本发明属于区块链动态监控领域，尤其涉及一种异步区块链动态监控器。
背景技术：
1、随着区块链技术的快速发展，其去中心化、不可篡改和透明性的特性使其在金融、供应链管理、物联网、智能合约和分布式存储等领域得到了广泛应用。然而，区块链技术的普及也带来了新的挑战，尤其是在节点管理和网络安全性方面。传统的区块链系统在面对大规模网络、节点频繁变动和网络延迟等问题时，显得力不从心。现有的区块链系统主要依赖于同步或部分同步的网络模型，要求所有节点在规定时间内接收到相同的信息，并达成一致。这种模型在小规模网络中效果尚可，但在大规模网络中，随着节点数量的增加和分布范围的扩大，网络延迟和节点失效的概率也随之增加，导致系统性能下降和安全性问题。这些问题的存在，极大限制了区块链技术的进一步发展和应用。
2、在半导体行业中，类似的问题也在供应链管理和生产流程中逐渐显现。半导体制造涉及复杂的全球供应链，涵盖从原材料采购到芯片生产和交付的多个环节。在如此复杂的系统中，节点频繁变动和网络延迟可能导致信息传递的不及时，进而影响生产效率和产品质量。此外，半导体行业对数据的安全性和完整性有着极高的要求，传统的区块链系统在大规模半导体供应链管理中的应用受到诸多限制。尤其在芯片设计与制造过程中，数据的实时性和安全性至关重要，任何信息的延迟或错误传递都可能对整个生产链造成严重影响。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种异步区块链动态监控器，以解决上述现有技术存在的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种异步区块链动态监控器，包括：
3、监控模块，用于对区块链系统进行动态管理和故障处理；
4、签名模块，用于验证节点的身份和消息真实性；
5、异步bft模块，用于将交易请求整合为一个共同的提案子集，获得共识结果；
6、阈值加密模块，用于根据节点个数对交易数据进行加密和解密。
7、优选地，所述监控模块包括加入单元、退出单元和清除单元；
8、所述加入单元用于加入新节点；
9、所述退出单元用于将请求退出节点排除出网络；
10、所述清除单元用于清除故障节点。
11、优选地，所述加入单元包括加入请求单元、第一验证单元和节点接受单元；
12、所述加入请求单元用于节点pn+1调用boneh-boyen签名方案的keygen生成密钥对（sigpkn+1，sigskn+1），节点pn+1发送joinnode到ms；
13、joinnode=((join，subn+1，sigpkn+1，idn+1)，siggen(h(m)，sigskn+1))；
14、其中，join是消息类型，subn+1是由pn+1提交给ms的材料，sigpkn+1是节点pn+1的公钥，idn+1是pn+1的id，h(m)是信息的哈希值，siggen(h(m)，sigskn+1)是pn+1对h(m)的签名；
15、所述第一验证单元用于在收到pn+1的joinreq后，ms首先检查subn+1以验证pn+1是否应该加入系统，然后检查siggen(h(m)，sigskn+1)的正确性，如果pn+1通过上述验证，ms使用dtibe.gen生成didn+1作为pn+1在dtibe方案中的私钥，接着，ms将带有didn+1的joinacc发送给pn+1，其中，accept是消息类型，joinacc=(accept，joinreq)；
16、所述节点接受单元用于在收到joinacc后，节点pn+1将joinacc广播给所有节点；对于每个节点pi，i∈(1，...，n)，在收到pn+1的joinacc检查后回复nodejoinacc给pn+1；
17、nodejoinacc=((joinconf，idn+1，idi，r)，siggen(h(m)，sigski))；
18、其中，joinconf是消息类型，idi是节点pi的id，r是当前轮次号，siggen(h(m)，sigski)是pi对h(m)的签名，在收到2f+1条nodejoinacc消息后，节点pn+1将其打包并广播给所有节点和ms，pn+1将在第r+2轮开始加入网络，在收到2f+1条有效的nodejoinacc消息后，节点pi将从第r+2轮开始将节点pn+1加入系统。
19、优选地，所述退出单元包括退出请求单元、第二验证单元和通知单元；
20、所述退出请求单元用于节点pk向系统中所有节点广播quitnode；
21、quitnode=((quit，idk，sigpkk)，siggen(h(m)，sigskk))；
22、其中，quit是消息类型，idk是pk的身份，sigpkk是其公钥，siggen(h(m)，sigskk)是节点pk对h(m)的签名；
23、所述第二验证单元用于在系统中每个节点pi，i∈(1，...，n)收到pk的quitnode后，如果签名有效，则回复nodequitacc给pk；
24、nodequitacc=((quitconf，idk，idi，r)，siggen(h(m)，sigski))；
