CN111478948B - 区块链接入方法、物联网设备及存储介质 - Google Patents

区块链接入方法、物联网设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种区块链接入方法、物联网设备及存储介质，涉及但不限于区块链技术领域，其中，一种物联网设备包括：区块链接入单元和功能单元；功能单元用于产生业务数据，并将业务数据发送到区块链接入单元；区块链接入单元用于将业务数据封装成区块，并将区块发送到区块链网络；区块接入单元连接功能单元。本申请公开的一种区块链接入方法、物联网设备及存储介质，能够不通过任何网络组件，将物联网设备接入区块链，从而减小了物联网数据被仿造、监听和篡改的可能性，提高了物联网数据的安全性和可靠性。

Description

区块链接入方法、物联网设备及存储介质
技术领域
本申请实施例涉及但不限于区块链技术领域，尤其是涉及一种区块链接入方法、物联网设备及存储介质。
背景技术
区块链(Blockchain)是由密码学串接并保护内容的串连记录(又称块，或区块)。每一个区块包含了前一个块的加密散列、相应时间戳记以及原始数据(通常用默克尔树算法计算的散列值表示)，这样的设计使得块内容具有几乎不可能篡改的特性。用区块链所串接的分布式记录链能让各方有效纪录数据，且可永久查验此数据。
区块链凭借主体对等、公开透明、安全通信、难以篡改和多方共识等特性，对物联网产生重要的影响。多中心、弱中心化的特质能够降低中心化架构的高额运维成本，信息加密、安全通信的特质有助于保护隐私，身份权限管理和多方共识有助于识别非法节点，及时阻止恶意节点的接入和作恶，依托链式的结构有助于构建可证可溯的电子证据存证，分布式架构和主体对等的特点有助于打破物联网现存的多个信息孤岛桎梏，促进信息的横向流动和多方协作。
在物联网应用中，受限于物联网设备的多样性和碎片化，将物联网设备接入区块链节点是目前的技术难题。一般采用的方法是将物联网设备接入网络上的区块链网关，再由区块链网关对物联网设备的业务数据进行上链。这样会导致物联网设备到区块链网关之间存在安全隐患，使得数据源存在被仿造、监听和篡改的可能性。
发明内容
本申请实施例旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请实施例提出一种物联网设备，能够不通过任何网络组件，将物联网设备接入区块链，从而减小了物联网数据被仿造、监听和篡改的可能性，提高了物联网数据的安全性和可靠性。
本申请实施例还提出一种区块链接入方法。
本申请实施例还提出一种计算机可读存储介质。
第一方面，本申请的一个实施例提供了一种物联网设备，设备包括区块链接入单元和功能单元；
功能单元用于产生业务数据，并将业务数据发送到区块链接入单元；
区块链接入单元用于将业务数据封装成区块，并将区块发送到区块链网络；
区块接入单元连接功能单元。
本申请实施例的物联网设备至少具有如下有益效果：
1.能够不通过任何网络组件，将物联网设备接入区块链，从而减小了物联网数据被仿造、监听和篡改的可能性，提高了物联网数据的安全性和可靠性；
2.物联网设备的功能单元不直接接入区块链网络，而是通过区块链接入单元，将物联网数据作为区块数据上链，降低了物联网设备被恶意侵入和控制的风险。
根据本申请的另一些实施例的物联网设备，区块链接入单元包括数据采集模块、区块处理模块和网络接入模块；
数据采集模块用于采集业务数据，并将业务数据发送到区块处理模块；
区块处理模块用于将业务数据封装成区块，并将区块发送到网络接入模块；
网络接入模块用于将区块发送到区块链网络；
数据采集模块的一端连接功能单元，数据采集模块的另一端连接区块处理模块的一端，区块处理模块的另一端连接网络接入模块。
本申请实施例的物联网设备，将区块接入单元划分为数据采集模块、区块处理模块和网络接入模块，三个模块相互关联，协同完成物联网数据的上链，方便了对物联网数据上链过程的管理和控制。
根据本申请的另一些实施例的物联网设备，区块处理模块还用于对业务数据进行数字签名，得到区块标识，并将业务数据和区块标识封装成区块。
本申请实施例的物联网设备，区块处理模块通过对业务数据进行数字签名，将区块标识和业务数据一起封装成区块，既提高了业务数据上链的安全性，又方便了在区块链上对业务数据的追溯。
