由于传统访问身份认证控制系统存在抗攻击性差的问题,文中设计了基于DPoS(Delegated Proof of Stak)共识机制的物联网区块链访问身份认证控制系统,构建区块链访问身份认证控制模型,并对模型的功能进行分析。在设备层利用物联网设备端获...由于传统访问身份认证控制系统存在抗攻击性差的问题,文中设计了基于DPoS(Delegated Proof of Stak)共识机制的物联网区块链访问身份认证控制系统,构建区块链访问身份认证控制模型,并对模型的功能进行分析。在设备层利用物联网设备端获取设备相关信息,在联盟链网络层利用DPoS共识机制对设备层获取的信息进行共识处理,在应用层中运用身份认证控制模型,结合达到共识的信息,裁决身份认证控制权限,从而完成物联网区块链访问身份认证的控制。实验结果表明,所研究的身份认证控制系统能够有效实现身份认证控制,并且被攻击成功率较低,说明系统具有较强的抗攻击性。展开更多
基于演化博弈将监察机制与奖惩制度引入授权股份证明(delegated proof of stake,DPoS)共识机制,构建以代理节点、投票节点、监管节点为主体的三方演化博弈模型;分析共识方案改进前后节点的行为策略选择变化,在不同奖惩力度和惩罚因子下...基于演化博弈将监察机制与奖惩制度引入授权股份证明(delegated proof of stake,DPoS)共识机制,构建以代理节点、投票节点、监管节点为主体的三方演化博弈模型;分析共识方案改进前后节点的行为策略选择变化,在不同奖惩力度和惩罚因子下节点行为策略的演化趋势,并用Matlab仿真。研究结果表明:(1)改进方案能遏制恶意节点的合谋行为并提高投票节点的积极性;(2)奖惩力度能影响节点行为策略;(3)惩罚因子可以影响节点行为趋向稳定点的速度。展开更多
针对授权股权证明共识机制中节点投票不积极和节点腐败的问题,提出一种基于配对制度的DPoS共识机制(delegated proof-of-stake based on matching mechanism,DPoS-M2)。根据节点属性值将节点分为独立节点、主节点和配基节点,通过主节点...针对授权股权证明共识机制中节点投票不积极和节点腐败的问题,提出一种基于配对制度的DPoS共识机制(delegated proof-of-stake based on matching mechanism,DPoS-M2)。根据节点属性值将节点分为独立节点、主节点和配基节点,通过主节点和配基节点配对增加节点间相互作用力,提高各类节点参与共识的积极性,从而降低系统中心化程度。采用类别评定模块,计算节点行为权重值并更新节点类别,使系统对节点的奖惩更具有针对性。当新节点加入系统时,运用马氏距离计算公式求出最需要该节点的社区,以保证社区动态且平衡运行。在仿真环境下,DPoS-M2在运行了80 min时,与DDPoS、DPoS-PI和DPoS相比,节点的参与度分别提高21.9%、8.7%和32.4%;出块数量分别提高63.2%、44.8%和11.6%;新节点参与率分别提高22.8%、25.5%和28.7%;恶意节点的剔除速度分别提高12%、32%和48%。实验结果表明,DPoS-M2能有效地提高节点的积极性和系统去中心化程度,加快出块速度,提高可扩展性,增强系统安全性。展开更多
区块链共识算法可用于增强物联网安全性,提高网络节点之间的协作效率。委托权益证明(Delegated Proof of Stake,DPoS)可以同时满足低成本和高效率的要求,提高节点协作的服务质量。然而,协作节点的恶意攻击、自私行为和投票积极性不高都...区块链共识算法可用于增强物联网安全性,提高网络节点之间的协作效率。委托权益证明(Delegated Proof of Stake,DPoS)可以同时满足低成本和高效率的要求,提高节点协作的服务质量。然而,协作节点的恶意攻击、自私行为和投票积极性不高都会影响DPoS的共识过程。针对这些挑战,该文对DPoS共识机制进行了改进,为了提高节点的投票积极性,提出了一种信任值模型,根据节点行为将信用评价指标分为“交易情况”“性能”“信用级别”三个一级指标以及对应的二级指标,并采用动态分配二级指标权重的方法对节点信任值进行计算,从而使选出的节点更加可信。同时,针对恶意节点以及自私行为,提出了一种基于高斯混合模型的异常节点剔除算法,对投票数据进行划分,计算其混合高斯概率密度值,并设定阈值,将低于阈值的节点剔除,从而识别并剔除异常数据。相对于传统的DPoS,改进后的DPoS节点出块速率以及异常节点剔除率都有显著提升。展开更多
船联网(internet of vehicle,IoS)是船舶信息交换的载体.基于区块链技术,在IoS上构建一种可信的信息交换机制,并提出相应的航行事件置信度计算与船舶信誉管理方案.该方案借鉴信息过滤的思想得到船舶综合相似度,利用加权熵值反向计算融...船联网(internet of vehicle,IoS)是船舶信息交换的载体.基于区块链技术,在IoS上构建一种可信的信息交换机制,并提出相应的航行事件置信度计算与船舶信誉管理方案.该方案借鉴信息过滤的思想得到船舶综合相似度,利用加权熵值反向计算融合的评级,根据回应船舶评级偏离融合评级的程度更新回应船舶的信誉值;然后采用最小二乘法建立信誉值倒数与评级误差之间的拟合关系,从而得以更新报告船舶的信誉值;进一步设计基于船舶信誉值的DPoS(delegated proof of stake)共识机制,旨在优先选择信誉值较高的船舶作为见证者船舶,以保障系统出块环境的稳定性和高效性.结果显示,在船舶滥用行为占比为40%的情况下,航行事件真实性判定的准确率仍在75%以上.研究表明,所提出的方案不仅有效提高了航行事件真实性判定的准确率,还能识别恶意船舶并限制其滥用行为,从而保证IoS环境的安全和稳定.展开更多
