1.本技术涉及区块链技术领域，具体涉及一种区块链共识资源分配方法和装置。
背景技术：2.区块链凭借着分布式和不可篡改等特点，已成为物联网各大应用场景的重要技术之一。物联网中每一个节点在网络中活动，会产生大量且类型不同的数据，需在网络中进行数据广播与共识，从而提高其服务质量，并获取区块链网络共识参与的个人奖励。但是随着经济实力快速增长，物联网的通信服务需求需要具有时效性与最优性，导致通信供应商提供的通信资源消耗更多，从而出现物联网中节点奖励收益与通信供应商调度资源消耗难以平衡、资源消耗不均、收益较低等问题，需要考虑物联网节点奖励收益最大化和通信供应商调度资源消耗最小化的资源分配。
3.目前国内外学者侧重于针对物联网场景构建区块链框架，从而满足物联网网络环境短时间内交易响应和较高交易吞吐率需求，如cebe m等人首先将公钥管理集成到区块链中，提供会员资格建立和隐私，并设计一个将存储与节点相关数据的账本，如维护信息、历史记录、诊断报告等。bagga p等人在物联网身份认证方面提出一种基于区块链的批量认证方案，通过在拟议方案的签名阶段，动态形成集群中的每一个节点向其自己的成员和各自的路边单元广播一条消息，允许对其集群中的相邻物联网节点进行身份验证。最后建立一个组密钥在他们的集群中，并形成多个事务。wang x等人基于区块链技术的一致性算法，提出一种有效的物联网分散认证机制，并验证该方案在减少物联网中的自私行为和恶意攻击方面的可行性。但是以上研究人员研究物联网网络环境的区块链框架，没有考虑到共识节点的奖励收益和资源消耗，缺乏对区块链网络中资源消耗情况的研究，无法在物联网环境中实现资源最优化分配。
4.综上所述，由于物联网数据规模大，目前针对区块链物联网系统中物联网节点奖励收益和通信供应商调度资源消耗问题，缺乏评估模型与双方利益最大化的方案，缺乏对于大规模物联网数据量的博弈模型求解方案，存在网络内资源分配不合理、共识积极性和效率低下等问题，使得现有区块链框架难以安全和高效的实现物联网数据的共识。
技术实现要素：5.本技术提供一种物联网节点的区块链共识资源博弈分配优化方法，以解决现有区块链物联网系统中网络内资源分配不合理、共识积极性和效率低下等问题。
6.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
7.第一方面，本技术提出一种区块链共识资源分配方法，包括
8.将物联网网络划分为多个子区域，确定各所述子区域的节点，并确定每一个所述子区域的管理节点；
9.通过所述管理节点确定各所述子区域的调度资源消耗量，并通过所述管理节点确定各所述节点的个人奖励收益；
10.根据各所述子区域的所述调度资源消耗量和各所述节点的所述个人奖励收益构建区块链共识资源博弈模型；
11.根据所述区块链共识资源博弈模型生成多个资源分配方案；
12.通过改进的优化算法求解确定所述多个资源分配方案中的最佳资源分配方案，并进行区块链共识资源分配。
13.进一步地，所述确定每一个所述子区域的管理节点具体为：
14.判断当前共识是否为第一次区块链共识；
15.在当前共识为第一次区块链共识的情况下，根据区域内基站的历史数据确定所述子区域的管理节点；
16.在当前共识不是第一次区块链共识的情况下，将所述子区域的历史管理节点作为所述子区域的管理节点。
17.进一步地，所述通过所述管理节点确定各所述子区域的调度资源消耗量具体为：
18.所述管理节点通过所述各节点的服务需求、相对计算能力和区域节点数量确定各所述节点的调度资源消耗量；
19.所述通过所述管理节点确定各所述节点的个人奖励收益具体为：
20.通过区块固定奖励、可变奖励和各节点成功打包区块的概率确定各所述节点的个人奖励收益。
21.进一步地，所述根据所述区块链共识资源博弈模型生成多个资源分配方案具体为：
22.根据区块链共识资源博弈模型构建搜索空间范围，在搜索空间范围内生成多个所述资源分配方案；
23.其中，所述区块链共识资源博弈模型具体为：
[0024][0025]
所述ri为节点i获得的个人收益，所述ck为第k个区域内的所述调度资源消耗量，所述为节点i当前的服务需求。
