本发明涉及区块链安全治理，具体涉及一种面向web3.0的区块链中心化综合评估治理方法及系统。
背景技术：
1、区块链作为web 3.0的核心技术之一，其核心特征是去中心化。近年来，全球主要国家都在加快布局区块链技术的发展，区块链行业在我国也正处于生态快速发展。然而，随着某些区块链项目向规模化和商业化发展，其治理结构出现了越来越多的中心化倾向，导致权力和控制逐渐集中在少数参与者手中。这不仅背离了区块链技术去中心化的初衷，也增加了系统被攻击和操纵的风险，从而对整个区块链的安全性和可信度构成威胁。web 3.0是互联网的下一个发展阶段，这个阶段更加强调去中心化的重要性，因此，发现并有针对性地对区块链更新中的一些流程进行改进是必要的。
2、区块链的中心化程度度量指标度主要有中本聪系数、基尼系数、香农熵，对这些度量指标度的不同粒度、不同年度的变化分析可以反映出区块链中心化程度的变化趋势，但单一指标无法全面反映区块链的中心化程度。基于经济、信誉和互惠等的激励机制可以影响区块链系统的参与者(验证者、用户等)的决策行为，博弈论提供了一套分析和预测理性决策者在复杂互动环境中行为的框架。而hk聚类算法主要用于模拟个体(或节点)在社交网络中如何通过交流达成共识。这种算法特别适用于分布式环境，例如区块链网络，可以用于优化激励机制。
3、与现有技术近似方案
4、li c,palanisamy b,xu r,duan l,liu j,wang w.how hard is takeover indpos blockchains？understanding the security ofcoin-based voting governance[c]the2023acm sigsac conference on computer and communications security.newyork,united states:association for computing machinery,2023:150-164,doi:10.1145/3576915.3623171。该论文将dpos区块链对收购的抵抗力建模为主动抵抗力与被动抵抗力，并证明了dpos区块链对收购的抵抗力由其基于代币的投票治理系统的理论设计和实际使用决定。
5、杨丽平.基于区块链的虚拟知识社区内容生产投机行为治理研究[d].华南理工大学,2022,doi:10.27151/d.cnki.ghnlu.2022.003687。该论文以steemit为对象建立了基于区块链的内容生产投机行为治理模型与博弈模型，并对模型进行仿真分析,得出现有社区的机制改进建议并提出了相应的治理策略。
6、bao q,li b,hu t,sun x.a survey of blockchain consensus safety andsecurity:state-of-the-art,challenges,and future work[j].journal of systemsand software,2023(196):1-14,doi:10.1016/j.jss.2022.111555。该论文针对区块链共识协议的安全性进行了全面的调查，详细讨论了区块链共识协议的分类、潜在的安全性问题、安全性保障途径以及验证方法等。
7、在论文《how hard is takeover in dpos blockchains？understanding thesecurity ofcoin-based voting governance》中，作者将dpos区块链对收购的抵抗力建模为主动抵抗力与被动抵抗力，并证明了dpos区块链对收购的抵抗力由其基于代币的投票治理系统的理论设计和实际使用决定，为基于币的投票治理的安全性提供了新见解，为区块链去中心化治理规则提供了新的考虑方向。
8、在论文《基于区块链的虚拟知识社区内容生产投机行为治理研究》中，作者针对区块链知识社区steemit的投机行为，以经济学领域的投机行为和知识分享、通证激励等领域的文献为理论基础，结合博弈、数学建模、系统仿真等多种手段，构建了知识社区投机行为治理模型，并考虑了奖励机制，提出应该对点踩者发放一定经济奖励,对被点踩的投机创作者发放相应惩罚。
9、在论文《a survey ofblockchain consensus safety and security:state-of-the-art,challenges,and future work》中，作者讨论了区块链共识协议安全保障涉及的不同利益相关者并分析了区块链共识提案中的安全和保障问题，研究了区块链共识安全性和安全性保证方法的验证。
