CN115102963A - 一种基于虚拟货币公链网络交易节点的邻居节点的ip判别方法、存储介质和电子设备 - Google Patents

一种基于虚拟货币公链网络交易节点的邻居节点的ip判别方法、存储介质和电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于虚拟货币公链网络交易节点的邻居节点的IP判别方法、存储介质和电子设备，包括以下步骤：通过部署探针节点来记录交易网络中各个节点传输的交易信息，并根据探针节点接收到的每笔交易的交易信息到达时间的顺序对不同具有相同交易哈希值的交易信息对应的交易发送方的IP地址进行排序，得到第一排序集合组；而后统计第一排序集合组中目标节点与待测节点同时出现的排序集合数量，计算目标节点与待测节点同时出现的排序集合数量与第一排序集合组中包含目标节点的集合数量的占比，将计算结果作为待测节点为目标节点的潜在邻居节点的概率并输出，从而实现对各交易节点的邻居节点的判别，便于后续交易信息的溯源。

Description

一种基于虚拟货币公链网络交易节点的邻居节点的IP判别方 法、存储介质和电子设备
技术领域
本发明涉及服务器节点监测技术领域，具体为一种基于虚拟货币公链网 络交易节点的邻居节点的IP判别方法、存储介质和电子设备。
背景技术
近来，随着区块链技术发展迅速，虚拟货币交易规模逐步攀升，引起国 内外广泛关注。以某一虚拟货币的交易为例，其具备区块链去中心化和匿名 化特征，使得虚拟货币交易者的身份难以识别，为不法行为(如非法物品交 易、虚拟货币勒索病毒、洗钱等)提供了隐匿空间。基于区块链虚拟货币交 易具有去中心化特点，相对于传统金融系统，虚拟货币交易具有较强的反溯 源能力。
基于区块链的虚拟货币交易系统一般具有以下特点：(1)交易者IP地址 匿名性，虚拟货币进行交易时交易者IP是用户参与虚拟货币交易时使用的账 号，该地址由用户自行创建，与用户身份信息无关，创建和使用过程不需要 第三方参与。(2)交易节点分散性，虚拟货币系统支持用户通过不同的交易 节点发起交易，因此用户的交易信息将分散在不同交易节点中，很难通过分 析交易记录寻找用户的身份特征。(3)网络结构去中心化，虚拟货币系统采 用P2P(对等网络)协议组网，不存在中心节点。
基于虚拟货币系统具有的以上特点，很难通过监测单一服务器追踪交易 信息在虚拟货币公链网络中的传播路径，传统的交易溯源技术在虚拟货币系 统中无法适用。这就导致虚拟货币公链网络中的交易信息的传播路径无法预 测，影响了交易信息溯源的准确性。
发明内容
为此，需要提供一种基于虚拟货币公链网络交易节点的邻居节点的IP判 别的技术方案，用以解决现有的虚拟货币溯源技术交易信息溯源难度大、准 确性不高等问题。
为实现上述目的，在第一方面，本发明公开了一种基于虚拟货币公链网 络交易节点的邻居节点的IP判别方法，所述方法包括以下步骤：
S1：在虚拟货币公链网络中设置至少一个探针节点；所述探针节点被配 置为能够与所述虚拟货币公链网络中所有节点的建立连接；
S2：通过所述探针节点监听所述虚拟货币公链网络中各交易节点在进行 交易过程中的所有交易信息；所述交易信息包括交易的哈希值，每笔交易信 息对应一个唯一的交易哈希值；
S3：探针节点将搜集到的所有交易信息按照交易哈希值不同进行分类， 并根据接收到的各笔交易信息的交易信息到达时间的先后顺序对具有相同交 易哈希值的交易信息对应的交易发送方的IP地址进行排序，得到第一排序集 合组；所述交易信息到达时间是指各交易信息被所述探针节点接收的时间戳 信息，所述交易发送方的IP地址信息为将所述交易信息发送给探针节点的发 送方的IP地址信息；
S4：统计第一排序集合组中目标节点与待测节点同时出现的排序集合数 量，计算所述目标节点与待测节点同时出现的排序集合数量与所述第一排序 集合组中包含目标节点的集合数量的占比，将计算结果作为所述待测节点为 所述目标节点的潜在邻居节点的概率并输出。
进一步地，所述待测节点的数量为多个，“计算所述目标节点与待测节 点同时出现的排序集合数量与所述第一排序集合组中包含目标节点的集合数 量的占比，将计算结果作为待测节点作为所述目标节点的潜在邻居节点的概 率并输出”包括：
计算所述目标节点与各个待测节点同时出现的排序集合数量与所述第一 排序集合组中包含目标节点的集合数量的占比，得到各个待测节点作为所述 目标节点的潜在邻居节点的概率并输出；
当所述待测节点的数量大于预设数量时，筛选出作为所述目标节点的潜 在邻居节点的概率大于预设概率阈值的待测节点，并将其作为所述目标节点 的潜在邻居节点。
进一步地，所述方法包括：
所述探针节点通过向其连接的目标节点请求目标节点所知道的节点信息 表，作为所述目标节点对应的可视节点信息表；
判断被列为所述目标节点的潜在邻居节点的待测节点的标识信息是否出 现在所述目标节点对应的可视节点信息表，若是则保留所述待测节点作为所 述目标节点的潜在邻居节点，否则将所述待测节点从所述目标节点的潜在邻 居节点中剔除。
进一步地，所述方法包括：
选取出所述目标节点的潜在邻居节点的概率值最高的若干待测节点作为 所述目标节点的邻居节点，将所述目标节点的邻居节点作为新的目标节点， 根据步骤S3-S4计算新的目标节点的潜在邻居节点的概率并输出；重复以上 步骤，直至确认所述虚拟货币公链网络中所有交易节点的邻居节点。
进一步地，所述方法包括：
所述选取出所述目标节点的潜在邻居节点的概率值最高的若干待测节点 作为所述目标节点的邻居节点包括：
设置一个概率阈值；
判断筛选出的待测节点对应的概率值是否大于所述概率阈值，若是则保 留该待测节点作为所述目标节点的邻居节点，否则不将该待测节点作为所述 目标节点的邻居节点。