Delegated proof-of-stake(DPOS) consensus mechanism is widely adopted in blockchain platforms, but problems exist in its current applications. In order to explore the security risks in the voting attack of the DPOS con...Delegated proof-of-stake(DPOS) consensus mechanism is widely adopted in blockchain platforms, but problems exist in its current applications. In order to explore the security risks in the voting attack of the DPOS consensus mechanism, an extensive game model between nodes was constructed, and it was concluded that the DPOS consensus mechanism relies too much on tokens, and the possibility of node attacks is very high. In order to solve the problems of frequent changes of DPOS consensus mechanism nodes, inactive node voting, excessive reliance on tokens, and malicious nodes, a dynamic, credible, and attack-evading DPOS consensus mechanism was proposed. In addition, the Python simulation results show that the improved Bayesian voting algorithm is effective in calculating node scores.展开更多
基于在区块链系统中利用共识机制使节点快速、安全的达到数据一致性的目的,文中提出了一种改进的股权授权证明(Delegated Proof Of Stake,DPOS)共识机制,采用基于信用奖惩和投票结果选择优化两个核心方案实现快速剔除异常节点以提高系...基于在区块链系统中利用共识机制使节点快速、安全的达到数据一致性的目的,文中提出了一种改进的股权授权证明(Delegated Proof Of Stake,DPOS)共识机制,采用基于信用奖惩和投票结果选择优化两个核心方案实现快速剔除异常节点以提高系统安全性。通过搭建分布式网络进行实验,对比分析了机制改进前后的实验结果,验证了在基于信用的奖惩机制下,异常节点再次成为代理节点的概率由84%降低到了5%;并且异常节点被踢出代理所需投票轮数由2.5轮降低到了1.1轮,从而降低了异常节点对系统的影响。展开更多
文摘由于传统访问身份认证控制系统存在抗攻击性差的问题,文中设计了基于DPoS(Delegated Proof of Stak)共识机制的物联网区块链访问身份认证控制系统,构建区块链访问身份认证控制模型,并对模型的功能进行分析。在设备层利用物联网设备端获取设备相关信息,在联盟链网络层利用DPoS共识机制对设备层获取的信息进行共识处理,在应用层中运用身份认证控制模型,结合达到共识的信息,裁决身份认证控制权限,从而完成物联网区块链访问身份认证的控制。实验结果表明,所研究的身份认证控制系统能够有效实现身份认证控制,并且被攻击成功率较低,说明系统具有较强的抗攻击性。
文摘基于演化博弈将监察机制与奖惩制度引入授权股份证明(delegated proof of stake,DPoS)共识机制,构建以代理节点、投票节点、监管节点为主体的三方演化博弈模型;分析共识方案改进前后节点的行为策略选择变化,在不同奖惩力度和惩罚因子下节点行为策略的演化趋势,并用Matlab仿真。研究结果表明:(1)改进方案能遏制恶意节点的合谋行为并提高投票节点的积极性;(2)奖惩力度能影响节点行为策略;(3)惩罚因子可以影响节点行为趋向稳定点的速度。