10、以上技术方案存在以下两方面缺点：第一，相似技术方案并未对区块链的中心化程度做出全面的综合性的量化评估；第二，相似技术方案中激励机制下的奖励分配机制的精准性和公平性不足。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种面向web3.0的区块链中心化综合评估治理方法及系统，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。
2、为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
3、第一方面，本发明提供一种区块链中心化综合评估治理方法，包括：
4、确定节点是否参与投票，并进行投票，统计参与投票的节点数量，确定有效奖励发放时长；
5、验证有效举报和监管信息，确定符合奖励条件的节点，并计算每个节点应获得的具体奖励数额；
6、执行奖励分配，将计算的奖励数额发放给相应的节点。
7、进一步的，确定节点是否参与投票，并进行投票，统计参与投票的节点数量，确定有效奖励发放时长，包括：投票者vi通过质押函数freeze(amount(token)i,σ)→pi获取一定投票权pi,，其中token代表参与投票需要的代币类型，amount(token)i代表投票者vi质押的代币量，参数σ控制每个代币获得的投票权；候选者群体c、投票者群体v与自发监督者群体a进行三方博弈交互；候选者群体c的策略空间为sc＝{sc1,sc2}＝{贿赂，不贿赂}，投票者群体v的策略空间为sv＝{sv1,sv2}＝{接受，举报}，自发监督者群体a的策略空间为sa＝{sa1,sa2}＝{监督，不监督}；候选节点决定是否采取贿赂行为，投票节点决定是否进行举报，而自发监督者节点决定是否执行监督职能，候选者群体c、投票者群体v与自发监督者群体a三者的策略选择相互独立且互不影响；在每轮选举结束后统计参与节点的数量，并确定有效的奖励发放时长。
8、进一步的，验证有效举报和监管信息，确定符合奖励条件的节点，并计算每个节点应获得的具体奖励数额，包括：
9、依据投票主阶段产生的交易信息，验证有效的举报和监管行为，确认每轮投票中符合奖励条件的节点；
10、定义投票结点vi的观点；
11、定义自发监督者ai的观点；
12、计算投票者节点与自发监督者结点的观点以及更新后的观点，根据hegselmann-krause意见动态聚类算法确定投票者节点与自发监督者节点的观点更新规则；
13、计算节点最终所获奖励。
14、进一步的，投票者节点收益为：
15、
16、其中nv代表参与投票的有效节点个数，p2为系统设置的奖励基准值，wi为近十轮投票中每轮投票被赋予的权重，s(v)代表投票节点是否在该轮次进行投票。
17、进一步的，举报和投票者结点收益分别为：其中a，γ代表系统设置的对举报行为的奖励系数，和分别表示投票节点vi与自发监督者节点ai在本轮节点的有效举报与监督次数。
18、进一步的，观点更新规则为：
19、ni(x(t))＝{j∈v|||vi(t)-vj(t)||2<ε}。
20、进一步的，定义投票结点vi的观点为vi＝(δ1,δ2)，其中为衡量近期投票表现的指标，δ2＝voten(vi)/voten+(t-t)/t为衡量本轮投票表现的指标，其中wi为近十轮投票中每轮投票被赋予的权重，s(v)代表投票节点是否在该轮次下进行了投票，voten(vi)代表第n轮vi节点所投出的票数，voten代表第n轮投票中的总票数；
21、定义自发监督者ai的观点为ai＝(ρ1,ρ2)，其中为衡量近期监督表现的指标，ρ2＝monitoringn(ai)/monitoringn为衡量本轮投票表现的指标。
22、第二方面，本发明提供一种区块链中心化综合评估治理系统，包括：
23、投票模块，用于确定节点是否参与投票，并进行投票，统计参与投票的节点数量，确定有效奖励发放时长；
24、验证计算模块，用于验证有效举报和监管信息，确定符合奖励条件的节点，并计算每个节点应获得的具体奖励数额；
25、分配模块，用于执行奖励分配，将计算的奖励数额发放给相应的节点。
26、第三方面，本发明提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如第一方面所述的面向web3.0的区块链中心化综合评估治理方法。