[0026]
进一步地，所述确定所述多个资源分配方案中的最佳资源分配方案具体为：
[0027]
对所述多个资源分配方案进行多次迭代，在迭代次数达到预设阈值或适应度值持续预设轮数未发生变化时，确定所述资源分配方案为最佳资源分配方案。
[0028]
第二方面，本技术实施例提供了一种区块链共识资源分配装置，包括：
[0029]
区域划分模块，用于将物联网网络划分为多个子区域，并确定各所述子区域的节点，并确定每一个所述子区域的管理节点；
[0030]
确定模块，用于通过所述管理节点确定各所述子区域的调度资源消耗量，并通过所述管理节点确定各所述节点的个人奖励收益；
[0031]
建模模块，用于根据各所述子区域的所述调度资源消耗量和各所述节点的所述个人奖励收益构建区块链共识资源博弈模型；
[0032]
最优方案求解模块，用于根据所述区块链共识资源博弈模型生成多个资源分配方案；
[0033]
分配模块，用于通过改进的优化算法求解确定所述多个资源分配方案中的最佳资
源分配方案，并进行区块链共识资源分配。
[0034]
进一步地，所述区域划分模块包括：
[0035]
判断子模块，用于判断当前共识是否为第一次区块链共识；
[0036]
管理节点确定子模块，用于在当前共识为第一次区块链共识的情况下，根据区域内基站的历史数据确定所述子区域的管理节点；或者在当前共识不是第一次区块链共识的情况下，将所述子区域的历史管理节点作为所述子区域的管理节点。
[0037]
进一步地，所述确定模块包括：
[0038]
调度资源消耗量确定子模块，用于通过所述各节点的服务需求、相对计算能力和区域节点数量确定各所述节点的调度资源消耗量；
[0039]
个人奖励收益确定子模块，用于通过区块固定奖励、可变奖励和各节点成功打包区块的概率确定各所述节点的个人奖励收益。
[0040]
进一步地，所述最优方案求解模块具体用于：
[0041]
根据区块链共识资源博弈模型构建搜索空间范围，在搜索空间范围内生成多个所述资源分配方案；
[0042]
其中，所述区块链共识资源博弈模型具体为：
[0043][0044]
所述ri为节点i获得的个人收益，所述ck为第k个区域内的所述调度资源消耗量，所述为节点i当前的服务需求。
[0045]
进一步地，所述分配模块包括：
[0046]
迭代子模块，用于对所述多个资源分配方案进行多次迭代，在迭代次数达到预设阈值或适应度值持续预设轮数未发生变化时，确定所述资源分配方案为最佳资源分配方案；
[0047]
分配子模块，用于根据所述最佳资源分配方案进行共识资源分配。
[0048]
本技术通过将物联网网络划分为多个子区域，确定各所述子区域的节点和管理节点，通过管理节点确定各子区域的调度资源消耗量和各节点的个人奖励收益，根据调度资源消耗量和个人奖励收益构建区块链共识资源博弈模型，进而生成多个资源分配方案，从多个资源分配方案中选择最佳资源分配方案进行共识资源分配。本技术可以实现对物联网节点奖励收益最大化和通信供应商调度资源消耗最小化的资源分配方案，从而提高区块链网络共识效率，为物联网数据实时安全保护奠定基础。
附图说明
[0049]
图1是本技术实施例提供的一种区块链共识资源分配方法流程图；
[0050]
图2是本技术实施例提供的一种区块链共识资源分配装置示意图。
具体实施方式
[0051]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有
作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0052]
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的报文发送方法和装置进行详细地说明。
[0053]
参照图1，示出了本技术实施例提供的一种区块链共识资源博弈分配优化方法。该方法包括如下步骤：
[0054]
s101:将物联网网络划分为多个子区域，确定各所述子区域的节点，并确定每一个所述子区域的管理节点；
[0055]
