CN109413178A - 一种基于物联网的区块链数据收录方法及数据收录系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网的区块链数据收录方法及数据收录系统，通过物联网产品芯片连接入网并绑定区块链节点，外部接入模块接收数据后加密模块将信号量值和数据进行加密并存至缓冲模块的数据缓冲区，数据缓冲区饱和后，将数据缓冲区的加密数据发送至对应的区块链节点进行二次加密，将获得数据记账权的区块体加入主链。本发明将物联网智能芯片与区块链节点结合，低成本且有效解决数据获取难、核实难、核实成本高的问题，并更经济解决只有通过物联网芯片加密的数据才可进行PoS和PoW计算的问题，降低区块链节点的数据提交密度，减少不必要的资源消耗，打造物联网智能芯片作为数据接口、与区块链分布式账本技术相融合的分布式应用存储技术。

Description

一种基于物联网的区块链数据收录方法及数据收录系统
技术领域
本发明涉及电数字数据处理的技术领域，特别涉及一种基于物联网的区块链数据收录方法及数据收录系统。
背景技术
目前，大数据系统在商业应用过程中，数据价值密度低是普遍问题，这是由于基础数据不完善、基础硬件不过硬造成的，且在集中的存储过程中可能被人为修改，基础数据的信任感低，因此在行业分析过程中，数据价值密度低，资源消耗大。
区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的链式数据结构，并以密码学方式保证建立不可篡改和不可伪造的分布式账本，这对于构建基础数据的信任感来说是大有益处的。
现有技术中，区块链虽然对已存储数据具有透明性、不可篡改性等特点，但是其仍然具有数据获取难、数据核实难、数据核实成本高的特点，而区块链仍旧还是通过消耗硬件算力来获得奖励的概率的提升，进而演变出了类似于矿场及矿池等形式的产品，运算损耗大、成本高，从产品经济角度上来说并不符合实际的需求。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种优化的基于物联网的区块链数据收录方法及数据收录系统。
本发明所采用的技术方案是，一种基于物联网的区块链数据收录方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：所有物联网产品芯片连接入网，任一所述芯片绑定一个区块链节点；
步骤2：任一芯片接收数据；
步骤3：将信号量值和数据进行加密，加密后的数据存至数据缓冲区；
步骤4：判断数据缓冲区是否饱和，若是，则将数据缓冲区的加密数据发送至对应的区块链节点，否则，返回步骤2；
步骤5：区块链节点收到当次所有加密数据，进行二次加密，获取当前区块链节点中的数据授权用户并记录；
步骤6：进行数据记账权计算；
步骤7：若获得数据记账权，则将取得数据记账权的区块链节点的区块加入主链，否则，返回步骤2。
优选地，所述步骤2中，芯片接收数据后判断是否具有异常事件调用，如无，进行步骤3，如有，则先行处理异常事件，处理完毕后重复步骤2。
优选地，所述步骤3中，加密芯片在发送数据前，将数据进行分级，数据带有级别标识。
优选地，所述步骤5中，区块链节点根据数据边界执行数据收集操作，当次所有加密数据收集完成后，进行二次加密。
优选地，所述步骤6包括以下步骤：
步骤6.1：判断当次计算前是否存在其他加密数据，若是，则进行步骤6.3，若否，进行步骤6.2；
步骤6.2：执行工作量证明计算，若获得数据记账权，进行步骤7，否则，返回步骤6.1；
步骤6.3：从前次和当次加密数据中，各随机选出字符组成新字符，与当次加密数据进行异或操作，执行工作量证明计算，得到A；当次加密数据同时执行工作量证明计算，得到B；
步骤6.4：将A和B提交区块链网络进行一致性确认，若具有一致性则获得数据记账权，进行步骤7，否则，进行下一步；
步骤6.5：将当次加密数据存至区块链节点的存储区，以工作权益证明算法计算，计算所得数值最大的获得数据记账权，进行步骤7。
优选地，所述步骤7中，区块的区块体包括区块链节点账户、芯片ID、加密数据和分类等级。
一种采用所述的基于物联网的区块链数据收录方法的数据收录系统，所述系统包括一一对应的若干物联网产品芯片和若干区块链节点，任一所述物联网产品芯片配合设有1个或多个信息采集设备或传感器。
优选地，所述物联网产品芯片包括：