27、第四方面，本发明提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述处理器和所述存储器相互通信，所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令执行如第一方面所述的面向web3.0的区块链中心化综合评估治理方法。
28、第五方面，本发明提供一种电子设备，包括：处理器、存储器以及计算机程序；其中，处理器与存储器连接，计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现如第一方面所述的面向web3.0的区块链中心化综合评估治理方法的指令。
29、术语解释：
30、激励机制：激励是指通过内部或外部的努力，调动个体进行某种特定活动的措施。激励机制由激励和机制两个词语组成，可定义为一套用以调动或引导个体或团体行为达成特定目标的规则或奖惩机制。
31、hk聚类算法：hegselmann-krause(hk)聚类算法是一种基于hegselmann-krause观点动力学模型提出的算法，可以模拟个体(或节点)在社交网络中如何通过交流达成共识。
32、博弈论：也被称为对策论，是研究具有冲突和合作特性的理性决策者之间的互动和决策的数学理论和方法。
33、本发明有益效果：综合了区块链中心化程度的多种评估指标，全面分析了采用不同共识协议的区块链系统的中心化程度，并针对不同共识机制提出抽象化的治理模型，利用hegselmann-krause(hk)聚类算法优化奖励分配机制以鼓励广泛的参与者在区块链治理中采取积极正直的行为，构建了基于激励机制的面向web3.0的区块链治理三方演化博弈模型来评估改进的安全性。
34、本发明附加方面的优点，将在下述的描述部分中更加明显的给出，或通过本发明的实践了解到。
1.一种区块链中心化综合评估治理方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的区块链中心化综合评估治理方法，其特征在于，确定节点是否参与投票，并进行投票，统计参与投票的节点数量，确定有效奖励发放时长，包括：投票者vi通过质押函数freeze(amount(token)i,σ)→pi获取一定投票权pi,，其中token代表参与投票需要的代币类型，amount(token)i代表投票者vi质押的代币量，参数σ控制每个代币获得的投票权；候选者群体c、投票者群体v与自发监督者群体a进行三方博弈交互；候选者群体c的策略空间为sc＝{sc1,sc2}＝{贿赂，不贿赂}，投票者群体v的策略空间为sv＝{sv1,sv2}＝{接受，举报}，自发监督者群体a的策略空间为sa＝{sa1,sa2}＝{监督，不监督}；候选节点决定是否采取贿赂行为，投票节点决定是否进行举报，而自发监督者节点决定是否执行监督职能，候选者群体c、投票者群体v与自发监督者群体a三者的策略选择相互独立且互不影响；在每轮选举结束后统计参与节点的数量，并确定有效的奖励发放时长。
3.根据权利要求1所述的区块链中心化综合评估治理方法，其特征在于，验证有效举报和监管信息，确定符合奖励条件的节点，并计算每个节点应获得的具体奖励数额，包括：
4.根据权利要求2所述的区块链中心化综合评估治理方法，其特征在于，举报和投票者结点收益分别为：其中a，γ代表系统设置的对举报行为的奖励系数，和分别表示投票节点vi与自发监督者节点ai在本轮节点的有效举报与监督次数。
5.根据权利要求2所述的区块链中心化综合评估治理方法，其特征在于，观点更新规则为：
6.根据权利要求2所述的区块链中心化综合评估治理方法，其特征在于，
7.一种区块链中心化综合评估治理系统，其特征在于，包括：
8.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如权利要求1-6任一项所述的区块链中心化综合评估治理方法。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器和所述存储器相互通信，所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令执行如权利要求1-6任一项所述的区块链中心化综合评估治理方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器以及计算机程序；其中，处理器与存储器连接，计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现如权利要求1-6任一项所述的区块链中心化综合评估治理方法的指令。
