上进行分叉，而且一直在这个分支上追加新的区块，最后使得这个分支比其他的主链上的分支还要长，也就覆盖了原来主链上的分支了，包括主链上原有区块的交易数据，最终达到双花的目的(“双花”简单来说就是一份钱用两次)，这就是大名鼎鼎的51攻击了。

在本发明这个场景下，并没有让每一个节点都是矿工节点，要成为矿工节点，要先得到认证或者本身就是官方的，这里就是区块链中常说的联盟链了，它吸取了区块链的核心思想，同时也加入了认证的概念，进一步减低了整个区块链被攻击的风险。公有链的每次交易都需要全节点广播和校验，大大地增加了每次交易被确认的时间，就比如在比特币，每一笔交易确认的时间短则十几分钟，长则一天，这样对于实际应用是非常不利了，因此，基于被信任的矿工节点开发的区块链才适合需求。

实质上，本发明构建了两种节点类型，一种就是上面所述的矿工节点，这些节点的主要技能就是交易校验和交易确认打包，是一个“重”节点，它需要同步所有交易数据，以便接下来他能够正确地对每一笔交易进行校验。另外一种节点，就是交易节点，这些节点不需要同步区块链中的所有交易数据，只是参与了区块链的交易，建立这种类型的节点主要的目的就是为了减低用户的使用门槛，否则用户在使用我们这个积分功能之前，动辄就需要从区块链中同步几个G甚至几十个G的全量交易数据，这样是不可取的，大大地提高了用户的使用门槛。轻客户端轻节点的建立，就是为了解决如上问题的有效办法。

轻节点除了让大部分的手机用户不需要下载过大的客户端之外，还能解决交易确认过慢的问题，主要是因为每一个交易并不需要广播给所有节点了，因为轻节点并不会处理交易的校验和上链相关逻辑，只需要广播给经过认证的节点，这样就大大加快了交易被确认的速度，同时由于所有认证的节点都是可信节点，每一个交易的最终完成不再需要向比特币一个要得到6个区块认证后才被认可。因此，从体验和可用性方面，轻节点都带来了很大的好处。

本发明中，账号积分系统中设置防刷积分作弊程序，由防刷积分作弊程序根据通过步骤S4获取的交易记录数据，判断交易记录数据对应的交易积分是否超过预设上限值，若超过预设上限值则由防刷积分作弊程序锁定对应的用户账号作为异常账号，同时由账号积分系统终止异常账号的交易过程。

为了防止刷积分作弊，这个积分在各种流通形式上在每天会有一个上限，比如用户每天通过下载应用，使用应用，点击广告等方式可以获取到的积分是有一个上限的，以及用户在交易积分、兑换积分等也存在一个日上限。假如我们都不设置上限的话，那么某些用户为了获取大量的积分，就大规模去下载应用，或者毫无节制的点击广告，这样的行为并没有带来实际的用处，反而增大了带宽方面的费用开支，更为重要的是，这样的行为极大的破坏了积分系统的数值平衡，最终导致这个积分系统就变得没有价值。

总的来说，本发明整个环节就包括了用户注册加入区块链积，用户通过下载应用、点击广告等方式获得积分，用户通过积分下载应用、积分兑换折扣商品、积分交易等方式使用积分，在这个流程中加入一个防刷积分的逻辑模块，就构成了整个基于大数据、人工智能的账号体系。不管用户通过积分购买付费应用或者积分兑换折扣商品等方式消费积分，这些积分的增加和减少的过程都是一个交易，这个交易信息会传播到区块链中，然后区块链的交易确认节点会对这些交易进行进一步的校验和确认。

S4、所述账号积分系统从区块链中获取区块并解析为交易记录数据，由此获取用户节点的交易信息。

步骤S4中，账号积分系统对采集的交易记录数据进行清洗以过滤无效数据，并对清洗后的交易记录数据进行离线大数据分析。

同时，本发明构建人工神经网络FNN模型进行离线大数据分析，并利用账号积分系统采集的历史交易记录数据作为训练集对人工神经网络FNN模型进行训练，从而获得符合每个用户行为的人工神经网络FNN模型，完成对用户行为的画像；然后将每个用户新的交易记录数据分别输入至对应的人工神经网络FNN模型，由对应的人工神经网络FNN模型离线分析以识别判断新的交易记录数据是否异常。

如图4所示，具体的，本发明通过在应用或者手机的系统模块中加入埋点，用户在使用手机的时候就会触发这些埋点，再通过数据采集框架进行这些数据的收集和上传，同时可在云端建立一套完整的数据收集框架，把数据采集框架上传上来的数据放入到消息队列中，再定时将数据落盘，在落盘之前针对这些数据进行Parquet列式存储技术进行压缩，以进一步减少这部分数据的空间占用大小。

数据采集框架每天会定时对收集到的数据文件进行清洗，过滤掉具有无效字段的数据，然后在进行数据压缩，最终并进一步以列式存储的Parquet技术存放起来。数据清洗主要是解决原始数据的问题，提高数据的质量，要解决数据的质量，包括如下几方面的问题：