进一步地，所述方法包括：
获取多个单位时间内的所有交易信息，分别计算各单位时间内所述待测 节点为所述目标节点的潜在邻居节点的概率，得到一组概率值序列，对所述 概率值序列进行拟合，得到所述待测节点对应的概率值拟合函数；
获取下一单位时间内的所有交易信息，计算当前单位时间内所述待测节 点为所述目标节点的潜在邻居节点的概率，判断当前单位时间内所述待测节 点为所述目标节点的潜在邻居节点的概率是否与所述拟合函数预测的结果相 匹配，若是则保留所述待测节点作为所述目标节点的潜在邻居节点，否则将 所述待测节点从所述目标节点的潜在邻居节点中剔除。
进一步地，所述探针节点与所述虚拟货币公链网络中所有节点之间传输 的信息包括第一类型报文信息和第二类型报文信息；所述第一类型报文信息 为包括所述交易信息在内的能够影响邻居节点判断结果的报文信息，所述第 二类型报文信息为除所述第一类型报文信息以外的其他报文信息；
所述方法包括：
所述探针节点被配置为对所述第一类型报文信息不进行转发，对所述第 二类型报文信息正常处理，以使得所述探针节点在所述虚拟货币公链网络中 始终保持活跃状态。
进一步，所述种子节点的数量为多个，各个种子节点分别存储有虚拟货 币公链网络中部分交易节点对应的节点信息；
探针节点被配置为能够与所述虚拟货币公链网络中所有节点的建立连接 包括：
探针节点与所述虚拟货币公链网络中的各个种子节点建立连接后，向所 有所述种子节点发起节点信息获取请求；
探针节点获取各个种子节点将各自存储的节点信息；所述节点信息包括 所述虚拟货币公链网络中相应节点的IP地址信息；
探针节点对所有种子节点发送的节点信息进行整理，并向所述各节点的 IP地址发起连接请求，建立连接；
所述探针节点对所有种子节点发送的节点信息进行整理包括：当收到的 各种子节点发送的节点信息中包含有多个相同的IP地址时，只向其中一个IP 地址发起连接请求。
在第二方面，本发明提供了一种存储介质，所述存储介质置于探针节点 内，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如本 发明第一方面所述的方法。
在第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：
存储介质，为本发明第二方面所述的存储介质；
处理器，与所述存储介质电连接，用于执行所述存储介质存储的计算机 程序以实现如本发明第一方面所述的方法。
区别于现有技术，本发明提供了一种基于虚拟货币公链网络交易节点的 邻居节点的IP判别方法、存储介质和电子设备，所述方法包括以下步骤：通 过在虚拟货币公链网络中部署探针节点，并采用探针节点来记录交易网络中 各个节点传输的交易信息，并根据探针节点接收到的每笔交易的交易信息到 达时间的顺序对不同具有相同交易哈希值的交易信息对应的交易发送方的IP 地址进行排序，得到第一排序集合组；而后统计第一排序集合组中目标节点 与待测节点同时出现的排序集合数量，计算所述目标节点与待测节点同时出 现的排序集合数量与所述第一排序集合组中包含目标节点的集合数量的占 比，将计算结果作为所述待测节点为所述目标节点的潜在邻居节点的概率并 输出。通过本申请的方案，可以对虚拟货币公链网络中各个交易节点的邻居 节点进行预测，进而可以构建出虚拟货币公链网络的交易拓扑，后续更好地 预测各笔交易信息在交易拓扑中的传播路径，实现交易信息的溯源。
附图说明
图1为本发明第一种实施方式涉及的基于虚拟货币公链网络交易节点的 邻居节点的IP判别方法的流程图；
图2为本发明第二种实施方式涉及的基于虚拟货币公链网络交易节点的 邻居节点的IP判别方法的流程图；
图3为本发明第三种实施方式涉及的基于虚拟货币公链网络交易节点的 邻居节点的IP判别方法的流程图；
图4为本发明第四种实施方式涉及的基于虚拟货币公链网络交易节点的 邻居节点的IP判别方法的流程图；
图5为本发明第五种实施方式涉及的基于虚拟货币公链网络交易节点的 邻居节点的IP判别方法的流程图；
图6为本发明一实施方式涉及的探针节点连接全网交易节点方法；
图7为本发明一实施方式涉及的电子设备的示意图；
图8为本发明一实施方式涉及的各个目标节点对应的一阶邻居节点的示 意图；
图9为为本发明一实施方式涉及的全链一阶链接节点连接拓扑图。
具体实施方式
为详细说明本申请可能的应用场景，技术原理，可实施的具体方案，能 实现目的与效果等，以下结合所列举的具体实施例并配合附图详予说明。本 文所记载的实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示 例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或 特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实 施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间 的独立性或关联性。原则上，在本申请中，只要不存在技术矛盾或冲突，各 实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的 可实施的技术方案。
除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本申请所属技术领域的 技术人员通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体 的实施例，而不是旨在限制本申请。