25、其中，quitconf是消息类型，idi是节点pi的身份，r是当前轮次号，siggen(h(m)，sigski)是pi对h(m)的签名；
26、所述通知单元用于在收到2f+1条nodequitacc消息后，节点pk将其打包并广播给所有节点和ms，pk将在第r+2轮退出网络，在收到2f+1条有效的nodequitacc消息后，节点pi将在第r+2轮将节点pk排除出网络。
27、优选地，所述清除单元包括节点检测单元和删除单元；
28、节点检测单元用于每个节点定期向ms发送心跳消息，如果在一定时间内未收到某个节点的心跳消息，则认为该节点故障，启动节点清除流程；
29、所述删除单元用于在发现节点ps故障时，ms向整个网络广播clearacc=(clr，ids)，所有节点在收到clearacc后立即从其网络视图中清除ps，并将ps添加到本地黑名单中，其中clr表示消息类型，ids表示节点ps的的身份。
30、优选地，所述签名模块包括密钥生成单元、签名生成单元和签名验证单元；
31、所述密钥生成单元用于根据keygen(k)生成(sigpki，sigski)；k表示安全参数，sigski用于节点生成签名，sigpki用于其他节点检查其签名的有效性；
32、所述签名生成单元用于根据siggen(m，sigski)获得δ；m是要签名的消息，δ表示输出签名；
33、所述签名验证单元用于其他节点验证δ和sigpki是否匹配，如果匹配则为有效签名，输出1，否则输出0。
34、优选地，所述异步bft模块包括拜占庭可靠广播单元；
35、所述拜占庭可靠广播单元符合以下属性：
36、如果两个正确副本交付了两条消息m和m’，则m=m’；
37、如果某个正确副本交付了一条消息m，则所有正确副本都会交付m；
38、如果一个正确的发送方广播了一条消息m，则所有正确副本都会交付m；
39、每个正确副本从发送方p交付的消息m最多只交付一次，如果p是正确的，则m是由p之前广播的。
40、优选地，所述异步bft模块还包括异步二进制单元；
41、所述异步二进制单元符合以下属性：
42、如果所有正确副本具有相同的输入值v，则正确副本将传递v；
43、如果一个正确副本传递了v，另一个正确副本传递了v’，则v=v’；
44、所有正确副本最终以概率1传递一个二进制值。
45、优选地，所述阈值加密模块的阈值加密方案包括动态阈值身份识别；
46、动态阈值身份识别步骤包括：
47、输入安全参数1λ和最大网络节点数n，设置算法输出（mpk，sk），其中mk是主公钥，sk是主私钥；
48、输入身份id和主密钥对（mpk，sk），密钥生成算法输出id的私钥，表示为did；
49、输入一组身份id1，id2，...，idn，一个阈值t，一条消息m和主公钥mpk，其中n≤n且⌈(n-1)/3⌉≤t≤n，加密算法输出密文，表示为ct；
50、输入针对（id1，id2，...，idn，t）的密文ct，身份id的私钥did和主公钥mpk，解密算法输出解密份额，表示为sid或⊥；
51、输入针对（id1，id2，...，idn，t）的密文ct，至少t个解密份额sid1′，sid2′，...，sidn′和主公钥mpk，组合算法输出消息m或⊥。
52、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
53、本发明公开了一种异步区块链动态监控器，包括：监控模块，用于对区块链系统进行动态管理和故障处理；签名模块，用于验证节点的身份和消息真实性；异步bft模块，用于将交易请求整合为一个共同的提案子集，获得共识结果；阈值加密模块，用于根据节点个数对交易数据进行加密和解密。本发明通过引入监控体系，确保在异步环境下节点的高效协作和系统的一致性，从而提升区块链系统的可扩展性、可靠性和安全性。这一技术的应用不仅能够优化区块链在传统金融和供应链管理中的表现，还能在半导体行业中实现高效的供应链管理和数据保护，确保从设计到生产的全流程数据安全和可追溯性。
1.一种异步区块链动态监控器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的异步区块链动态监控器，其特征在于，所述监控模块包括加入单元、退出单元和清除单元；
3.根据权利要求2所述的异步区块链动态监控器，其特征在于，所述加入单元包括加入请求单元、第一验证单元和节点接受单元；
4.根据权利要求2所述的异步区块链动态监控器，其特征在于，所述退出单元包括退出请求单元、第二验证单元和通知单元；
5.根据权利要求2所述的异步区块链动态监控器，其特征在于，所述清除单元包括节点检测单元和删除单元；
6.根据权利要求1所述的异步区块链动态监控器，其特征在于，所述签名模块包括密钥生成单元、签名生成单元和签名验证单元；
7.根据权利要求1所述的异步区块链动态监控器，其特征在于，所述异步bft模块包括拜占庭可靠广播单元；
8.根据权利要求1所述的异步区块链动态监控器，其特征在于，所述异步bft模块还包括异步二进制单元；
9.根据权利要求1所述的异步区块链动态监控器，其特征在于，所述阈值加密模块的阈值加密方案包括动态阈值身份识别；