根据本申请的另一些实施例的物联网设备，区块链接入单元还包括设备控制模块；
网络接入模块还用于获取区块链网络发送的智能合约，并将智能合约发送到区块处理模块；
区块处理模块还用于解析智能合约，产生执行智能合约的控制指令，并将控制指令发送到设备控制模块；
设备控制模块用于响应控制指令，对功能单元进行控制；
设备控制模块的一端连接区块处理模块，设备控制模块的另一端连接功能单元。
本申请实施例的物联网设备，设备控制模块根据智能合约对功能单元进行控制，使得物联网设备能够不通过任何中间组件而具备执行智能合约的功能，从而扩展了物联网设备的控制功能。
第二方面，本申请的一个实施例提供了一种区块链接入方法，应用于本申请的一些实施例的物联网设备，方法包括：
将业务数据封装成区块；
将区块发送到区块链网络。
本申请实施例的区块链接入方法，通过将物联网数据直接上链来将物联网设备接入区块链，减小了物联网数据被仿造、监听和篡改的可能性，提高了物联网数据的安全性和可靠性。
根据本申请的另一些实施例的区块链接入方法，方法还包括：
对业务数据进行数字签名，得到区块标识；
将业务数据和区块标识封装成区块；
将区块发送到区块链网络。
本申请实施例的区块链接入方法，通过对业务数据进行数字签名，将区块标识和业务数据一起封装成区块，既提高了业务数据上链的安全性，又方便了在区块链上对业务数据的追溯。
根据本申请的另一些实施例的区块链接入方法，方法还包括：
获取区块链网络发送的智能合约；
解析并执行智能合约。
本申请实施例的区块链接入方法，物联网设备能够不通过任何中间组件而具备执行智能合约的功能，扩展了物联网设备的控制功能。
根据本申请的另一些实施例的区块链接入方法，方法还包括：
获取区块链网络发送的智能合约；
解析并校验智能合约，得到校验结果；
根据校验结果，对智能合约进行处理。
本申请实施例的区块链接入方法，在执行智能合约之前，增加了对智能合约的校验过程，降低了物联网设备被恶意侵入和控制的风险，提高了物联网设备的安全性。
根据本申请的另一些实施例的区块链接入方法，根据校验结果，对智能合约进行处理，包括：
若校验结果正确，则判定智能合约合法，执行智能合约；
若校验结果错误，则判定智能合约非法，停止执行智能合约。
本申请实施例的区块链接入方法，通过判定智能合约是否合法来确定是否执行智能合约，降低了物联网设备被恶意侵入和控制的风险，提高了物联网设备的安全性。
第三方面，本申请的一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行本申请的一些实施例的区块链接入方法。
本申请实施例的计算机可读存储介质，通过将物联网数据直接上链来将物联网设备接入区块链，减小了物联网数据被仿造、监听和篡改的可能性，提高了物联网数据的安全性和可靠性。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1是本申请实施例中一种物联网设备的一具体实施例的结构示意图；
图2是本申请实施例中一种物联网设备的另一具体实施例的结构示意图；
图3是本申请实施例中一种物联网设备的另一具体实施例的结构示意图；
图4是本申请实施例中一种区块链接入方法的一具体实施例的流程示意图；
图5是本申请实施例中一种区块链接入方法的另一具体实施例的流程示意图；
图6是本申请实施例中一种区块链接入方法的另一具体实施例的流程示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例对本申请的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本申请的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本申请的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。
在本申请实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
实施例1
参照图1，示出了本申请实施例中一种物联网设备的一具体实施例的结构示意图。如图1所示，本申请实施例的物联网设备，包括区块链接入单元和功能单元；功能单元用于产生业务数据，并将业务数据发送到区块链接入单元；区块链接入单元用于将业务数据封装成区块，并将区块发送到区块链网络；区块接入单元连接功能单元。