在本申请的描述中，用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的 表述，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，表示：存在A，存在B，以 及同时存在A和B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对 象是一种“或”的逻辑关系。
在本申请中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体 或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或 操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。
在没有更多限制的情况下，在本申请中，语句中所使用的“包括”、“包 含”、“具有”或者其他类似的表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述 并不排除在包括要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而 使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素， 而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或 者产品所固有的要素。
与《审查指南》中的理解相同，在本申请中，“大于”、“小于”、“超 过”等表述理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等表述理解 为包括本数。此外，在本申请实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包 括两个)，与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解，例如“多组”、 “多次”等，除非另有明确具体的限定。
为了方便理解本申请所描述的方案，以下先对本申请涉及的一些名词进 行定义解释，具体如下：
(1)虚拟货币公链网络：
虚拟货币公链网络是指基于区块链技术构建的虚拟货币交易网络。通常， 虚拟货币公链网络中包括多个交易节点，每一交易节点可以通过一台服务器 或多台服务器集群来实现。
虚拟货币公链网络中各个交易节点之间通过特定的通讯协议进行通讯， 例如各个交易节点可以通过发起“connect ip-xxxx-port”命令以连入虚拟货币交 易网络。同时，为了保证交易信息的接收和转发不受其他信息的干扰，各个 交易节点的使用者还可以通过设置端口权限的方式来屏蔽其他类虚拟货币的 交易信息，即保证各个交易节点一旦连入某一虚拟货币公链网络中，则只会 接收该种类型的虚拟货币公链网络中的交易信息。
(2)探针节点
本申请中的探针节点是指设置了溯源程序、且部署于虚拟货币公链网络 中的交易节点，该溯源程序被执行时用于实现对探针节点的收集和记录的各 类数据进行分析处理，以判断出某一节点为另一节点的邻居节点的概率。本 申请中的探针节点被配置为能够与虚拟货币公链网络中的其他所有交易节点 的建立连接，从而可以获取虚拟货币公链网络中的所有交易节点转发的交易 信息。探针节点通过发送特定的协议命令加入某一虚拟货币公链网络。
(3)交易信息
一般情况下，在虚拟货币公链网络中，交易信息包括交易哈希值、交易 金额和其他备注信息。交易哈希值为一组随机的字符串，由交易发起节点在 发起交易时随机生成，并随着本次交易的交易内容(如交易金额、其他备注 事项)一并转发给下一交易节点。在交易信息转发过程中，尽管同一笔交易 信息会被各个交易节点相互不断转发，但同一笔交易信息的交易哈希值始终 不变。这里的同一笔交易是指由某个交易节点在某个时间点发起的某笔交易。
(4)交易信息到达时间
在本申请中，交易信息到达时间是指各笔交易信息被探针节点接收的时 间信息。优选的，交易信息到达时间可以用差值时间来表示，差值时间是指 某笔交易被探针节点接收的时间戳与这笔交易在虚拟货币公链网络中发起的 时间戳之差，即网络延时。当某个交易节点发起某笔交易时，基于虚拟货币 的交易机制，虚拟货币公链网络中的所有交易节点都会获知这笔交易的发起 时间，但无法获知本次交易是由哪个交易节点发起的。本申请通过设置探针 节点与所有交易节点建立连接，进而通过对监听收集的所有交易信息进行分别，计算得出某一节点为另一节点的邻居节点的概率。
(5)交易发送方的IP地址信息
在本申请中，交易发送方的IP地址信息为将交易信息转发给探针节点的 发送方的IP地址信息。简单的说，由于虚拟货币公链网络中的所有交易节点 都与探针节点建立连接，即探针节点是所有交易节点的邻居节点，因而探针 节点就可以不断收到各个交易节点转发的交易信息，探针节点除了根据交易 哈希值对这些交易信息进行分类之外，还会记录各笔交易信息对应的到达时 间和发送方的IP地址(即是哪个节点交易IP将该笔交易信息发送给探针节点 的)。
(6)待测节点和目标节点
待测节点是相对于目标节点而言的，本申请的目的之一是判断某一节点 是另一节点的邻居节点的概率，例如需要判断节点A是否为节点B的邻居节 点的概率值，则节点A为待测节点，节点B为目标节点。
(7)种子节点