一外部接入模块，用于提供给外界进行数据传递通知；
一加密模块，用于将外部传入的提交数据进行加密编码和分级处理；
一缓冲模块，用于将信息采集设备或传感器每次提交的数据先行缓存、直至饱和再发送至对应的区块链节点。
优选地，所述物联网产品芯片还包括用于提供后备电力的供电模块。
优选地，所述物联网产品芯片还包括用于对信息采集设备或传感器异常、或外部环境异常进行分析判断并处理的异常模块。
本发明提供了一种优化的基于物联网的区块链数据收录方法及数据收录系统，通过物联网产品芯片连接入网并绑定区块链节点，外部接入模块接收数据后加密模块将信号量值和数据进行加密并存至缓冲模块的数据缓冲区，数据缓冲区饱和后，将数据缓冲区的加密数据发送至对应的区块链节点进行二次加密，将获得数据记账权的区块体加入主链。本发明将物联网智能芯片与区块链节点相结合，低成本且有效解决数据获取难、数据核实难、数据核实成本高的问题，并且更为经济的解决了只有通过物联网芯片加密的数据才可进行PoS和PoW计算的问题，降低了区块链节点的数据提交密度，减少不必要的资源消耗，打造一个有物联网智能芯片作为数据接口、与区块链分布式账本技术相融合的分布式应用存储技术。本发明在区块链一致性问题的解决上，不仅降低了数据获取难度，同时由于其数据来源为物联网芯片，而芯片通过各模块的组合，可以有效降低数据的获取成本，并且由于芯片所包含的模块，具有异常操作和反调试功能，因此在数据核实成本上都有降低；在数据获取过程中，减少了人为参与的程度，也有效的提升的获取的基础数据的精准度。
附图说明
图1为本发明中基于物联网的区块链数据收录方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明涉及一种基于物联网的区块链数据收录方法，可低成本的有效解决数据获取难、数据核实难、数据核实成本高的问题，并打造一个有物联网智能芯片作为数据接口和区块链分布式账本技术相融合的分布式应用存储技术。
所述方法包括以下步骤。
步骤1：所有物联网产品芯片连接入网，任一所述芯片绑定一个区块链节点。
本发明中，物联网产品芯片一般装载于信息采集设备或传感器等智能硬件产品上，智能硬件产品为区块链参与分布式记账的节点提供符合一致性计算的基础参数，物联网产品芯片通过智能硬件产品得电。此为本领域技术人员容易理解的内容，本领域技术人员可以依据需求自行设置。
本发明中，物联网产品芯片根据用户在第一次使用过程中创建和配置的区块链节点进行一对一关联，每一个芯片都直接绑定一个区块链节点，并且只向该节点提交采集到的外部数据，可以从源头上减少或杜绝人为干预因素。
步骤2：任一芯片接收数据。
所述步骤2中，芯片接收数据后判断是否具有异常事件调用，如无，进行步骤3，如有，则先行处理异常事件，处理完毕后重复步骤2。
本发明中，需要先针对于信息采集设备或传感器的异常或外部环境异常进行分析判断，对异常事件具有高处理优先级。
步骤3：将信号量值和数据进行加密，加密后的数据存至数据缓冲区。
所述步骤3中，加密芯片在发送数据前，将数据进行分级，数据带有级别标识。
本发明中，如无异常事件发生，则根据外部接入模块所选择的信号量状态和传递的数据值，一起放入加密模块进行加密处理，加密编码完成后，将数据压入数据缓冲区，待数据缓冲区饱和后，向芯片对应的区块链节点发送加密数据。
本发明中，通过本地加密对采集的数据进行加密，保证了数据的完整性和不可篡改性，保证了数据的置信度高。
本发明中，在完成对数据的加密后，还可以对数据的等级进行精准度划分，如通过对芯片的任一针脚进行数据采集或输出的等级设定，使得后续的数据获取和任务分配中可以进行快速筛选。
步骤4：判断数据缓冲区是否饱和，若是，则将数据缓冲区的加密数据发送至对应的区块链节点，否则，返回步骤2。
本发明中，考虑到芯片与区块链节点之间的数据交互的网络消耗，从经济角度出发，芯片并非实时向区块链节点提交数据，而是需要首先满足自身的缓冲区条件，当数据缓冲区充满后，才进行数据发送，有效减少区块链节点参与一致性运算的数据提交率，降低区块链节点的运算量，减少对硬件的消耗。
步骤5：区块链节点收到当次所有加密数据，进行二次加密，获取当前区块链节点中的数据授权用户并记录。
所述步骤5中，区块链节点根据数据边界执行数据收集操作，当次所有加密数据收集完成后，进行二次加密。
