本发明属于分布式即时消息领域，尤其涉及一种去中心化的分布式im系统及方法。
背景技术：
1、传统的集中式im系统（如微信、whatsapp）依赖于高性能服务器和优化的网络架构，能够提供低延迟和高吞吐量的服务。而去中心化系统由于网络拓扑和节点之间的通信复杂性，难以达到同样的性能水平。在分布式系统中，保持数据一致性是一项复杂的任务，特别是在网络分区和节点故障情况下，可能导致数据不一致。传统im系统通常依赖中心化数据库，通过强一致性模型保证数据一致性。而去中心化im系统则需要依靠如crdt等技术，在保证最终一致性的同时，处理网络分区和节点故障带来的挑战。虽然去中心化系统通过加密和分布式存储增强了安全性，但在实际应用中仍然存在安全漏洞和隐私泄露的风险。
2、去中心化im系统需要在确保消息加密和分布式存储的同时，防止中间人攻击、数据泄露和恶意节点的威胁。这需要强大的加密技术和安全协议，但实际实施中可能存在技术和操作上的漏洞。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
2、鉴于上述或现有的基于分布式架构的数据存储方法及系统的问题，提出了本发明。
3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
4、第一方面，本发明实施例提供了一种去中心化的分布式im方法，其特征在于，包括：基于区块链的去中心化网络设计系统架构；基于零知识证明的身份验证用户身份，并将消息端到端加密和去中心化存储；使用智能合约进行节点注册和管理，设计基于区块链的代币经济模型，激励节点参与消息传输和存储；
5、利用机器学习算法预测节点性能，动态调整消息传输路径，优化网络流量和降低延迟，使用ai技术实时监测网络状态，自动识别和修复故障节点；采用crdt技术，实现去中心化环境下的数据一致性和高效同步，为每条消息分配唯一版本号；采用混淆技术和分片技术，进一步保护数据隐私。
6、作为本发明所述去中心化的分布式im方法的一种优选方案，其中：所述基于区块链的去中心化网络设计系统架构，包括：将系统分为不同模块，包括用户身份管理、消息传输、数据存储和网络路由，通过实验和测试，评估各区块链平台的交易处理速度、网络延迟和吞吐量，研究各平台的安全机制，包括共识协议的安全性、抗攻击能力和历史安全事件。
7、作为本发明所述去中心化的分布式im方法的一种优选方案，其中：所述基于零知识证明的身份验证用户身份，并将消息端到端加密和去中心化存储，包括：用户生成一个公钥p和一个私钥s，公钥用于身份标识，私钥用于生成证明，用户利用自己的私钥s生成一个零知识证明z，证明其拥有该私钥而不泄露私钥本身，验证者使用用户的公钥p验证零知识证明z的有效性；每个用户生成一对加密密钥，公钥p_enc和私钥s_enc，公钥用于加密消息，私钥用于解密消息，发送者获取接收者的公钥p_enc，并使用它加密消息m，生成密文c，接收者使用自己的私钥s_enc解密密文c，恢复原始消息m。
8、作为本发明所述去中心化的分布式im方法的一种优选方案，其中：所述基于零知识证明的身份验证用户身份，并将消息端到端加密和去中心化存储，还包括：将需要存储的大数据d分成多个小块d_1, d_2, ..., d_n，对每个数据分片d_i进行加密，生成加密分片c_i，将每个加密分片c_i存储到去中心化存储网络中的不同节点上，生成唯一的内容标识符cid_i，内容标识符cid用于检索和验证存储的数据，生成包含所有内容标识符cid_i的元数据记录，并将其存储在区块链上。
9、作为本发明所述去中心化的分布式im方法的一种优选方案，其中：所述采用高效共识算法，在数据写入和读取过程中进行共识验证，防止恶意节点篡改数据，包括：结合pos、pbft以及dpos设计混合共识机制，根据不同应用场景动态选择适当的共识算法，在高安全性需求的场景中使用pbft，在高效率需求的场景中使用pos；采用分层共识架构，将共识过程分为多个层次，每个层次负责不同的任务，基础层负责快速处理常规数据写入和读取请求，高级层处理复杂的共识验证和异常情况；部署节点行为监控系统，实时跟踪和分析存储节点的行为，利用机器学习算法检测异常行为，所述使用智能合约进行节点注册和管理，设计基于区块链的代币经济模型，激励节点参与消息传输和存储，包括：节点在区块链上注册公钥和节点信息，通过智能合约存储和验证节点信息，
10、智能合约管理节点的状态，包括活跃状态以及信誉度，根据节点的表现和贡献进行动态调整和管理；节点通过提供消息传输和存储服务，获取代币奖励，奖励根据节点的贡献度计算，其表达书如下所示：其中，ri为节点 i的奖励，dtrans为传输的数据量，sstore为存储的时间，k为奖励系数。