在虚拟货币公链网络中，有一些长期稳定运行的节点，被视为种子节点， 种子节点甚至被硬编码写入程序，通过连接到种子节点可以快速发现网络中 的其他节点。种子节点在虚拟货币交易区块链中的IP地址是已知的，探针节 点可以通过向多个种子节点获取节点信息(包括部分或全部交易中各个交易 节点的IP地址)，以及这些节点已知的其他节点IP信息。探针节点向收集到 的节点信息发送连接请求，逐一建立连接，最终使得探针节点能够与与当前 虚拟货币公链网络中的所有交易节点建立连接。
在第一方面，如图1所示，本发明提供了一种基于虚拟货币公链网络交 易节点的邻居节点的IP判别方法，所述方法包括以下步骤：
S1：在虚拟货币公链网络中设置至少一个探针节点；所述探针节点被配 置为能够与所述虚拟货币公链网络中所有节点的建立连接；
S2：通过所述探针节点监听所述虚拟货币公链网络中各交易节点在进行 交易过程中的所有交易信息；所述交易信息包括交易的哈希值，每笔交易信 息对应一个唯一的交易哈希值；
S3：探针节点将搜集到的所有交易信息按照交易哈希值不同进行分类， 并根据接收到的各笔交易信息的交易信息到达时间的先后顺序对具有相同交 易哈希值的交易信息对应的交易发送方的IP地址进行排序，得到第一排序集 合组；所述交易信息到达时间是指各交易信息被所述探针节点接收的时间戳 信息，所述交易发送方的IP地址信息为将所述交易信息发送给探针节点的发 送方的IP地址信息；
S4：统计第一排序集合组中目标节点与待测节点同时出现的排序集合数 量，计算所述目标节点与待测节点同时出现的排序集合数量与所述第一排序 集合组中包含目标节点的集合数量的占比，将计算结果作为所述待测节点为 所述目标节点的潜在邻居节点的概率并输出。
在本实施例中，探针节点先将搜集到的交易信息按照交易哈希值进行分 类。每一笔交易都有其对应的交易哈希值，不同的交易涉及的交易哈希值不 同。通过探针节点将搜集到的交易信息按照交易哈希值进行分类，就可以知 道同一哈希值的交易信息经过不同传播链路转发到达探针节点的交易信息到 达时间，进而根据到达时间的先后顺序选取排名靠前的若干交易信息到达时 间对应的交易发送方的IP地址得到第一排序集合组。
针对交易哈希值相同的同一笔虚拟货币交易，探针节点将从虚拟货币公 链网络中通过不同路径的交易节点接收到多个版本的交易信息，尽管每个版 本的交易信息交易哈希值是相同的，但是由于不同交易节点转发该笔交易信 息的时间不同(通常互为邻居节点的某两个交易节点会出现在同一笔交易信 息的最先到达时间序列中)，探针节点可以对根据接收的相同哈希值的交易 信息的到达时间顺序对相应的交易发送方进行排序，在得到第一排序集合组 后，统计第一排序集合组中目标节点与待测节点同时出现的排序集合数量， 计算所述目标节点与待测节点同时出现的排序集合数量与所述第一排序集合 组中包含目标节点的集合数量的占比，将计算结果作为所述待测节点为所述 目标节点的潜在邻居节点的概率并输出。
例如探针节点收集到虚拟货币公链网络在某一时间段内共发生了10000 笔交易信息，针对某一笔交易信息选取到达时间靠前的前8个交易发送方的 IP地址进行记录，则可以得到10000行8列的第一排序集合组，假设在10000 个集合中交易节点出现了2000次，交易节点A和交易节点B共同出现了1500 次，则可以计算交易节点B为交易节点A的邻居节点的概率为 1500/2000＝0.75。基于以上方式，就可以计算虚拟货币公链网络中某一交易节 点是另一交易节点的概率值，进而完成虚拟货币公链网络的交易拓扑的构建， 便于后续交易信息的溯源。
如图2所示，所述待测节点的数量为多个，“计算所述目标节点与待测 节点同时出现的排序集合数量与所述第一排序集合组中包含目标节点的集合 数量的占比，将计算结果作为待测节点作为所述目标节点的潜在邻居节点的 概率并输出”包括：
首先进入步骤S201计算所述目标节点与各个待测节点同时出现的排序集 合数量与所述第一排序集合组中包含目标节点的集合数量的占比，得到各个 待测节点作为所述目标节点的潜在邻居节点的概率并输出；
而后进入步骤S202当所述待测节点的数量大于预设数量时，筛选出作为 所述目标节点的潜在邻居节点的概率大于预设概率阈值的待测节点，并将其 作为所述目标节点的潜在邻居节点。
优选的，预设数量为小于10个。例如预设数量为8，假定预设概率阈值 取0.6，以交易节点A作为目标节点，逐个判断虚拟货币公链网络中各交易节 点作为待测节点时，该待测节点为交易节点A的邻居节点的概率值，假设最 终计算得到的满足概率值大于0.6的待测节点的数量为12个，则选取概率值 较大的前8个作为交易节点A潜在邻居节点。当然，如果计算得到的满足概 率值大于0.6的待测节点的数量小于8个，则可以直接选取概率值较大的前8 个作为交易节点A潜在邻居节点。
在某些实施例中，所述选取出所述目标节点的潜在邻居节点的概率值最 高的若干待测节点作为所述目标节点的邻居节点包括：
设置一个概率阈值；
判断筛选出的待测节点对应的概率值是否大于所述概率阈值，若是则保 留该待测节点作为所述目标节点的邻居节点，否则不将该待测节点作为所述 目标节点的邻居节点。
例如概率阈值的数值为0.8，则在筛选出概率值最高的若干待测节点后， 会进一步分析判断筛选出的待测节点对应的概率值是否大于0.8，若大于则可 以保留该待测节点作为所述目标节点的邻居节点，否则不将该待测节点作为 所述目标节点的邻居节点。通过设置概率阈值，能够更加精准地从潜在邻居 节点中筛出目标节点对应的邻居节点，使得构建出的初设网络拓扑准确性更 高。
如图3所示，所述方法包括：
首先进入步骤S301所述探针节点通过向其连接的目标节点请求目标节点 所知道的节点信息表，作为所述目标节点对应的可视节点信息表；
而后进入步骤S302判断被列为所述目标节点的潜在邻居节点的待测节点 的标识信息是否出现在所述目标节点对应的可视节点信息表，若是则保留所 述待测节点作为所述目标节点的潜在邻居节点，否则将所述待测节点从所述 目标节点的潜在邻居节点中剔除。
