CN115189972A - 保障节点安全挖矿的方法、装置及存储介质 - Google Patents

保障节点安全挖矿的方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种保障节点安全挖矿的方法、装置及存储介质，该方法包括：节点生成一个包括两个密钥对的账户，该两个密钥对分别为转账密钥对和挖矿密钥对；该节点配置运行参数，进入挖矿就绪状态；该节点开启冷挖矿功能；在该节点成为出块节点时，该节点采用该挖矿密钥对进行挖矿，得到的奖励将发放到该账户。本发明通过采用冷挖矿功能删除账户的转账密钥对，这样攻击者无法获取该账户的转账密钥对的私钥，防止攻击者通过转账盗取节点的挖矿奖励，从而实现了安全挖矿。本发明可广泛应用于区块链挖矿技术领域。

Description

保障节点安全挖矿的方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及区块链安全技术领域，尤其是涉及一种保障节点安全挖矿的方法、装置及存储介质。
背景技术
通常区块链挖矿过程中需要使用私钥对新区块进行签名，并且挖矿奖励也是发放到该私钥对应的账户或地址。因此，私钥需要和节点一起保存在服务器上。由于区块链的去中心化和匿名性的特点，网络攻击者使用各种技术手段对节点或节点所在服务器发动攻击，一旦绕过节点的远程过程调用权限验证或直接攻破了节点所在的服务器，通过控制私钥即可盗取挖矿节点的代币从而造成不可挽回的经济损失。
以以太坊公链为例，节点创建好私钥并且设置该私钥对应的账户为矿工账户，节点进行挖矿并得到挖矿奖励，奖励是发放到上述矿工账户，一旦节点服务器被攻破，攻击者获取了该私钥即可盗取代币。因此，有必要采取一种保障节点安全挖矿的机制，保护节点的挖矿收益不被攻击者盗取。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种保障节点安全挖矿的方法、装置及存储介质，能够保障节点安全进行挖矿。
本发明所采用的技术方案是：
第一方面，本发明提供一种保障节点安全挖矿的方法，该方法包括：节点生成一个包括两个密钥对的账户，该两个密钥对分别为转账密钥对和挖矿密钥对；该节点配置运行参数，进入挖矿就绪状态；该节点开启冷挖矿功能；在该节点成为出块节点时，该节点采用该挖矿密钥对进行挖矿，得到的奖励将发放到该账户。
其中，该节点开启冷挖矿功能，包括：该节点的钱包模块对钱包进行上锁；该钱包模块删除该转账密钥对，保留该挖矿密钥对；该钱包模块对该钱包进行解锁。
其中，该节点开启冷挖矿功能，包括：响应于通过命令行或者远程调用请求该节点的操作，开启冷挖矿功能。
其中，每个密钥对包括一个公钥和私钥，该私钥基于随机数生成器生成，该公钥基于该私钥采用椭圆曲线数字签名算法推导出来。
其中，该节点配置运行参数，包括：配置区块链网络类型、区块链网络ID；配置创世区块信息；配置区块数据保存目录、是否启用区块数据归档、区块历史归档范围；配置日志输出格式、级别、输出目录；配置是否启用远程过程调用、远程过程调用监听端口远程过程调用白名单、远程过程调用允许和禁用IP规则、远程过程调用认证信息、远程过程调用请求限流阈值、远程过程调用线程数量；配置是否启用 P2P 监听、P2P 监听端口、P2P 允许和禁用 IP规则、出/入网络连接数量阈值、P2P 种子列表；配置是否启用挖矿。
其中，该节点采用该挖矿密钥进行挖矿，得到的奖励将发放到该账户，包括：该节点生成一个新区块；该节点将区块链网络中收集的正常交易打包进该新区块；该节点生成一个奖励交易，该奖励交易中包含了挖矿奖励的代币数量，奖励的目标账户为该账户；该节点将该奖励交易打包进该新区块；该节点使用该账户对应的该挖矿密钥对中的私钥对该新区块进行签名；该节点将该新区块进行广播；该节点执行该新区块，逐一验证并执行该新区块中包含的交易，当该节点执行该奖励交易时，根据挖矿奖励的代币数量更新该账户的余额。
第二方面，本发明提供一种保障节点安全挖矿的装置，应用于区块链的节点，该装置包括：账户生成模块，用于生成一个包括两个密钥对的账户，该两个密钥对分别为转账密钥对和挖矿密钥对；运行参数配置模块，用于配置运行参数，进入挖矿就绪状态；冷挖矿功能开启模块，用于该节点开启冷挖矿功能；挖矿模块，用于在该节点成为出块节点时，采用该挖矿密钥对进行挖矿，得到的奖励将发放到该账户。
