CN113050436A - 一种基于私有区块链的智能家居控制系统 - Google Patents

一种基于私有区块链的智能家居控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供的一种基于私有区块链的智能家居控制系统，应用于智能家居技术领域，包括：移动终端、家居控制端；移动终端，用于获取用户的命令指令；对命令指令进行加密，并将加密后命令指令发送至家居控制端；家居控制端，用于接收加密后命令指令；通过私有区块链将加密后命令指令发送至目标家居控制节点，以使目标家居控制节点对加密后命令指令进行解密，并将解密得到的命令指令发送至对应的家居设备。通过家居控制端通过私有区块链将加密后命令指令发送至目标家居控制节点，以使目标家居控制节点对加密后命令指令进行解密，并发送至对应的家居设备，以使家居设备执行该指令，从而提高智能家居控制系统防风险能力。

Description

一种基于私有区块链的智能家居控制系统
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，特别是涉及一种基于私有区块链的智能家居控制系统。
背景技术
目前，随着家用电器行业的技术发展，智能家用电器的种类和数量日益增多。通过智能家居控制系统，可以便于用户对家用电器的运行状态进行监控，或对家用电器进行控制。例如，用户可以通过手机移动终端对家用电器进行远程控制。
然而，虽然通过智能家居控制系统可以便于用户对家用电器的运行状态进行监控或控制，但智能家居控制系统往往防风险能力较低，缺少有效的安全防护机制。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种基于私有区块链的智能家居控制系统，用以解决现有智能家居控制系统防风险能力低的问题。具体技术方案如下：
一种基于私有区块链的智能家居控制系统，包括：移动终端、家居控制端；
移动终端，用于获取用户的命令指令；对命令指令进行加密，并将加密后命令指令发送至家居控制端；
家居控制端，用于接收加密后命令指令；通过私有区块链将加密后命令指令发送至目标家居控制节点，以使目标家居控制节点对加密后命令指令进行解密，并将解密得到的命令指令发送至对应的家居设备，其中，目标家居控制节点为命令指令对应的家居设备的控制节点。
可选的，家居控制端包括：区块链模块和家居控制模块；
区块链模块，用于接收加密后命令指令；通过私有区块链将加密后命令指令发送至目标家居控制节点；
家居控制模块，用于通过目标家居控制节点接收加密后命令指令；对加密后命令指令进行解密，并将解密得到的命令指令发送至对应的家居设备。
可选的，移动终端，具体用于获取用户的命令指令和命令指令的摘要值；对命令指令和命令指令的摘要值进行加密，并将加密后命令指令和加密后的命令指令的摘要值发送至家居控制端；
家居控制模块，具体用于对加密后命令指令和命令指令的摘要值进行解密，得到解密后的命令指令和命令指令的摘要值；提取解密后的命令指令的摘要值，并判断提取到的摘要值与解密得到的命令指令的摘要值是否一致；若一致，则将解密后得到的命令指令发送至对应的家居设备。
可选的，家居控制模块还包括互联网子模块；
互联网子模块，用于接收区块链模块通过私有区块链发送的加密后命令指令，并将加密后命令指令发送至目标家居控制节点。
可选的，上述系统还包括低功耗蓝牙控制模块；
低功耗蓝牙控制模块，用于数据处理模块的命令指令，并将命令指令通过蓝牙传播至预先配对的家居设备。
可选的，上述系统还包括电源模块；
电源模块，用于通过交流/直流AC/DC稳压模块为家居控制模块提供紧急供电。
可选的，移动终端，具体用于获取用户的命令指令和预设家居系统的公钥；通过摘要算法提取命令指令的摘要值；通过预设移动终端的私钥对命令指令的摘要值进行加密，得到命令指令摘要值的数字签名；通过预设家居系统的公钥对命令指令进行加密；将加密后命令指令和数字签名发送至家居控制端。
可选的，家居控制端，具体用于接收加密后命令指令和数字签名；通过私有区块链将加密后命令指令和数字签名发送至目标家居控制节点，以使目标家居控制节点利用预设家居系统的私钥对加密后命令指令进行解密，利用预设移动终端的公钥对数字签名进行解密，得到解密后的命令指令和命令指令的摘要值；提取命令指令的摘要值，并判断提取到的摘要值与命令指令的摘要值是否一致；若一致，则将解密后得到的命令指令发送至对应的家居设备。
本发明实施例有益效果：