在虚拟货币公链网络中，每个交易节点都有自身对应的节点信息表，其 中存储了在历史数据中与其存在信息交互的节点IP地址，这些节点IP地址根 据交互时间由近及远的顺序进行排列，如果两个交易节点互为邻居节点，通 过其中一个交易节点的节点信息表中存储有另一个交易节点的IP地址，即在 以往的历史交易数据中，这两个交易节点理应互相转发过交易信息。
因此，本申请通过获取目标节点所知道的节点信息表，将其作为所述目 标节点对应的可视节点信息表，而后判断被列为所述目标节点的潜在邻居节 点的待测节点的标识信息是否出现在所述目标节点对应的可视节点信息表， 若是则保留所述待测节点作为所述目标节点的潜在邻居节点，否则将所述待 测节点从所述目标节点的潜在邻居节点中剔除。通过这一方法可以进一步提 升待测节点是否为目标节点的邻居节点的判断的准确性。
如图4所示，在某些实施例中，所述方法包括：
首先进入步骤S401选取出所述目标节点的潜在邻居节点的概率值最高的 若干待测节点作为所述目标节点的邻居节点；
而后进入步骤S402将所述目标节点的邻居节点作为新的目标节点，根据 步骤S3-S4计算新的目标节点的潜在邻居节点的概率并输出；
而后进入步骤S403重复以上步骤，直至确认所述虚拟货币公链网络中所 有交易节点的邻居节点。
例如目标节点为交易节点A，针对目标节点A采用如步骤S3-S4的方法 筛选出概率值为前8的交易节点作为目标节点A的潜在邻居节点，这8个交 易节点分别为交易节点B-交易节点I，则可以再分别以交易节点B-交易节点I 中的任一项作为新的目标节点，计算得到新的目标节点的所有邻居节点。以 此类推，直到虚拟货币公链网络中的所有交易节点都作为目标节点被计算一 次，就可以得到虚拟货币公链网络中的所有交易节点对应的邻居节点。
在某些实施例中，所述方法包括：根据所述虚拟货币公链网络中所有交 易节点的邻居节点构建初设虚拟货币公链网络的交易拓扑，将各个交易节点 与其对应的邻居节点的概率值转化为相邻交易节点的路由开销。
经过图4所示的方法处理后，可以获知虚拟货币公链网络中的所有交易 节点对应的邻居节点，在此基础上对于相邻的交易节点进行连接，就可以得 到初设虚拟货币公链网络的交易拓扑。因为不同相邻节点之间互为邻居节点 的概率值是不同的，为了使得初设虚拟货币公链网络的交易拓扑更符合实际， 因而可以将各个交易节点与其对应的邻居节点的概率值转化为相邻交易节点 的路由开销。路由开销即网络延时，通常两个交易节点互为邻居节点的概率 越高，则两者之间交互信息所需的通信时间越短，即路由开销越小。因而可 以对计算得到的各概率值取倒数，使其转化为相邻交易节点的路由开销。在 计算得到各个相邻交易节点之间的路由开销后，就可以推知得到虚拟货币公 链网络中任意交易节点作为交易初始节点发起的交易信息经过任意传播路径 到达探针节点的时间，根据探针节点接收的各笔交易时间的具体数值就可以 对于虚拟货币公链网络中各笔交易信息的初始节点以及传播路径进行预测， 从而完成交易信息的溯源。
如图5所示，在某些实施例中，所述方法包括：
首先进入步骤S501获取多个单位时间内的所有交易信息，分别计算各单 位时间内所述待测节点为所述目标节点的潜在邻居节点的概率，得到一组概 率值序列，对所述概率值序列进行拟合，得到所述待测节点对应的概率值拟 合函数；
而后进入步骤S502获取下一单位时间内的所有交易信息，计算当前单位 时间内所述待测节点为所述目标节点的潜在邻居节点的概率；
而后进入步骤S503判断当前单位时间内所述待测节点为所述目标节点的 潜在邻居节点的概率是否与所述拟合函数预测的结果相匹配，若是则进入步 骤S504保留所述待测节点作为所述目标节点的潜在邻居节点，否则进入步骤 S505将所述待测节点从所述目标节点的潜在邻居节点中剔除。
例如在预设时间段(包括多个单位时间段)内获取所有交易信息，将获 取的交易信息按照单位时间(如1天)进行切片，而后根据各个单位时间内 的交易信息计算所述目标节点的潜在邻居节点的概率，多个单位时间则可以 对应计算得到多个某一待测节点作为目标节点的潜在邻居节点的概率。将这 些概率作为离散点进行拟合得到拟合函数，而后根据拟合函数就可以预测出 基于下一单位时间的交易信息该待测节点作为目标节点的潜在邻居节点的概 率。通过计算拟合函数对于下一周期内的概率值进行预测，将预测值与实际值进行比较可以实现对所述目标节点的潜在邻居节点的进一步筛选，从而提 升使得初设虚拟货币公链网络的交易拓扑更符合实际，提升交易溯源的准确 性。
优选的，判断当前单位时间内所述待测节点为所述目标节点的潜在邻居 节点的概率是否与所述拟合函数预测的结果相匹配包括：判断当前单位时间 内所述待测节点为所述目标节点的潜在邻居节点的概率偏离所述拟合函数的 预测值的次数是否超过预设次数，若超过则视为两者不匹配，否则视为两者 匹配。
在某些实施例中，所述探针节点与所述虚拟货币公链网络中所有节点之 间传输的信息包括第一类型报文信息和第二类型报文信息；所述第一类型报 文信息为包括所述交易信息在内的能够影响邻居节点判断结果的报文信息， 所述第二类型报文信息为除所述第一类型报文信息以外的其他报文信息；
所述方法包括：
所述探针节点被配置为对所述第一类型报文信息不进行转发，对所述第 二类型报文信息正常处理，以使得所述探针节点在所述虚拟货币公链网络中 始终保持活跃状态。