其中，在将物联网网络划分为多个子区域时，以网络中计算算力较大的基站为中心将物联网网络划分为区域大小相同的子区域。划分为多个子区域之后，针对每一个子区域确定节点。
[0056]
可以理解的是，物联网的节点可以是传感器，也可以是一个rfid的读写器。可从电源、移动性、感知性、存储能力、计算能力、联网能力以及连接能力等几个方面表征物联网节点的特性。
[0057]
一种可选的方案中，将物联网节点分为管理节点、共识节点和其他节点三类。其中，管理节点是通信传送网络中信号的交叉连接点，是业务分插交汇点，是网络管理系统的切入点，是信号功率的放大点和传输中的数字信号的再生点，负责区域内节点与服务管理；共识节点包括节点个人和通信供应商，节点个人负责参与网络中交易共识验证与打包，通信供应商负责区域内资源调度。除了管理节点和共识节点，其他的节点称之为其他节点，其他节点负责参与和发起交易。
[0058]
值得注意的是，在划分子区域和确定节点之后，需要对各子区域中的各个节点的特性参数进行初始化表征。具体地，初始化区域内每个节点个人的服务需求vi、区域节点数量nk、相对计算能力hi、区块固定奖励as、可变奖励av，其中，可变奖励由给定的可变奖励因子a
v-f
和节点i的交易数据ti决定、当前迭代次数t＝1、迭代次数阈值t等。
[0059]
具体地，在确定每个子区域的管理节点时，可以先判断当前共识是否为第一次区块链共识。共识是指达成被分歧各方所接受的社群解决方案。在区块链世界中，由于其去中心化的区块链设计，节点是各处分散且平行的，所以必须设计一套制度，来维护系统的运作顺序与公平性，统一区块链的版本，并奖励提供资源维护区块链的使用者，以及惩罚恶意的危害者。这样的制度，必须依赖某种方式来证明，是由谁取得了一个区块链的打包权(或称记帐权)，并且可以获取打包这一个区块的奖励；又或者是谁意图进行危害，就会获得一定的惩罚，这就是共识机制。区块链共识用于维护系统的运作顺序与公平性并通过奖惩维护系统的稳定运行。
[0060]
如果当前共识是第一次区块链共识，那么可以根据区域内基站的历史数据评估统计区域内的节点，可以从从电源、移动性、感知性、存储能力、计算能力、联网能力以及连接能力等几个方面等几个方案对各个节点进行评分统计，并将各个节点所得的分数降序排列，选取得分靠前的节点作为管理节点。一种可选的方案中，选取排前30％数量的节点赋予其区域管理功能，即成为区域管理节点。
[0061]
s102：通过所述管理节点确定各所述子区域的调度资源消耗量，并通过所述管理节点确定各所述节点的个人奖励收益；
[0062]
在确定各个子区域的管理节点后，可以通过各个管理节点多各节点的计算能力、
服务需求、期望收益等参数进行统计和分析。
[0063]
具体地，区域内管理节点计算更新每个节点i当前的服务需求vi，调整服务需求最小值v
min
和服务需求最大值v
max
，并通过公式(1)计算区域内具有服务需求vi的节点i的相对计算能力hi。
[0064][0065]
进一步地，对区域内每个节点i的可变奖励av进行统计分析，以得到节点个人的期望收益。具体地，通过公式(2)计算对应的可变奖励av，通过(3) 计算节点个人期望收益ri。
[0066]av
＝a
v-f
×
tiꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0067]ri
＝(as+av)pi(hi,ti)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0068]
其中，av表示可变奖励，a
v-f
表示可变奖励因子，ti表示为节点i打包的交易数据，pi(hi,ti)表示物联网节点个体成功打包区块的概率。
[0069]
由于打包区块不仅仅需要每个节点自己提供算力，还需要通信供应商调度资源。为了充分调度区域中的各个节点的算力以获得最大收益，需要通信供应商对各个节点的交易活动进行资源调度。因此，各个子区域内的管理节点需要统计各个子区域内的节点i需要的资源消耗ci，可以通过公式(4)计算通信供应商调度资源消耗ck。
[0070][0071]