(1)数据的完整性-例如人的个人标签中缺少年龄、性别、爱好等

(2)数据的权威性-例如同一个指标出现多个来源的数据，且数值不一样

(3)数据的合理性-例如获取的数据与常识不符，比如一个成年人年龄

(4)数据的唯一性-例如不同的信息来源的数据出现重复的情况

如图5所示，对于大数据分析技术，有实时分析和离线分析两种，对于不同的场景可以使用不同的分析技术，比如在做推荐的业务或做最近一分钟在线数据分析等实时性要求很高的时候，本发明需要采用实时分析技术而不是离线分析技术，当前比较热门的实时分析技术有Spartstreaming和flink技术。对于利用昨天的日志进行分析这类实时性要求不高的业务，本发明采用离线分析技术进行大数据分析，目前主要的离线分析技术有Hive、Presto、Impala等。数据转换和数据清洗利用大数据框架强大的计算能力进行，随着数据源的不断增加，异构的数据也变得越来越多，通过大数据技术对这些异构数据进行处理，编程结构化数据存储起来，以便进一步的查询和分析所用。

如图6所示，本发明具体通过8*1560*195*1的识别异常用户的常规的人工神经网络FNN模型进行异常数据监控，在人工神经网络FNN模型中，计算的最小单元就是神经元。它从其他的神经元接收输入参数，并且计算之后输出最后结果。而每个输入都伴随着一个权重，即(w)，并且输入的参数中也包含一个很重要的参数偏置。并且每个神经元都会应用一个函数f(wx+b)来得到最后的输出。

本发明用于异常用户鉴别的神经网络结构后，首先从所有的特征中筛选出和用户强相关的八个特征，同时拿出具有标签的数据集作为训练数据，将这些训练数据的八个标签作为输入，输入到训练的模型中，同时根据这些数据的实际性别标签输入到训练模型中，最后通过训练后确定模型中的各个参数值，也就得到了想要的识别模型。

本发明通过区块链技术构建的账号积分系统，利用区块链具备的去中心化特性，已从底层设计上提高了黑客攻击的难度。另外在这个基础之上，搭建了一套鉴别用户的服务，拦截异常用户请求，大大提高了账号积分系统的安全性和可用性。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (7)

1.一种基于区块链的账号积分管理方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、构建账号积分系统，由账号积分系统提供面向用户的账号注册端口，用户通过账号注册端口获取唯一id作为账号完成账号注册后，通过账号积分系统使用积分进行交易；

S2、将账号积分系统中的所有用户按各自的id组织为区块链，区块链中每个用户分别作为用户节点；区块链中构建认证系统对用户节点进行认证，其中经过认证的用户节点作为交易验证节点，由此形成联盟链形态的区块链结构；

S3、区块链中设定数据传播规则为每个用户节点仅向一个或多个交易验证节点广播数据，由此每个用户节点使用积分进行交易产生交易记录数据时，由用户节点将自身产生的交易记录数据传播至一个或多个交易验证节点，并由接收交易记录数据的交易验证节点将交易记录数据打包为区块后追加至区块链中，完成对区块链中交易信息的同步；

S4、所述账号积分系统从区块链中获取区块并解析为交易记录数据，由此获取用户节点的交易信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的账号积分管理方法，其特征在于：步骤S1中，用户通过账号注册端口输入手机号作为注册识别信息，账号积分系统赋予手机号唯一对应的id，由此实现每个用户唯一id与其注册识别信息的对应。

3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的账号积分管理方法，其特征在于：步骤S2的区块链中，按每个用户的唯一id分配其在区块链中的地址，由此将用户节点在区块链中的地址与用户在账号积分系统中的唯一id进行绑定。

4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的账号积分管理方法，其特征在于：所述账号积分系统中设置防刷积分作弊程序，由防刷积分作弊程序根据通过步骤S4获取的交易记录数据，判断交易记录数据对应的交易积分是否超过预设上限值，若超过预设上限值则由防刷积分作弊程序锁定对应的用户账号作为异常账号，同时由账号积分系统终止异常账号的交易过程。

5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的账号积分管理方法，其特征在于：步骤S4中，账号积分系统对采集的交易记录数据进行清洗以过滤无效数据，并对清洗后的交易记录数据进行大数据分析。

6.根据权利要求5所述的一种基于区块链的账号积分管理方法，其特征在于：步骤S4中，构建人工神经网络FNN模型进行离线大数据分析，并利用账号积分系统采集的历史交易记录数据作为训练集对人工神经网络FNN模型进行训练，从而获得符合每个用户行为的人工神经网络FNN模型，完成对用户行为的画像。

7.根据权利要求5所述的一种基于区块链的账号积分管理方法，其特征在于：步骤S4中还包括将每个用户新的交易记录数据分别输入至对应的人工神经网络FNN模型，由对应的人工神经网络FNN模型分析以识别判断新的交易记录数据是否异常。

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