其中，该冷挖矿功能开启模块包括：钱包上锁单元，用于对钱包模块的钱包进行上锁；转账密钥对删除单元，用于删除该转账密钥对，保留该挖矿密钥对；钱包解锁单元，用于对该钱包进行解锁。
其中，该挖矿模块包括：新区块生成单元，用于生成一个新区块；第一交易打包单元，用于将区块链网络中收集的正常交易打包进该新区块；奖励交易生成单元，用于生成一个奖励交易，该奖励交易中包含了挖矿奖励的代币数量，奖励的目标账户为该账户；第二交易打包单元，用于将该奖励交易打包进该新区块；区块签名单元，用于使用该账户对应的该挖矿密钥对中的私钥对该新区块进行签名；区块广播单元，用于将该新区块进行广播；交易执行单元，用于执行该新区块，逐一验证并执行该新区块中包含的交易，当该节点执行该奖励交易时，根据挖矿奖励的代币数量更新该账户的余额。
第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于使计算机执行如上述的方法。
本发明的有益效果是：
本发明挖矿节点的奖励账户包括两个密钥对：转账密钥对和挖矿密钥对，通过采用冷挖矿功能删除账户的转账密钥对，这样攻击者无法获取该账户的转账密钥对的私钥，那么攻击者无法通过转账盗取节点的挖矿奖励，从而实现了安全挖矿。
进一步地，本发明采用命令行或者远程调用请求该节点的操作，开启冷挖矿功能，方便用户启用或者不启用冷挖矿功能，方便用户选择。
附图说明
图1是本发明保障节点安全挖矿的方法的一实施例的流程示意图；
图2是图1的步骤S13的一实施例的流程示意图；
图3是本发明保障节点安全挖矿的装置的一实施例的结构示意图；
图4是图3的冷挖矿功能开启模块13的一实施例的结构示意图；
图5是图3的挖矿模块14的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1，图1是本发明保障节点安全挖矿的方法的一实施例的流程示意图。如图1所示，该方法包括如下步骤：
S11：节点生成一个包括两个密钥对的账户，该两个密钥对分别为转账密钥对和挖矿密钥对；
每个密钥对包括一个公钥和私钥，该私钥基于随机数生成器生成，该公钥基于该私钥采用椭圆曲线数字签名算法或者其他加密算法推导出来，加密算法的种类在此不作限定。
转账密钥对用于对账户资产的权限控制，挖矿密钥对用于对节点生成的新区块进行签名。例如，当该账户发起一笔对其他账户的转账交易时，使用转账密钥对中的私钥对该转账交易进行签名。当该账户所在的节点生成一个新区块时，采用挖矿密钥对中的私钥对新区块进行签名。
S12：该节点配置运行参数，进入挖矿就绪状态；
节点配置运行参数，包括配置如下参数：
（1）配置区块链网络类型、区块链网络ID；
该区块链网络类型包括如下种类：主网、测试网以及开发者网络。
（2）配置创世区块信息；
创世区块信息包括如下种类：初始的出块账户列表、初始的代币发型总量和分配、以及
创世块的区块哈希。
（3）配置区块数据保存目录、是否启用区块数据归档、区块历史归档范围；
第（3）项配置数据用于指定节点数据的保存位置和可供外部检索的历史数据范围。
（4）配置日志输出格式、级别、输出目录；
第（4）项配置数据用于指定节点运行时的日志输出和保存行为，可以根据节点的硬件配置和调试需求进行个性化设置。
（5）配置是否启用远程过程调用、远程过程调用监听端口远程过程调用白名单、远程过程调用允许和禁用IP规则、远程过程调用认证信息、远程过程调用请求限流阈值、远程过程调用线程数量；
（6）配置是否启用 P2P 监听、P2P 监听端口、P2P 允许和禁用 IP规则、出/入网络连接数量阈值、P2P 种子列表；
（7）配置是否启用挖矿。
节点加载上述配置信息并运行，节点接入区块链网络。通过P2P协议从连接的其他节点同步历史区块数据，节点依次验证并执行所有的历史区块和交易去构建自身的状态数据库，直到节点同步到区块链网络的最新区块，此时，节点进入挖矿就绪状态。
S13：该节点开启冷挖矿功能；
冷挖矿功能的定义为：该账户的转账密钥对被清除，只保留挖矿密钥对。
优选地，在步骤S13包括：响应于通过命令行或者远程调用请求该节点的操作，开启冷挖矿功能。这样，可以按需启动冷挖矿功能，方便用户随时开启或者不开启冷挖矿功能。通过命令行或者远程调用请求该节点的操作可以在该节点上进行，也可以在其他节点进行，在此不作限定。