其中，ck表示在第k个区域内通信供应商提供的调度资源消耗量，表示节点i在第k个区域内参与打包的次数，nk表示第k个区域内节点的数量。
[0072]
在本步骤中，通过各个子区域的管理节点的统计计算，确定各节点的个人奖励收益，并获取各个子区域所需要通信供应商提供的调度资源消耗量。为了实现资源的最优化配置，希望各节点的个人奖励收益最大化并实现各个子区域所需要通信供应商提供的调度资源消耗量最小化。
[0073]
s103：根据各所述子区域的所述调度资源消耗量和各所述节点的所述个人奖励收益构建区块链共识资源博弈模型；
[0074]
在本技术实施例中，由于需要最大化节点i获得的个人收益ri，且满足约束条件v
min
≤vi≤v
max
，可以构建节点个人奖励收益最大化模型模型(5)。
[0075][0076]
s.t.v
min
≤vi≤v
max
[0077]
其中，v
max
表示服务需求最大值，v
min
表示服务需求最小值。
[0078]
此外，通信供应商希望统筹物联网的计算力，尽可能让所有节点都能参与共识计算，从而实现网络效率最大化。因此构建通信供应商的调度资源消耗量最小化满足式(6)。
[0079][0080]
s.t.v
min
≤vi≤v
max
[0081]
同理，v
max
表示服务需求最大值，v
min
表示服务需求最小值。
[0082]
可以理解地，区块链是一种去中心化的数据库，没有中心化机构，所以在进行价值转移、信息传递的过程中，需要解决所有打包节点上的一致性和正确性问题。需要一种多方协作的机制，协调参与多方达成统一的唯一结果，且保证此过程难以被欺骗，来保证系统的稳定运行。所以，要达成共识，必然要考虑各个个体之间的博弈，以达到均衡。
[0083]
区块链共识算法中常见的博弈模型包括纳什均衡、帕累托最优、赌徒破产问题和拜占庭将军问题等模型，其各自针对的场景为本领域技术人员熟知的技术，在此不做赘述。
[0084]
具体地，本技术实施例采用斯塔克尔伯格(stackelberg)博弈模型。斯塔克尔伯格模型是一个产量领导模型，竞争个体之间存在着行动次序的区别。产量的决定依据以下次序：领导性竞争个体决定一个产量，然后跟随者竞争个体可以观察到这个产量，然后根据领导性竞争个体的产量来决定他自己的产量。需要注意的是，领导性竞争个体在决定自己的产量的时候，充分了解跟随竞争个体会如何行动——这意味着领导性竞争个体可以知道跟随竞争个体的反应函数。因此，领导性竞争个体自然会预期到自己决定的产量对跟随竞争个体的影响。正是在考虑到这种影响的情况下，领导性竞争个体所决定的产量将是一个以跟随竞争个体的反应函数为约束的利润最大化产量。
[0085]
根据斯塔克尔伯格模型，可以通过式(5)与式(6)构建区块链共识资源博弈模型公式(7)。
[0086][0087]
s.t.v
min
≤vi≤v
max
[0088]
其中，ri为节点i获得的个人收益ri，所述ck为第k个区域内的所述调度资源消耗量，所述vi为节点i当前的服务需求。
[0089]
s104:根据所述区块链共识资源博弈模型生成多个资源分配方案；
[0090]
在建立共识资源博弈模型之后，可以通过共识资源博弈模型生成多个资源配置方案。
[0091]
根据区块链共识资源博弈模型公式(7)，构建搜索空间范围，在搜索空间范围内产生每个节点年龄和个人服务需求随机分布的q个资源分配方案，即群体，并组成分配方案矩阵y＝{y1,y2,...,yq,...,yq}，其中yq表示第q个资源分配方案的年龄，即个体。
[0092]
可以理解地，整个局势不存在“确定性”，区块链中的各个个体一直在动态地多方博弈。
[0093]
s105:通过改进的优化算法求解确定所述多个资源分配方案中的最佳资源分配方案，并进行区块链共识资源分配；
[0094]
具体地，各子区域中的管理节点根据公式(8)计算每一个资源分配方案 (个体)的适应度值，并从中选择适应度值最大的资源分配方案作为最佳资源分配方案y
best
。
[0095][0096]
其中，fk表示第k个区域内的资源分配方案的适应度值。
[0097]