以某一虚拟货币交易网络为例，两个网络中相邻的交易节点之间交互协 议包括节点发现、连接、消息转发、初始区块下载、SPV客户端以及心跳报 文等协议。其中，getaddr、addr消息广播、getblocks、getdata等信息为第一 类型报文信息，探针节点不对这些信息进行转发。心跳报文信息、连接信息 (如version的同步信息)、节点发现等交互信息为第二类型报文信息，探针 节点对这类报文正常处理，以使得所述探针节点在所述虚拟货币公链网络中 始终保持活跃状态，提升探针节点在整个交易网络中的隐蔽性。
如图6所示，所述种子节点的数量为多个，各个种子节点分别存储有虚 拟货币公链网络中部分交易节点对应的节点信息；探针节点被配置为能够与 所述虚拟货币公链网络中所有节点的建立连接包括：
首先进入步骤S601探针节点与所述虚拟货币公链网络中的各个种子节点 建立连接后，向所有所述种子节点发起节点信息获取请求；
而后进入步骤S602探针节点获取各个种子节点将各自存储的节点信息； 所述节点信息包括所述虚拟货币公链网络中相应节点的IP地址信息；
而后进入步骤S603探针节点对所有种子节点发送的节点信息进行整理， 并向所述各节点的IP地址发起连接请求，建立连接；
而后进入步骤S604所述探针节点对所有种子节点发送的节点信息进行整 理包括：当收到的各种子节点发送的节点信息中包含有多个相同的IP地址时， 只向其中一个IP地址发起连接请求。
通过对所有种子节点发送的节点信息进行整理，只向其中一个IP地址发 起连接请求，可以有效节省带宽。
在第二方面，本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质置于探针节 点内，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如 本发明第一方面所述的方法。
如图7所示，在第三方面，本发明还提供了一种电子设备10，包括处理 器101和存储介质102，该存储介质102为如第二方面的存储介质；处理器 101与所述存储介质102电连接，用于执行存储介质102中存储的计算机程序 以实现如第一方面的方法步骤。
在本实施例中，电子设备为计算机设备，包括但不限于：个人计算机、 服务器、通用计算机、专用计算机、网络设备、嵌入式设备、可编程设备、 智能移动终端、智能家居设备、穿戴式智能设备、车载智能设备等。存储介 质包括但不限于：RAM、ROM、磁碟、磁带、光盘、闪存、U盘、移动硬盘、 存储卡、记忆棒、网络服务器存储、网络云存储等。处理器包括但不限于CPU (中央处理器)、GPU(图像处理器)、MCU(微处理器)等。
以下结合实例，对本申请的方法做详细说明：
将探针节点d连接到区块链网络(如虚拟货币公链网络)中，并与网络中 的所有节点建立连接，探针节点可以将全节点信息保存为一个列表 Node＝{node_1,node_2,node_3,…,node_m}；其中，m是探针节点d连接的全节点 总个数。
而后探针节点d向节点列表Node中的所有节点node_i请求节点信息， node_i将其所知道的节点信息{node_i}返回给探针节点d。探针节点d建立一 个节点关系表NeighborNodes＝{{node_1},{node_2},{node_3},…,{node_m}}，记录所有 节点所知道的节点信息情况。通常，两个相邻的交易节点存在着历史信息的 交互，因而如果某一交易节点是另一交易节点的邻居节点，则该交易节点的 节点信息表中一般存储有另一交易节点的IP地址。
探针节点d侦听链上的交易数据，对同一笔交易数据(哈希值相同的交易 信息)，探针节点d将各节点发送给它的交易数据，按照接收到的时间顺序排 序：
List(txid_1)＝{node1,node2,node3,…,nodek}，
探针节点d持续在链上侦听交易报文，对每个新的交易数据，都将产生一 条接收到各节点发送给它的交易报文的先后达到顺序的记录， List(txid_i)＝{…}。
如图8所示，而后可以构建网络中任意两个交易节点是否为一阶邻居节 点关系的判别模型，具体如下：
1)构建子集list(txid)：由于某笔交易信息的始发节点(交易信息的发起者) 和其一阶邻居节点的报文最有可能先到达探针节点，因此List(txid_i)中排序靠 前的几个节点是一阶邻居节点的可能性最大。设l＝8,即取排序靠前的前8个 节点作为潜在的一阶邻居节点对象，构建List(txid_i)子集
Figure BDA0003716594650000171
list(txid)中节点的个数不超过l个。
2)取一个目标节点node_i,计算节点node_j是node_i的一阶邻居节点的概 率，其中node_j属于子集list(txid)，并且node_j包含在node_i的节点信息表 {node_i}中。计算步骤如下：
(1)设定时间粒度(即单位时间)为1天，list(txid)按照日期进行切片， 对同一天内观察得到的list(txid)，计算list(txid)中包含node_i节点的个数 Count(node_i)；
(2)计算list(txid)中同时包含node_i,node_j节点的个数 Count(node_i,node_j)；
(3)则node_j是node_i的概率可以表示为：
Pdate(node_j|node_i)＝Count(node_i,node_j)/Count(node_i)
其中，Pdate中，date是对日期的下标标注。
对一段时间内探针节点获得的交易信息进行观察记录，按照天为单位进 行如上计算，将得到一组关于node_i,node_j两个交易节点的是一阶邻居节点 的概率值序列，对概率值序列采用曲线拟合函数P＝at2+bt+c，其中t是时间 变量，可以计算得到一组拟合参数a,b,c。