文摘针对授权股权证明共识机制中节点投票不积极和节点腐败的问题,提出一种基于配对制度的DPoS共识机制(delegated proof-of-stake based on matching mechanism,DPoS-M2)。根据节点属性值将节点分为独立节点、主节点和配基节点,通过主节点和配基节点配对增加节点间相互作用力,提高各类节点参与共识的积极性,从而降低系统中心化程度。采用类别评定模块,计算节点行为权重值并更新节点类别,使系统对节点的奖惩更具有针对性。当新节点加入系统时,运用马氏距离计算公式求出最需要该节点的社区,以保证社区动态且平衡运行。在仿真环境下,DPoS-M2在运行了80 min时,与DDPoS、DPoS-PI和DPoS相比,节点的参与度分别提高21.9%、8.7%和32.4%;出块数量分别提高63.2%、44.8%和11.6%;新节点参与率分别提高22.8%、25.5%和28.7%;恶意节点的剔除速度分别提高12%、32%和48%。实验结果表明,DPoS-M2能有效地提高节点的积极性和系统去中心化程度,加快出块速度,提高可扩展性,增强系统安全性。
文摘区块链共识算法可用于增强物联网安全性,提高网络节点之间的协作效率。委托权益证明(Delegated Proof of Stake,DPoS)可以同时满足低成本和高效率的要求,提高节点协作的服务质量。然而,协作节点的恶意攻击、自私行为和投票积极性不高都会影响DPoS的共识过程。针对这些挑战,该文对DPoS共识机制进行了改进,为了提高节点的投票积极性,提出了一种信任值模型,根据节点行为将信用评价指标分为“交易情况”“性能”“信用级别”三个一级指标以及对应的二级指标,并采用动态分配二级指标权重的方法对节点信任值进行计算,从而使选出的节点更加可信。同时,针对恶意节点以及自私行为,提出了一种基于高斯混合模型的异常节点剔除算法,对投票数据进行划分,计算其混合高斯概率密度值,并设定阈值,将低于阈值的节点剔除,从而识别并剔除异常数据。相对于传统的DPoS,改进后的DPoS节点出块速率以及异常节点剔除率都有显著提升。
文摘船联网(internet of vehicle,IoS)是船舶信息交换的载体.基于区块链技术,在IoS上构建一种可信的信息交换机制,并提出相应的航行事件置信度计算与船舶信誉管理方案.该方案借鉴信息过滤的思想得到船舶综合相似度,利用加权熵值反向计算融合的评级,根据回应船舶评级偏离融合评级的程度更新回应船舶的信誉值;然后采用最小二乘法建立信誉值倒数与评级误差之间的拟合关系,从而得以更新报告船舶的信誉值;进一步设计基于船舶信誉值的DPoS(delegated proof of stake)共识机制,旨在优先选择信誉值较高的船舶作为见证者船舶,以保障系统出块环境的稳定性和高效性.结果显示,在船舶滥用行为占比为40%的情况下,航行事件真实性判定的准确率仍在75%以上.研究表明,所提出的方案不仅有效提高了航行事件真实性判定的准确率,还能识别恶意船舶并限制其滥用行为,从而保证IoS环境的安全和稳定.
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(71673122,72074117)the Fund of Social Sciences in Jiangsu Province(20WTB007)the Scientific Research Fund of Education Ministry-China Mobile(D203209000115)。
文摘Delegated proof-of-stake(DPOS) consensus mechanism is widely adopted in blockchain platforms, but problems exist in its current applications. In order to explore the security risks in the voting attack of the DPOS consensus mechanism, an extensive game model between nodes was constructed, and it was concluded that the DPOS consensus mechanism relies too much on tokens, and the possibility of node attacks is very high. In order to solve the problems of frequent changes of DPOS consensus mechanism nodes, inactive node voting, excessive reliance on tokens, and malicious nodes, a dynamic, credible, and attack-evading DPOS consensus mechanism was proposed. In addition, the Python simulation results show that the improved Bayesian voting algorithm is effective in calculating node scores.
文摘基于在区块链系统中利用共识机制使节点快速、安全的达到数据一致性的目的,文中提出了一种改进的股权授权证明(Delegated Proof Of Stake,DPOS)共识机制,采用基于信用奖惩和投票结果选择优化两个核心方案实现快速剔除异常节点以提高系统安全性。通过搭建分布式网络进行实验,对比分析了机制改进前后的实验结果,验证了在基于信用的奖惩机制下,异常节点再次成为代理节点的概率由84%降低到了5%;并且异常节点被踢出代理所需投票轮数由2.5轮降低到了1.1轮,从而降低了异常节点对系统的影响。