在确定各个子区域内的资源分配方案的适应度值之后，管理节点根据计算所得的资源分配方案(个体)的年龄进行降序排序，并根据资源分配方案的年龄对个体进行分类。一种可选的方式为，选择前10％的资源分配方案为 age_a个体，选择前10％-30％的资源分
配方案为age_b个体，选择前40％
‑ꢀ
70％的资源分配方案为age_c个体，选择后30％的资源分配方案为age_d 个体。
[0098]
在对个体进行排序和分类之后，通过算法对各方案进行计算和模拟，进而对参数进行更新。在算法模型运行的过程中，各个体会放牧、等级、社交、模仿、防御和漫游阶段等阶段，各个阶段的参数变化更新具体如下：
[0099]
1)当个体处于放牧阶段时，个体在特定区域内连续进食，即缓慢放牧，通过公式(9)更新个体的运动参数。
[0100][0101]
其中，表示在t迭代轮次时第m个个体的不同年龄段运动参数，即个体放牧倾向，age表示年龄段，表示放牧空间的上界参数，表示放牧空间的下界参数，r表示介于0和1之间的随机数，表示放牧阶段的相关系数，表示在t-1迭代伦次时的第m个个体位置，表示在t-1迭代轮次时第m个个体的位置。
[0102]
2)当个体处于等级阶段时，个体群会跟随领袖，即最佳个体。根据个体群不同年龄的表现行为不同，通过公式(10)更新最佳个体位置对速度影响参数的，从而更新资源分配方案。
[0103][0104]
其中，表示在t迭代轮次时最佳个体位置对第m个个体的不同年龄段运动参数的影响参数，表示等级阶段系数，表示为最佳个体的位置。
[0105]
3)当个体群处于社交阶段时，个体群会迎来不同的社交生活，根据个体群不同年龄的表现行为不同，通过公式(11)更新个体群的社会运动向量。
[0106][0107]
其中，表示在t迭代轮次时第m个个体在不同年龄段的社会运动向量，表示为在t次迭代中个体朝向个体群的方向系数，n表示为个体总数。
[0108]
4)当个体群处于模仿阶段时，个体群存在学习彼此之间的习惯行为，根据个体群不同年龄的表现行为不同，通过公式(12)更新个体群朝最佳个体位置的运动向量。
[0109][0110]
其中，表示在t迭代轮次时第m个个体在不同年龄段朝向最佳个体位置的运动向量，表示模仿阶段系数，表示t-1迭代轮次时最佳个体位置，ψn表示排名最前10％位置的个体数量。
[0111]
5)当个体群处于防御机制阶段时，个体群面对掠食者将进行防御和反抗行为，根据个体群不同年龄的表现行为不同，通过公式(13)更新个体群从最差位置逃逸的向量。
[0112][0113]
其中，表示在t迭代轮次时第m个个体在不同年龄段从个体最差位置的逃逸向量，表示防御机制阶段系数，ζn表示排名最后10％位置的个体数量。
[0114]
6)当个体群处于漫游阶段时，个体群中突然放置新区域时将会进行游荡和更新行为，根据个体群不同年龄的表现行为不同，通过公式(14)更新局部搜索和逃离局部极小值的随机速度向量。
[0115][0116]
其中，表示在t迭代轮次时第m个个体在不同年龄段进行局部搜索和逃离局部极小值的随机速度向量，漫游阶段系数，r表示介于0和 1之间的随机数。
[0117]
个体在放牧、等级、社交、模仿、防御和漫游阶段等阶段的运算后，可以进一步根据当前迭代次数t和个体年龄，更新个体的运动速度，从而更新个体在搜索空间中的新速度。所述不同个体的速度更新方法如下:
[0118]
1)age_a个体通过公式(15)更新其速度。
[0119][0120]
其中，表示在t迭代时刻age_a个体群内第m个体的速度；表示在t迭代时刻age_a个体群内第m个体的运动参数，体现相关个体的放牧倾向，表示在t迭代时刻age_a个体群内第m个体从最差位置逃逸的参数向量。
[0121]
2)age_b个体通过公式(16)更新其速度。
[0122][0123]
其中，表示在t迭代时刻age_b个体群内第m个体的速度，表示在t迭代时刻age_b个体群内第m个体的运动参数，表示在t迭代时刻age_b个体群内第m个体与最佳个体位置对速度参数的影响参数；表示在t迭代时刻age_b个体群内第m个体的社会运动向量，表示在t迭代时刻age_b个体群内第m个体从较差位置个体平均值中逃逸的参数向量。