根据拟合函数预测下一个时间周期node_j是node_i一阶邻居节点的概 率，取概率最大的前k(k≤l)个节点作为node_i的一阶邻居节点。
根据最新时间周期探针节点d接收到交易报文达到顺序List(txid_i)，计算 在最新周期内node_j是node_i的概率Pnew_date(node_j|node_i)，如果Pnew_date连续偏 离拟合值超过规定的次数，则在新的时间周期内，node_j不再是node_i的一 阶邻居节点，并对node_i的一阶邻居节点表进行更新。
如图9所示，为构建得到的全链一阶链接节点连接拓扑图(即初设虚拟 货币公链网络的交易拓扑)的示意图，在得到根据各交易节点的一阶邻居节 点表后，可以建立全链交易节点矩阵：
Figure BDA0003716594650000191
而后可以建立全链交易节点对应的一阶邻居节点矩阵：
Figure BDA0003716594650000192
取连接概率最大的前8个节点作为目标节点的邻居节点，则可以构建全 链一阶节点连接拓扑结构，如图9所示。需要说明的是，由于全链交易节点 列表Node中的节点连接状态不是永恒的，中途有的消失，也会有新的节点加 入，因而各目标节点对应的邻居节点处于变化状态，即全链一阶节点连接拓 扑结构图是动态变化的。为保证全链一阶节点连接拓扑结构图与实际情况最 大吻合，以24小时为时间单位，根据上述办法可构建动态全链一阶节点连接 拓扑结构图。
本发明提供了一种基于虚拟货币公链网络交易节点的邻居节点的IP判别 方法、存储介质和电子设备，包括以下步骤：通过部署探针节点来记录交易 网络中各个节点传输的交易信息，并根据探针节点接收到的每笔交易的交易 信息到达时间的顺序对不同具有相同交易哈希值的交易信息对应的交易发送 方的IP地址进行排序，得到第一排序集合组；而后统计第一排序集合组中目 标节点与待测节点同时出现的排序集合数量，计算目标节点与待测节点同时 出现的排序集合数量与第一排序集合组中包含目标节点的集合数量的占比， 将计算结果作为待测节点为目标节点的潜在邻居节点的概率并输出，从而实 现对各交易节点的邻居节点的判别，便于后续交易信息的溯源。
本领域内的技术人员应明白，上述各实施例可提供为方法、装置、或计 算机程序产品。这些实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结 合软件和硬件方面的实施例的形式。上述各实施例涉及的方法中的全部或部 分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机设 备可读取的存储介质中，用于执行上述各实施例方法的全部或部分步骤。
上述各实施例是参照根据实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品 的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和 /或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和 /或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到计算机设备的处理器以产生 一个机器，使得通过计算机设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图 一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装 置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机设备以特定方式工作的计 算机设备可读存储器中，使得存储在该计算机设备可读存储器中的指令产生 包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/ 或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机设备上，使得在计算机设备上执 行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机设备上执行的指 令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个 方框中指定的功能的步骤。
尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知 了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上仅 为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明 说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其 他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于虚拟货币公链网络交易节点的邻居节点的IP判别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：在虚拟货币公链网络中设置至少一个探针节点；所述探针节点被配置为能够与所述虚拟货币公链网络中所有节点的建立连接；
S2：通过所述探针节点监听所述虚拟货币公链网络中各交易节点在进行交易过程中的所有交易信息；所述交易信息包括交易的哈希值，每笔交易信息对应一个唯一的交易哈希值；