本发明中，步骤5主要完成了数据的存储，因为当在区块链节点上进行数据存储时，需要根据用户对信号量值进行判断，是否是默认为对大数据平台授权的，这样从系统的角度来讲，可以减少查询的时间、提高查询效率。
本发明中，数据边界是在每条要发送的数据前加入的数据大小的值，如要发送984个字节的数据，那么在数据前端加入“0984”的字样，表示数据大小。
步骤6：进行数据记账权计算。
所述步骤6包括以下步骤：
步骤6.1：判断当次计算前是否存在其他加密数据，若是，则进行步骤6.3，若否，进行步骤6.2；
步骤6.2：执行工作量证明计算，若获得数据记账权，进行步骤7，否则，返回步骤6.1；
步骤6.3：从前次和当次加密数据中，各随机选出字符组成新字符，与当次加密数据进行异或操作，执行工作量证明计算，得到A；当次加密数据同时执行工作量证明计算，得到B；
步骤6.4：将A和B提交区块链网络进行一致性确认，若具有一致性则获得数据记账权，进行步骤7，否则，进行下一步；
步骤6.5：将当次加密数据存至区块链节点的存储区，以工作权益证明算法计算，计算所得数值最大的获得数据记账权，进行步骤7。
本发明中，本着节能环保的原则，若区块链节点中没有待计算的数据，则新采集的数据直接进行一次工作量证明算法（PoW），当所计算出的数字与主链所提供的数字前段位符合，则获取相应奖励，如未获得，表示没有获得数据记账权，则等待进入下一数据提交周期；下一次采集的数据则非唯一的数据，故两次数据抽取部分后合在一起与新采集数据进行异或操作，再次进行工作量证明算法（PoW），如仍未获得奖励，则当次的数据启用工作权益证明算法（PoS），用户持有的参与过共识计算的数据量越大，表示贡献越大、权益越大，则获得数据记账权的概率就越大。
本发明中，区块链在参与PoW和PoS算法的过程中，其数据为区块链网络不同的节点持有，因此对于已提交数据很难篡改，增强了原始数据的信任感。
本发明中，区块链节点在获得芯片提交的数据后，启动一致性运算，参与数据记账权获取，提交数据采用PoW优先于PoS的算法标准，在获得记账权进行记账后，系统奖励该账户通证。
本发明中，由于一致性确认是区块链里的其他节点也要确认的，所以这份数据会被其他区块节点持有，故在一致性确认前需要将A和B提交区块链网络。
步骤7：若获得数据记账权，则将取得数据记账权的区块链节点的区块加入主链，否则，返回步骤2。
所述步骤7中，区块的区块体包括区块链节点账户、芯片ID、加密数据和分类等级。
本发明中，取得数据记账权的区块链节点的区块整体加入主链，其中的区块体中包括但不限于区块链节点账户、芯片ID、加密数据和分类等级。
本发明还涉及一种采用所述的基于物联网的区块链数据收录方法的数据收录系统，所述系统包括一一对应的若干物联网产品芯片和若干区块链节点，任一所述物联网产品芯片配合设有1个或多个信息采集设备或传感器。
所述物联网产品芯片包括：
一外部接入模块，用于提供给外界进行数据传递通知；
一加密模块，用于将外部传入的提交数据进行加密编码和分级处理；
一缓冲模块，用于将信息采集设备或传感器每次提交的数据先行缓存、直至饱和再发送至对应的区块链节点。
所述物联网产品芯片还包括用于提供后备电力的供电模块。
所述物联网产品芯片还包括用于对信息采集设备或传感器异常、或外部环境异常进行分析判断并处理的异常模块。
本发明中，外部接入模块从外界物联网传感器采集数据，也即是外界向区块链节点发送数据的接口。
本发明中，缓冲模块有效减少区块链节点参与一致性运算的数据提交率，降低区块链节点的运算量。
本发明中，供电模块是单独的可充放电模块，保证芯片在突然掉电情况下，仍可工作完成后续事件处理。
本发明中，异常模块针对于信息采集设备或传感器异常或外部环境的异常进行分析判断，对异常事件具有高处理优先级。
本发明通过物联网产品芯片连接入网并绑定区块链节点，外部接入模块接收数据后加密模块将信号量值和数据进行加密并存至缓冲模块的数据缓冲区，数据缓冲区饱和后，将数据缓冲区的加密数据发送至对应的区块链节点进行二次加密，将获得数据记账权的区块体加入主链。本发明将物联网智能芯片与区块链节点相结合，低成本且有效解决数据获取难、数据核实难、数据核实成本高的问题，并且更为经济的解决了只有通过物联网芯片加密的数据才可进行PoS和PoW计算的问题，降低了区块链节点的数据提交密度，减少不必要的资源消耗，打造一个有物联网智能芯片作为数据接口、与区块链分布式账本技术相融合的分布式应用存储技术。本发明在区块链一致性问题的解决上，不仅降低了数据获取难度，同时由于其数据来源为物联网芯片，而芯片通过各模块的组合，可以有效降低数据的获取成本，并且由于芯片所包含的模块，具有异常操作和反调试功能，因此在数据核实成本上都有降低；在数据获取过程中，减少了人为参与的程度，也有效的提升的获取的基础数据的精准度。