[0124]
3)age_c通过公式(17)更新其速度。
[0125]
[0126]
其中，表示在t迭代时刻age_c个体群内第m个体的速度，表示在t迭代时刻age_c个体群内第m个体的运动参数，表示在t迭代时刻age_c个体群内第m个体与最佳个体位置对速度参数的影响参数；表示在t迭代时刻age_c个体群内第m个体的社会运动向量，表示在t迭代时刻age_c个体群内第m个体的朝向最好位置的运动向量，表示在t迭代时刻age_c个体群内第m个体从最差位置逃逸的参数向量，表示在t迭代时刻age_c个体群内第m个体进行局部搜索和逃离局部极小值的随机速度向量。
[0127]
4)age_d通过公式(18)更新其速度。
[0128][0129]
其中，表示在t迭代时刻age_d个体群内第m个体的速度，表示在t迭代时刻age_d个体群内第m个体的运动参数，表示在t迭代时刻age_d个体群内第m个体的朝向最好位置的运动向量，表示在t迭代时刻age_d个体群内第m个体进行局部搜索和逃离局部极小值的随机速度向量。
[0130]
在对各个体的速度进行更新之后，根据处于不同年龄段的个体速度和上一时刻的位置，更新个体当前的位置，迭代次数t＝t+1，更新个体的年龄。
[0131]
上述运算在进行多次迭代之后，判断迭代次数是否达到预设阈值，或者判断适应度值是否持续预设轮数未发生变化。
[0132]
如果上次迭代次数达到预设阈值t，比如20000轮，则说明这个个体经历了充分的迭代算法；或者适应度值持续200轮未发生变化，则说明这个个体已经达到了稳定状态，那么可以确定该个体，也即该资源分配方案通过了算法检测，为最佳资源配置方案。否则，该资源配置方案未通过算法检测，则需要重新计算每一个资源分配方案的适应度值，并从中选择适应度值最大的资源分配方案作为最佳资源分配方案进行算法迭代，直至迭代次数达到预设阈值或者判断适应度值持续预设轮数未发生变化。
[0133]
在获得最佳资源分配方案之后，可根据最佳资源分配方案进行区块链网络中节点个人奖励收益和通信供应商调度资源的分配。从而可以实现最大化节点个人奖励收益和最小化通信供应商调度资源消耗，从而提高区块链网络共识效率与资源高利用率。
[0134]
本技术实施例针对物联网区块链框架缺乏资源分配最优方案而导致共识效率低下等问题，将物联网网络划分区域，根据设备负载量分配每一个区域的共识资源，提高共识资源的利用率；根据区域内每一个节点所需的最佳服务需求，计算每一个节点的相对计算能力，考虑成功共识获得共识奖励、奖励因子、成功打包区块概率等，设置节点个人期望收益约束条件，对节点个人期望收益进行建模，从而提炼出节点个人奖励收益最大化模型。根据区域内通信供应商调度计算资源，对调度资源消耗建模，提炼出调度资源消耗最小化模型，并构建区块链共识资源博弈模型。针对stackelberg博弈模型，定义迭代时每个方案为
每一个体，确定个体年龄；根据不同个体年龄，进行优化方案的排序，确定不同年龄段的个体集合；根据个体集合中不同年龄段的六种一般行为和社交行为进行迭代更新，最终快速求得最优解。本技术可有效分析节点的最佳服务需求，研究移动区块链资源管理的方案，平衡节点和通信服务者的最大利益，从而提高物联网节点的共识积极性与效率，最终实现区块链框架在物联网环境下高时效的数据通信与更新。
[0135]
进一步地，本技术实施例还提供了一种区块链共识资源分配装置，请参照图2，示出了本技术实施例提供的一种区块链共识资源分配装置20的示意图。该报文发送装置20包括：
[0136]
区域划分模块201，用于将物联网网络划分为多个子区域，并确定各子区域的节点，并确定每一个子区域的管理节点；
[0137]
可选地，区域划分模块201包括判断子模块2011和管理节点确定子模块 2012。其中判断子模块2011用于判断当前共识是否为第一次区块链共识，管理节点确定子模块2012用于在当前共识为第一次区块链共识的情况下，根据区域内基站的历史数据确定子区域的管理节点；或者在当前共识不是第一次区块链共识的情况下，将子区域的历史管理节点作为子区域的管理节点。