本申请实施例的物联网设备包括区块链接入单元和功能单元，其中，功能单元用于实现物联网设备的功能，包括扫码枪的扫描功能、温湿度计的测温和测湿功能、电子仪表的测量功能等。功能单元完成物联网设备的功能，产生业务数据，将业务数据发送到区块链接入单元。而区块链接入单元替代了目前的物联网设备的通信单元，将功能单元产生的业务数据封装成区块，再将区块发送到区块链网络，完成业务数据的上链。区块链接入单元对功能单元只提供区块链业务服务，而不提供额外的通信业务服务，使得物联网设备接入区块链网络后，仅与区块链网络进行数据交互，从而减小了被其他网络骇入的可能性。
区块链是一个链式存储结构，区块是链式存储结构中的数据元素，区块链由区块相互连接形成单向链式结构。区块包括区块头和区块体，区块头中记录了版本号、上一个区块的哈希(Hash)地址、梅克尔(Merkle)根、区块创建时间戳、区块的工作量难度目标以及用于计算目标的参数值。区块体中记录了该区块存储的交易数量以及交易数据。
在本申请实施例中，区块链接入单元将业务数据封装成区块，具体包括：构建空块，将业务数据存储到区块体中，将设备标识存储到区块头中。设备标识用于区分区块链网络中不同的物联网设备，作为物联网设备在区块链网络中的唯一身份标识。设备标识包括设备识别码、设备的物理地址或者设备的出厂序列号等。
由于功能单元产生的业务数据可能存在格式问题或者错误，例如，存在超出数据范围的非法数据，或者，数据格式不符合区块上链的协定，故需要对业务数据进行初步校验，避免区块链网络资源的浪费。
在本申请的另一些实施例中，区块链接入单元获取到功能单元产生的业务数据，对业务数据进行初步的格式校验。如果业务数据合法，则继续执行业务数据的上链动作；如果业务数据非法，则丢弃非法的业务数据。通过对业务数据进行格式校验，能够防止将非法的业务数据提交到区块链网络，避免区块链网络资源的浪费，并且能够减小区块链网络的数据负载压力。
在本申请的另一些实施例中，参照图2，示出了本申请实施例中一种物联网设备的另一具体实施例的结构示意图。如图2所示，本申请实施例的物联网设备，区块链接入单元包括数据采集模块、区块处理模块和网络接入模块；数据采集模块用于采集业务数据，并将业务数据发送到区块处理模块；区块处理模块用于将业务数据封装成区块，并将区块发送到网络接入模块；网络接入模块用于将区块发送到区块链网络；数据采集模块的一端连接功能单元，数据采集模块的另一端连接区块处理模块的一端，区块处理模块的另一端连接网络接入模块。
本申请实施例的物联网设备，将区块接入单元划分为数据采集模块、区块处理模块和网络接入模块。数据采集模块采集功能单元产生的业务数据，将业务数据发送到区块处理模块，区块处理模块将业务数据封装成区块，再将区块发送到网络接入模块，网络接入模块将区块发送到区块链网络。三个模块相互关联，协同完成物联网数据的上链，方便了对物联网数据上链过程的管理和控制。
在本申请的另一些实施例中，区块处理模块还用于对业务数据进行数字签名，得到区块标识，并将业务数据和区块标识封装成区块。
数字签名有两种功能：一是能确定消息确实是由发送方签名并发出来的，因为别人假冒不了发送方的签名。二是数字签名能确定消息的完整性。因为数字签名的特点是它代表了文件的特征，文件如果发生改变，数字摘要的值也将发生变化。不同的文件将得到不同的数字摘要。一次数字签名涉及到一个哈希函数、接收者的公钥、接收者的私钥。
数字签名技术是将摘要信息用发送者的私钥加密，与原文一起传送给接收者。接收者用自己的公钥解密被加密的摘要信息，然后用哈希函数对收到的原文产生一个摘要信息，与解密的摘要信息对比。如果相同，则说明收到的信息是完整的，在传输过程中没有被修改，否则说明信息被修改过，因此数字签名能够验证信息的完整性。
哈希函数是一种“压缩函数”，利用哈希函数可以把任意长度的输入经由数字签名及其验证散列函数算法变换成固定长度的输出，该输出的哈希值就是消息摘要，也称数字摘要。在正式的数字签名中，发送方首先对发送文件采用哈希算法，得到一个固定长度的消息摘要(Message Digest)；再用自己的私钥(Secret key，SK)对消息摘要进行签名，形成发送方的数字签名。数字签名将作为队件和原文一起发送给接收方；接收方首先用发送方的公钥对数字签名进行解密得到发送方的数字摘要，然后用相同的哈希函数对原文进行哈希计算，得到一个新的消息摘要，最后将消息摘要与收到的消息摘要做比较。