Claims (10)

1.一种基于物联网的区块链数据收录方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：所有物联网产品芯片连接入网，任一所述芯片绑定一个区块链节点；
步骤2：任一芯片接收数据；
步骤3：将信号量值和数据进行加密，加密后的数据存至数据缓冲区；
步骤4：判断数据缓冲区是否饱和，若是，则将数据缓冲区的加密数据发送至对应的区块链节点，否则，返回步骤2；
步骤5：区块链节点收到当次所有加密数据，进行二次加密，获取当前区块链节点中的数据授权用户并记录；
步骤6：进行数据记账权计算；
步骤7：若获得数据记账权，则将取得数据记账权的区块链节点的区块加入主链，否则，返回步骤2。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的区块链数据收录方法，其特征在于：所述步骤2中，芯片接收数据后判断是否具有异常事件调用，如无，进行步骤3，如有，则先行处理异常事件，处理完毕后重复步骤2。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的区块链数据收录方法，其特征在于：所述步骤3中，加密芯片在发送数据前，将数据进行分级，数据带有级别标识。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的区块链数据收录方法，其特征在于：所述步骤5中，区块链节点根据数据边界执行数据收集操作，当次所有加密数据收集完成后，进行二次加密。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的区块链数据收录方法，其特征在于：所述步骤6包括以下步骤：
步骤6.1：判断当次计算前是否存在其他加密数据，若是，则进行步骤6.3，若否，进行步骤6.2；
步骤6.2：执行工作量证明计算，若获得数据记账权，进行步骤7，否则，返回步骤6.1；
步骤6.3：从前次和当次加密数据中，各随机选出字符组成新字符，与当次加密数据进行异或操作，执行工作量证明计算，得到A；当次加密数据同时执行工作量证明计算，得到B；
步骤6.4：将A和B提交区块链网络进行一致性确认，若具有一致性则获得数据记账权，进行步骤7，否则，进行下一步；
步骤6.5：将当次加密数据存至区块链节点的存储区，以工作权益证明算法计算，计算所得数值最大的获得数据记账权，进行步骤7。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的区块链数据收录方法，其特征在于：所述步骤7中，区块的区块体包括区块链节点账户、芯片ID、加密数据和分类等级。
7.一种采用权利要求1~6之一所述的基于物联网的区块链数据收录方法的数据收录系统，其特征在于：所述系统包括一一对应的若干物联网产品芯片和若干区块链节点，任一所述物联网产品芯片配合设有1个或多个信息采集设备或传感器。
8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的区块链数据收录方法的数据收录系统，其特征在于：所述物联网产品芯片包括：
一外部接入模块，用于提供给外界进行数据传递通知；
一加密模块，用于将外部传入的提交数据进行加密编码和分级处理；
一缓冲模块，用于将信息采集设备或传感器每次提交的数据先行缓存、直至饱和再发送至对应的区块链节点。
9.根据权利要求8所述的一种基于物联网的区块链数据收录方法的数据收录系统，其特征在于：所述物联网产品芯片还包括用于提供后备电力的供电模块。
10.根据权利要求8所述的一种基于物联网的区块链数据收录方法的数据收录系统，其特征在于：所述物联网产品芯片还包括用于对信息采集设备或传感器异常、或外部环境异常进行分析判断并处理的异常模块。
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