[0138]
确定模块202，用于通过管理节点确定各子区域的调度资源消耗量，并通过管理节点确定各节点的个人奖励收益；
[0139]
一种可选的实施例中，确定模块202包括调度资源消耗量确定子模块 2021和个人奖励收益确定子模块2022。其中，调度资源消耗量确定子模块 2021用于通过各节点的服务需求、相对计算能力和区域节点数量确定各节点的调度资源消耗量；个人奖励收益确定子模块2022用于通过区块固定奖励、可变奖励和各节点成功打包区块的概率确定各节点的个人奖励收益。
[0140]
建模模块203，用于根据各子区域的调度资源消耗量和各节点的个人奖励收益构建区块链共识资源博弈模型；
[0141]
最优方案求解模块204，用于根据区块链共识资源博弈模型生成多个资源分配方案；
[0142]
具体地，最优方案求解模块204根据区块链共识资源博弈模型构建搜索空间范围，在搜索空间范围内生成多个资源分配方案；
[0143]
其中，区块链共识资源博弈模型具体为：
[0144][0145]
ri为节点i获得的个人收益，ck为第k个区域内的调度资源消耗量，为节点i当前的服务需求。
[0146]
分配模块205，用于通过改进的优化算法求解确定所述多个资源分配方案中的最佳资源分配方案，并进行区块链共识资源分配。
[0147]
可选地，分配模块205包括迭代子模块2051和分配子模块2052。其中迭代子模块2051用于对多个资源分配方案进行多次迭代，在迭代次数达到预设阈值或适应度值持续预设轮数未发生变化时，确定资源分配方案为最佳资源分配方案；分配子模块2052用于根据最佳资源分配方案进行共识资源分配。
[0148]
本技术实施例提供的区块链共识资源分配装置20能够实现上述区块链共识资源分配方法实施例中实现的各个过程，其具体原理和实现细节请参见上述发送方法的实施例。为避免重复，这里不再赘述。
[0149]
在本技术实施例中，通过设置区域划分模块201、确定模块202、建模模块203、最优方案求解模块204和分配模块205，将物联网网络划分为多个子区域，确定各所述子区域的节点和管理节点，通过管理节点确定各子区域的调度资源消耗量和各节点的个人奖励收益，根据调度资源消耗量和个人奖励收益构建区块链共识资源博弈模型，进而生成多个资源分配方案，从多个资源分配方案中选择最佳资源分配方案进行共识资源分配。本技术可以实现对物联网节点奖励收益最大化和通信供应商调度资源消耗最小化，从而提高区块链网络共识效率，为物联网数据实时安全保护奠定基础。
[0150]
本技术实施例中的虚拟装置可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。
[0151]
以上所述仅为本发明的实施例，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
技术特征：1.一种区块链共识资源分配方法，其特征在于，包括：将物联网网络划分为多个子区域，确定各所述子区域的节点，并确定每一个所述子区域的管理节点；通过所述管理节点确定各所述子区域的调度资源消耗量，并通过所述管理节点确定各所述节点的个人奖励收益；根据各所述子区域的所述调度资源消耗量和各所述节点的所述个人奖励收益构建区块链共识资源博弈模型；根据所述区块链共识资源博弈模型生成多个资源分配方案；通过改进的优化算法求解确定所述多个资源分配方案中的最佳资源分配方案，并进行区块链共识资源分配。2.根据权利要求1所述的区块链共识资源分配方法，其特征在于，所述确定每一个所述子区域的管理节点具体为：判断当前共识是否为第一次区块链共识；在当前共识为第一次区块链共识的情况下，根据区域内基站的历史数据确定所述子区域的管理节点；在当前共识不是第一次区块链共识的情况下，将所述子区域的历史管理节点作为所述子区域的管理节点。3.根据权利要求1所述的区块链共识资源分配方法，其特征在于，所述通过所述管理节点确定各所述子区域的调度资源消耗量具体为：所述管理节点通过所述各节点的服务需求、相对计算能力和区域节点数量确定各所述节点的调度资源消耗量；所述通过所述管理节点确定各所述节点的个人奖励收益具体为：通过区块固定奖励、可变奖励和各节点成功打包区块的概率确定各所述节点的个人奖励收益。4.根据权利要求1所述的区块链共识资源分配方法，其特征在于，所述根据所述区块链共识资源博弈模型生成多个资源分配方案具体为：根据所述区块链共识资源博弈模型构建搜索空间范围，在搜索空间范围内生成多个所述资源分配方案；其中，所述区块链共识资源博弈模型具体为：所述r