在本申请实施例中，区块处理模块使用数字签名技术对业务数据进行数字签名，得到区块标识，区块标识用于验证物联网设备作为区块链节点的身份。将业务数据和区块标识一起封装成区块，能够提高业务数据上链的安全性，还方便了在区块链上对业务数据的追溯。
在本申请的另一些实施例中，参照图3，示出了本申请实施例中一种物联网设备的另一具体实施例的结构示意图。如图3所示，本申请实施例的物联网设备，区块链接入单元还包括设备控制模块；网络接入模块还用于获取区块链网络发送的智能合约，并将智能合约发送到区块处理模块；区块处理模块还用于解析智能合约，产生执行智能合约的控制指令，并将控制指令发送到设备控制模块；设备控制模块用于响应控制指令，对功能单元进行控制；设备控制模块的一端连接区块处理模块，设备控制模块的另一端连接功能单元。
智能合约(Smart contract)是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议。一个智能合约是一套以数字形式定义的承诺，包括合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议。智能合约建立的权利和义务，是由一台计算机或者计算机网络执行的。
本申请实施例的物联网设备，将区块接入单元划分为数据采集模块、区块处理模块、设备控制模块及网络接入模块。网络接入模块获取区块链网络发送的智能合约，将智能合约发送到区块处理模块；区块处理模块解析智能合约，并产生执行智能合约的控制指令，将控制指令发送到设备控制模块；设备控制模块响应控制指令，对功能单元进行控制，完成智能合约中约定的控制功能。设备控制模块根据智能合约对功能单元进行控制，使得物联网设备能够不通过任何中间组件而具备执行智能合约的功能，从而扩展了物联网设备的控制功能。
实施例2
参照图4，示出了本申请实施例中一种区块链接入方法的一具体实施例的流程示意图。如图4所示，本申请实施例的区块链接入方法，包括如下具体步骤：
S401.将业务数据封装成区块。
S402.将区块发送到区块链网络。
将业务数据封装成区块，具体包括：构建空块，将业务数据存储到区块体中，将设备标识存储到区块头中。设备标识用于区分区块链网络中不同的物联网设备，作为物联网设备在区块链网络中的唯一身份标识。设备标识包括设备识别码、设备的物理地址或者设备的出厂序列号等。
通过将物联网数据直接上链来将物联网设备接入区块链，减小了物联网数据被仿造、监听和篡改的可能性，提高了物联网数据的安全性和可靠性。
在本申请的另一些实施例中，参照图5，示出了本申请实施例中一种区块链接入方法的另一具体实施例的流程示意图。如图5所示，本申请实施例的区块链接入方法，包括如下具体步骤：
S501.对业务数据进行数字签名，得到区块标识。
S502.将业务数据和区块标识封装成区块。
S503.将区块发送到区块链网络。
使用数字签名技术对业务数据进行数字签名，得到区块标识，区块标识用于验证物联网设备作为区块链节点的身份。将业务数据和区块标识一起封装成区块，能够提高业务数据上链的安全性，还方便了在区块链上对业务数据的追溯。
在本申请的另一些实施例中，参照图6，示出了本申请实施例中一种区块链接入方法的另一具体实施例的流程示意图。如图6所示，本申请实施例的区块链接入方法，包括如下具体步骤：
S601.获取区块链网络发送的智能合约。
S602.解析并执行智能合约。
物联网设备获取区块链网络发送的智能合约，根据智能合约对功能单元进行控制，使得物联网设备能够不通过任何中间组件而具备执行智能合约的功能，从而扩展了物联网设备的控制功能。
在本申请的另一些实施例中，物联网设备获取区块链网络发送的智能合约，解析并校验智能合约，根据校验结果，对智能合约进行处理。若校验结果正确，则判定智能合约合法，执行智能合约；若校验结果错误，则判定智能合约非法，停止执行智能合约。
解析并校验智能合约，具体包括：解析智能合约，得到区块标识和/或设备标识，对区块标识和/或设备标识进行校验。由于物联网设备封装区块的区块标识和设备标识均具备唯一性，若从智能合约中解析得到的区块标识与物联网设备封装区块的区块标识相同，或者，若从智能合约中解析得到的设备标识与物联网设备封装区块的设备标识相同，则说明智能合约合法，否则说明智能合约非法。