请参阅图2，步骤S13包括如下子步骤：
S131：该节点的钱包模块对钱包进行上锁；
S132：该钱包模块删除该转账密钥对，保留该挖矿密钥对；
S133：该钱包模块对该钱包进行解锁。
节点程序包含钱包模块、P2P网络模块、挖矿模块、RPC模块、日志模块、状态数据库模块、虚拟机模块等模块。其中，钱包模块具有如下功能：管理密钥、生成密钥对、导出私钥、导入私钥、备份密钥、删除密钥对、钱包上锁、解锁、备份钱包、导入钱包、密码管理、生成密码、校验密码、签名和验签。
因为删除密钥对的本质是写文件操作，多线程写操作需要加锁，否则可能损坏钱包的密钥文件，所以在删除密钥对操作之前，先对钱包加锁，等删除密钥操作结束之后才对钱包解锁。
S14：在该节点成为出块节点时，该节点采用该挖矿密钥对进行挖矿，得到的奖励将发放到该账户。
优选地，采用委托权益证明机制生成出块节点。委托权益证明机制的方法具体为：任何账户通过质押代币获得对应的投票权，设置每个周期内出块账户的数量为n，当某个账户获得的总票数在所有候选账户排名为前n位，则该账户所在的节点为出块节点。
按照委托权益证明机制，轮到该节点出块时，该节点开始进行挖矿。优选地，步骤S14包括如下子步骤：
（1）该节点生成一个新的区块；
（2）该节点将区块链网络中收集的正常交易打包进该新区块；
（3）该节点生成一个奖励交易，该奖励交易中包含了挖矿奖励的代币数量，奖励的目标账户为该账户；
（4）该节点将该奖励交易打包进该新区块；
（5）该节点使用该账户对应的该挖矿密钥对中的私钥对该新区块进行签名；
（6）该节点将该新区块进行广播；
（7）该节点执行该新区块，逐一验证并执行该新区块中包含的交易，当该节点执行该奖励交易时，根据挖矿奖励的代币数量更新该账户的余额。即节点获取了挖矿的奖励。
在本实施例中，因为转账密钥对具备账户资产权限的控制，采用冷挖矿功能删除账户的转账密钥对，这样攻击者无法获取该节点的转账密钥对的私钥，那么攻击者无法通过转账盗取节点的挖矿奖励，从而实现了安全挖矿。在其他实施例中，步骤S13也可以在步骤S11~S12之间进行。
这里要说明的是，在删除转账密钥对之后，后续如果节点要进行转账操作，可通过钱包模块再次导入转账密钥对。
实施例二
请参阅图3，图3是本发明保障节点安全挖矿的装置的一实施例的结构示意图。如图3所示，该装置包括如下模块：账户生成模块11、运行参数配置模块12、冷挖矿功能开启模块13以及挖矿模块14。
账户生成模块11，用于生成一个包括两个密钥对的账户，该两个密钥对分别为转账密钥对和挖矿密钥对。
运行参数配置模块12，用于配置运行参数，进入挖矿就绪状态。
冷挖矿功能开启模块13，用于该节点开启冷挖矿功能。如图4所示，该冷挖矿功能开启模块13包括钱包上锁单元131、转账密钥对删除单元132以及钱包解锁单元133。钱包上锁单元131用于对钱包模块的钱包进行上锁。转账密钥对删除单元132用于删除该转账密钥对，保留该挖矿密钥对。钱包解锁单元133，用于对该钱包进行解锁。
挖矿模块14，用于在该节点成为出块节点时，采用该挖矿密钥对进行挖矿，得到的奖励将发放到该账户。如图5所示，该挖矿模块14包括新区块生成单元141、第一交易打包单元142、奖励交易生成单元143、第二交易打包单元144、区块签名单元145、区块广播单元146以及交易执行单元147。新区块生成单元141，用于生成一个新区块。第一交易打包单元142，用于将区块链网络中收集的正常交易打包进该新区块。奖励交易生成单元143，用于生成一个奖励交易，该奖励交易中包含了挖矿奖励的代币数量，奖励的目标账户为该账户。第二交易打包单元144，用于将该奖励交易打包进该新区块。区块签名单元145，用于使用该账户对应的该挖矿密钥对中的私钥对该新区块进行签名。区块广播单元146，用于将该新区块进行广播。交易执行单元147，用于执行该新区块，逐一验证并执行该新区块中包含的交易，当该节点执行该奖励交易时，根据挖矿奖励的代币数量更新该账户的余额。
具体地，各模块的工作方法在实施例一中已详细阐述，在此不再赘述。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种保障节点安全挖矿的方法，其特征在于，包括：