i
为节点i获得的个人收益r
i
，所述c
k
为第k个区域内的所述调度资源消耗量，所述v
i
为节点i当前的服务需求。5.根据权利要求1所述的区块链共识资源分配方法，其特征在于，所述确定所述多个资源分配方案中的最佳资源分配方案具体为：对所述多个资源分配方案进行多次迭代，在迭代次数达到预设阈值或适应度值持续预设轮数未发生变化时，确定所述资源分配方案为最佳资源分配方案。6.一种区块链共识资源分配装置，其特征在于，包括：区域划分模块，用于将物联网网络划分为多个子区域，并确定各所述子区域的节点，并
确定每一个所述子区域的管理节点；确定模块，用于通过所述管理节点确定各所述子区域的调度资源消耗量，并通过所述管理节点确定各所述节点的个人奖励收益；建模模块，用于根据各所述子区域的所述调度资源消耗量和各所述节点的所述个人奖励收益构建区块链共识资源博弈模型；最优方案求解模块，用于根据所述区块链共识资源博弈模型生成多个资源分配方案；分配模块，用于通过改进的优化算法求解确定所述多个资源分配方案中的最佳资源分配方案，并进行区块链共识资源分配。7.根据权利要求6所述的区块链共识资源分配装置，其特征在于，所述区域划分模块包括：判断子模块，用于判断当前共识是否为第一次区块链共识；管理节点确定子模块，用于在当前共识为第一次区块链共识的情况下，根据区域内基站的历史数据确定所述子区域的管理节点；或者在当前共识不是第一次区块链共识的情况下，将所述子区域的历史管理节点作为所述子区域的管理节点。8.根据权利要求6所述的区块链共识资源分配装置，其特征在于，所述确定模块包括：调度资源消耗量确定子模块，用于通过所述各节点的服务需求、相对计算能力和区域节点数量确定各所述节点的调度资源消耗量；个人奖励收益确定子模块，用于通过区块固定奖励、可变奖励和各节点成功打包区块的概率确定各所述节点的个人奖励收益。9.根据权利要求6所述的区块链共识资源分配装置，其特征在于，所述最优方案求解模块具体用于：根据所述区块链共识资源博弈模型构建搜索空间范围，在搜索空间范围内生成多个所述资源分配方案；其中，所述区块链共识资源博弈模型具体为：所述r
i
为节点i获得的个人收益r
i
，所述c
k
为第k个区域内的所述调度资源消耗量，所述v
i
为节点i当前的服务需求。10.根据权利要求6所述的区块链共识资源分配装置，其特征在于，所述分配模块包括：迭代子模块，用于对所述多个资源分配方案进行多次迭代，在迭代次数达到预设阈值或适应度值持续预设轮数未发生变化时，确定所述资源分配方案为最佳资源分配方案；分配子模块，用于根据所述最佳资源分配方案进行共识资源分配。
技术总结本申请公开了一种区块链共识资源分配方法和装置，属于区块链技术领域。该方法包括将物联网网络划分为多个子区域，确定各所述子区域的节点和管理节点；通过所述管理节点确定各所述子区域的调度资源消耗量和各所述节点的个人奖励收益；根据各所述子区域的所述调度资源消耗量和各所述节点的所述个人奖励收益构建区块链共识资源博弈模型；根据所述区块链共识资源博弈模型生成多个资源分配方案；通过改进的优化算法求解确定所述多个资源分配方案中的最佳资源分配方案，并进行区块链共识资源分配。本申请提供的方案能够实现物联网节点奖励收益最大化和通信供应商调度资源消耗最小化，提高区块链网络共识效率。提高区块链网络共识效率。提高区块链网络共识效率。
技术研发人员：陈友荣 章阳 黄家煊 缪克雷 吕晓雯 王章权 任条娟
受保护的技术使用者：浙江树人学院
技术研发日：2022.07.13
技术公布日：2022/11/1