S3：探针节点将搜集到的所有交易信息按照交易哈希值不同进行分类，并根据接收到的各笔交易信息的交易信息到达时间的先后顺序对具有相同交易哈希值的交易信息对应的交易发送方的IP地址进行排序，得到第一排序集合组；所述交易信息到达时间是指各交易信息被所述探针节点接收的时间戳信息，所述交易发送方的IP地址信息为将所述交易信息发送给探针节点的发送方的IP地址信息；
S4：统计第一排序集合组中目标节点与待测节点同时出现的排序集合数量，计算所述目标节点与待测节点同时出现的排序集合数量与所述第一排序集合组中包含目标节点的集合数量的占比，将计算结果作为所述待测节点为所述目标节点的潜在邻居节点的概率并输出。
2.如权利要求1所述的基于虚拟货币公链网络交易节点的邻居节点的IP判别方法，其特征在于，所述待测节点的数量为多个，“计算所述目标节点与待测节点同时出现的排序集合数量与所述第一排序集合组中包含目标节点的集合数量的占比，将计算结果作为待测节点作为所述目标节点的潜在邻居节点的概率并输出”包括：
计算所述目标节点与各个待测节点同时出现的排序集合数量与所述第一排序集合组中包含目标节点的集合数量的占比，得到各个待测节点作为所述目标节点的潜在邻居节点的概率并输出；
当所述待测节点的数量大于预设数量时，筛选出作为所述目标节点的潜在邻居节点的概率大于预设概率阈值的待测节点，并将其作为所述目标节点的潜在邻居节点。
3.如权利要求2所述的基于虚拟货币公链网络交易节点的邻居节点的IP判别方法，其特征在于，所述方法包括：
所述探针节点通过向其连接的目标节点请求目标节点所知道的节点信息表，作为所述目标节点对应的可视节点信息表；
判断被列为所述目标节点的潜在邻居节点的待测节点的标识信息是否出现在所述目标节点对应的可视节点信息表，若是则保留所述待测节点作为所述目标节点的潜在邻居节点，否则将所述待测节点从所述目标节点的潜在邻居节点中剔除。
4.如权利要求1或2所述的基于虚拟货币公链网络交易节点的邻居节点的IP判别方法，其特征在于，所述方法包括：
选取出所述目标节点的潜在邻居节点的概率值最高的若干待测节点作为所述目标节点的邻居节点，将所述目标节点的邻居节点作为新的目标节点，根据步骤S3-S4计算新的目标节点的潜在邻居节点的概率并输出；重复以上步骤，直至确认所述虚拟货币公链网络中所有交易节点的邻居节点。
5.如权利要求4所述的基于虚拟货币公链网络交易节点的邻居节点的IP判别方法，其特征在于，
所述选取出所述目标节点的潜在邻居节点的概率值最高的若干待测节点作为所述目标节点的邻居节点包括：
设置一个概率阈值；
判断筛选出的待测节点对应的概率值是否大于所述概率阈值，若是则保留该待测节点作为所述目标节点的邻居节点，否则不将该待测节点作为所述目标节点的邻居节点。
6.如权利要求1所述的基于虚拟货币公链网络交易节点的邻居节点的IP判别方法，其特征在于，所述方法包括：
获取多个单位时间内的所有交易信息，分别计算各单位时间内所述待测节点为所述目标节点的潜在邻居节点的概率，得到一组概率值序列，对所述概率值序列进行拟合，得到所述待测节点对应的概率值拟合函数；
获取下一单位时间内的所有交易信息，计算当前单位时间内所述待测节点为所述目标节点的潜在邻居节点的概率，判断当前单位时间内所述待测节点为所述目标节点的潜在邻居节点的概率是否与所述拟合函数预测的结果相匹配，若是则保留所述待测节点作为所述目标节点的潜在邻居节点，否则将所述待测节点从所述目标节点的潜在邻居节点中剔除。
7.如权利要求1所述的基于虚拟货币公链网络交易节点的邻居节点的IP判别方法，其特征在于，
所述探针节点与所述虚拟货币公链网络中所有节点之间传输的信息包括第一类型报文信息和第二类型报文信息；所述第一类型报文信息为包括所述交易信息在内的能够影响邻居节点判断结果的报文信息，所述第二类型报文信息为除所述第一类型报文信息以外的其他报文信息；
所述方法包括：
所述探针节点被配置为对所述第一类型报文信息不进行转发，对所述第二类型报文信息正常处理，以使得所述探针节点在所述虚拟货币公链网络中始终保持活跃状态。
8.如权利要求1所述的基于虚拟货币公链网络交易节点的邻居节点的IP判别方法，其特征在于，
所述种子节点的数量为多个，各个种子节点分别存储有虚拟货币公链网络中部分交易节点对应的节点信息；
探针节点被配置为能够与所述虚拟货币公链网络中所有节点的建立连接包括：
探针节点与所述虚拟货币公链网络中的各个种子节点建立连接后，向所有所述种子节点发起节点信息获取请求；
探针节点获取各个种子节点将各自存储的节点信息；所述节点信息包括所述虚拟货币公链网络中相应节点的IP地址信息；
探针节点对所有种子节点发送的节点信息进行整理，并向所述各节点的IP地址发起连接请求，各节点在接收到所述连接请求后对所述连接请求进行广播，以使其他节点能够在接收到所述连接请求后与所述探针节点建立连接；
所述探针节点对所有种子节点发送的节点信息进行整理包括：当收到的各种子节点发送的节点信息中包含有多个相同的IP地址时，只向其中一个IP地址发起连接请求。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质置于探针节点内，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至8任一项所述的方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储介质，为如权利要求9所述的存储介质；
处理器，与所述存储介质电连接，用于执行所述存储介质存储的计算机程序以实现如权利要求1至8任一项所述的方法。
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