11、作为本发明所述去中心化的分布式im方法的一种优选方案，其中：所述利用机器学习算法预测节点性能，动态调整消息传输路径，优化网络流量和降低延迟，使用ai技术实时监测网络状态，自动识别和修复故障节点，包括：收集节点性能数据，对数据进行清洗和预处理，处理缺失值和异常值，提取特征向量，通过lstm训练机器学习模型，进行交叉验证和参数调优，性能预测和路径调整，输入当前节点的特征数据，预测节点未来的性能指标，根据预测结果，使用最短路径算法或负载均衡算法动态调整消息传输路径，部署网络监测系统，实时收集和分析节点性能数据和网络流量信息，使用异常检测算法自动识别故障节点，触发故障修复流程。
12、作为本发明所述去中心化的分布式im方法的一种优选方案，其中：所述采用crdt技术，实现去中心化环境下的数据一致性和高效同步，为每条消息分配唯一版本号；采用混淆技术和分片技术，进一步保护数据隐私，包括：为每个节点初始化所选的crdt数据结构，允许每个节点在本地对数据进行操作，每次操作都会产生一个唯一的版本号，定期或按需进行数据同步，将本地操作的结果与其他节点共享，使用crdt的合并规则，将收到的远程操作与本地操作合并；将待传输或存储的数据m分成多个小片段m_1, m_2, ..., m_n，对每个数据片段m_i进行加密，生成加密片段c_i，将加密后的数据片段c_i分发到去中心化网络中的不同节点上进行存储，在分片和加密的基础上，进一步对数据内容进行混淆处理，打乱数据片段的顺序。
13、第二方面，本发明实施例提供了一种去中心化的分布式im系统，其包括，架构设计模块，用于基于区块链的去中心化网络设计系统架构；加密储存模块，用于基于零知识证明的身份验证用户身份，并将消息端到端加密和去中心化存储；信息传输模块，用于使用智能合约进行节点注册和管理，设计基于区块链的代币经济模型，激励节点参与消息传输和存储；性能预测模块，用于利用机器学习算法预测节点性能，动态调整消息传输路径，优化网络流量和降低延迟，使用ai技术实时监测网络状态，自动识别和修复故障节点；数据保护模块，用于采用crdt技术，实现去中心化环境下的数据一致性和高效同步，为每条消息分配唯一版本号；采用混淆技术和分片技术，进一步保护数据隐私。
14、第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述去中心化的分布式im方法的任一步骤。
15、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现上述去中心化的分布式im方法的任一步骤。
16、本发明的有益效果为：本发明通过采用端到端加密和混淆技术，有效保护了用户消息的隐私。数据在传输和存储过程中都进行了加密处理，即使消息被截获或存储节点被攻破，也难以解密获取实际内容。同时，分片技术将消息拆分存储于不同节点，进一步增强了数据隐私和安全性。采用crdt技术实现了数据的一致性和高效同步。在去中心化环境下，crdt允许各节点独立操作并最终达成一致，避免了复杂的冲突解决过程。即使在网络分区或节点故障情况下，系统也能保证数据最终一致性和高可利用机器学习算法预测节点性能和动态调整消息传输路径，有效优化了网络流量和降低了消息传输延迟。ai技术实时监测网络状态，自动识别和修复故障节点，确保系统的高效运行和快速响应，提升了用户体验。
1.一种去中心化的分布式im方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的去中心化的分布式im方法，其特征在于，所述基于区块链的去中心化网络设计系统架构，包括：
3.如权利要求1所述的去中心化的分布式im方法，其特征在于，所述基于零知识证明的身份验证用户身份，并将消息端到端加密和去中心化存储，包括：
4.如权利要求1所述的去中心化的分布式im方法，其特征在于，所述基于零知识证明的身份验证用户身份，并将消息端到端加密和去中心化存储，还包括：
5.如权利要求1所述的去中心化的分布式im方法，其特征在于，所述使用智能合约进行节点注册和管理，设计基于区块链的代币经济模型，激励节点参与消息传输和存储，包括：
6.如权利要求1所述的去中心化的分布式im方法，其特征在于，所述利用机器学习算法预测节点性能，动态调整消息传输路径，优化网络流量和降低延迟，使用ai技术实时监测网络状态，自动识别和修复故障节点，包括：
7.如权利要求1所述的去中心化的分布式im方法，其特征在于，所述采用crdt技术，实现去中心化环境下的数据一致性和高效同步，为每条消息分配唯一版本号；采用混淆技术和分片技术，进一步保护数据隐私，包括：
8.一种去中心化的分布式im系统，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1~7任一所述的去中心化的分布式im方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~7任一所述的去中心化的分布式im方法的步骤。