节点生成一个包括两个密钥对的账户，所述两个密钥对分别为转账密钥对和挖矿密钥对；
所述节点配置运行参数，进入挖矿就绪状态；
所述节点开启冷挖矿功能；
在所述节点成为出块节点时，所述节点采用所述挖矿密钥对进行挖矿，得到的奖励将发放到所述账户。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点开启冷挖矿功能，包括：
所述节点的钱包模块对钱包进行上锁；
所述钱包模块删除所述转账密钥对，保留所述挖矿密钥对；
所述钱包模块对所述钱包进行解锁。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点开启冷挖矿功能，包括：
响应于通过命令行或者远程调用请求所述节点的操作，所述节点开启冷挖矿功能。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个密钥对包括一个公钥和私钥，所述私钥基于随机数生成器生成，所述公钥基于所述私钥采用椭圆曲线数字签名算法推导出来。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点配置运行参数，包括：
配置区块链网络类型、区块链网络ID；
配置创世区块信息；
配置区块数据保存目录、是否启用区块数据归档、区块历史归档范围；
配置日志输出格式、级别、输出目录；
配置是否启用远程过程调用、远程过程调用监听端口远程过程调用白名单、远程过程调用允许和禁用IP规则、远程过程调用认证信息、远程过程调用请求限流阈值、远程过程调用线程数量；
配置是否启用 P2P 监听、P2P 监听端口、P2P 允许和禁用 IP规则、出/入网络连接数量阈值、P2P 种子列表；
配置是否启用挖矿。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点采用所述挖矿密钥进行挖矿，得到的奖励将发放到所述账户，包括：
所述节点生成一个新区块；
所述节点将区块链网络中收集的正常交易打包进所述新区块；
所述节点生成一个奖励交易，所述奖励交易中包含了挖矿奖励的代币数量，奖励的目标账户为所述账户；
所述节点将所述奖励交易打包进所述新区块；
所述节点使用所述账户对应的所述挖矿密钥对中的私钥对所述新区块进行签名；
所述节点将所述新区块进行广播；
所述节点执行所述新区块，逐一验证并执行所述新区块中包含的交易，当所述节点执行所述奖励交易时，根据挖矿奖励的代币数量更新所述账户的余额。
7.一种保障节点安全挖矿的装置，其特征在于，其应用于区块链的节点，包括：
账户生成模块，用于生成一个包括两个密钥对的账户，所述两个密钥对分别为转账密钥对和挖矿密钥对；
运行参数配置模块，用于配置运行参数，进入挖矿就绪状态；
冷挖矿功能开启模块，用于所述节点开启冷挖矿功能；
挖矿模块，用于在所述节点成为出块节点时，采用所述挖矿密钥对进行挖矿，得到的奖励将发放到所述账户。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述冷挖矿功能开启模块包括：
钱包上锁单元，用于对钱包模块的钱包进行上锁；
转账密钥对删除单元，用于删除所述转账密钥对，保留所述挖矿密钥对；
钱包解锁单元，用于对所述钱包进行解锁。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述挖矿模块包括：
新区块生成单元，用于生成一个新区块；
第一交易打包单元，用于将区块链网络中收集的正常交易打包进所述新区块；
奖励交易生成单元，用于生成一个奖励交易，所述奖励交易中包含了挖矿奖励的代币数量，奖励的目标账户为所述账户；
第二交易打包单元，用于将所述奖励交易打包进所述新区块；
区块签名单元，用于使用所述账户对应的所述挖矿密钥对中的私钥对所述新区块进行签名；
区块广播单元，用于将所述新区块进行广播；
交易执行单元，用于执行所述新区块，逐一验证并执行所述新区块中包含的交易，当所述节点执行所述奖励交易时，根据挖矿奖励的代币数量更新所述账户的余额。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至6任一项所述的方法。
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