通过判定智能合约是否合法来确定是否执行智能合约，降低了物联网设备被恶意侵入和控制的风险，提高了物联网设备的安全性。
实施例3
本申请实施例的一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行本申请的一些实施例的区块链接入方法。
本申请实施例的一种计算机可读存储介质，通过将物联网数据直接上链来将物联网设备接入区块链，减小了物联网数据被仿造、监听和篡改的可能性，提高了物联网数据的安全性和可靠性。
上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下做出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的系统实施例仅是示意性的，例如所述模块的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-0nly Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (9)

1.一种物联网设备，其特征在于，所述设备包括区块链接入单元和功能单元；
所述功能单元用于产生业务数据，并将所述业务数据发送到所述区块链接入单元；
所述区块链接入单元用于将所述业务数据封装成区块，并将所述区块发送到区块链网络；
所述区块接入单元连接所述功能单元；
其中，所述区块链接入单元包括数据采集模块、区块处理模块和网络接入模块；
所述数据采集模块用于采集所述业务数据，并将所述业务数据发送到所述区块处理模块；
所述区块处理模块用于将所述业务数据封装成所述区块，并将所述区块发送到所述网络接入模块；
所述网络接入模块用于将所述区块发送到所述区块链网络；
所述数据采集模块的一端连接所述功能单元，所述数据采集模块的另一端连接所述区块处理模块的一端，所述区块处理模块的另一端连接所述网络接入模块。
2.根据权利要求1所述的物联网设备，其特征在于，所述区块处理模块还用于对所述业务数据进行数字签名，得到区块标识，并将所述业务数据和所述区块标识封装成区块。
3.根据权利要求1或2所述的物联网设备，其特征在于，所述区块链接入单元还包括设备控制模块；
所述网络接入模块还用于获取所述区块链网络发送的智能合约，并将所述智能合约发送到所述区块处理模块；
所述区块处理模块还用于解析所述智能合约，产生执行所述智能合约的控制指令，并将所述控制指令发送到所述设备控制模块；
所述设备控制模块用于响应所述控制指令，对所述功能单元进行控制；
所述设备控制模块的一端连接所述区块处理模块，所述设备控制模块的另一端连接所述功能单元。
4.一种区块链接入方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1至3任一项所述的物联网设备，所述方法包括：
将业务数据封装成区块；
将所述区块发送到区块链网络。
5.根据权利要求4所述的区块链接入方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述业务数据进行数字签名，得到区块标识；
将所述业务数据和所述区块标识封装成区块；
将所述区块发送到所述区块链网络。
6.根据权利要求4或5所述的区块链接入方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述区块链网络发送的智能合约；
解析并执行所述智能合约。
7.根据权利要求4或5所述的区块链接入方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述区块链网络发送的智能合约；
解析并校验所述智能合约，得到校验结果；
根据所述校验结果，对所述智能合约进行处理。
8.根据权利要求7所述的区块链接入方法，其特征在于，所述根据所述校验结果，对所述智能合约进行处理，包括：
若校验结果正确，则判定所述智能合约合法，执行所述智能合约；
若校验结果错误，则判定所述智能合约非法，停止执行所述智能合约。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求4至8任一项所述的区块链接入方法。
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