本发明实施例提供的一种基于私有区块链的智能家居控制系统，包括：移动终端、家居控制端；移动终端，用于获取用户的命令指令；对命令指令进行加密，并将加密后命令指令发送至家居控制端；家居控制端，用于接收加密后命令指令；通过私有区块链将加密后命令指令发送至目标家居控制节点，以使目标家居控制节点对加密后命令指令进行解密，并将解密得到的命令指令发送至对应的家居设备，其中，目标家居控制节点为命令指令对应的家居设备的控制节点。可以通过家居控制端通过私有区块链将加密后命令指令发送至目标家居控制节点，以使目标家居控制节点对加密后命令指令进行解密，并将解密得到的命令指令发送至对应的家居设备，以使家居设备执行该指令，从而解决现有智能家居控制系统防风险能力低的问题，提高了智能家居控制系统防风险能力。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本申请实施例提供的基于私有区块链的智能家居控制系统的一种结构示意图；
图2为本申请实施例提供的基于私有区块链的智能家居控制系统的另一种结构示意图；
图3为本申请实施例提供的基于私有区块链的智能家居控制系统的一种实例图；
图4为本申请实施例提供的一种私有链节点示意图；
图5为本申请实施例提供的一种家居控制系统模块组成示意图；
图6为本申请实施例提供的一种家居控制系统的加密流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种基于私有区块链的智能家居控制系统，包括：移动终端、家居控制端；
移动终端，用于获取用户的命令指令；对命令指令进行加密，并将加密后命令指令发送至家居控制端；
家居控制端，用于接收加密后命令指令；通过私有区块链将加密后命令指令发送至目标家居控制节点，以使目标家居控制节点对加密后命令指令进行解密，并将解密得到的命令指令发送至对应的家居设备，其中，目标家居控制节点为命令指令对应的家居设备的控制节点。
可见，通过本申请实施例的基于私有区块链的智能家居控制系统，可以通过家居控制端通过私有区块链将加密后命令指令发送至目标家居控制节点，以使目标家居控制节点对加密后命令指令进行解密，并将解密得到的命令指令发送至对应的家居设备，以使家居设备执行该指令，从而解决现有智能家居控制系统防风险能力低的问题，提高了智能家居控制系统防风险能力。
以下进行详细说明，参见图1，图1为本申请实施例提供的基于私有区块链的智能家居控制系统的一种结构示意图，包括：
移动终端101，用于获取用户的命令指令；对命令指令进行加密，并将加密后命令指令发送至家居控制端。
其中，用户的命令指令可以是用户发出的用于对家中的智能家居设备进行控制的指令，例如，打开窗帘，关闭点灯等指令。对命令指令进行加密可以通过多种加密算法进行加密，例如，DES(Data Encryption Standard，对称算法)，IDEA(International DataEncryption Algorithm，国际数据加密算法)等。
在实际使用过程中，上述移动终端可以是智能手机、电脑或智能音箱等，本申请对此不进行限定。
家居控制端102，用于接收加密后命令指令；通过私有区块链将加密后命令指令发送至目标家居控制节点，以使目标家居控制节点对加密后命令指令进行解密，并将解密得到的命令指令发送至对应的家居设备，其中，目标家居控制节点为命令指令对应的家居设备的控制节点。
其中，私有区块链交易中即使少量的节点也都具有很高的信任度，并不需要每个节点来验证一个交易。通过私有区块链可以给隐私更好的保障，同时还可以大幅降低交易成本。
其中，目标家居控制节点对加密后命令指令进行解密，可以通过加密过程中所使用加密算法所对应的解密算法进行解密。命令指令对应的家居设备可以为执行该命令的设备。例如，命令为打开窗帘，该命令指令对应的设备为窗帘的控制装置。
可见，通过本申请实施例的基于私有区块链的智能家居控制系统，可以通过家居控制端通过私有区块链将加密后命令指令发送至目标家居控制节点，以使目标家居控制节点对加密后命令指令进行解密，并将解密得到的命令指令发送至对应的家居设备，以使家居设备执行该指令，从而解决现有智能家居控制系统防风险能力低的问题，提高了智能家居控制系统防风险能力。
参见图2，图2为本申请实施例提供的基于私有区块链的智能家居控制系统的另一种结构示意图。
可选的，家居控制端102包括：区块链模块1021和家居控制模块1022；
区块链模块1021，用于接收加密后命令指令；通过私有区块链将加密后命令指令发送至目标家居控制节点。
家居控制模块1022，用于通过目标家居控制节点接收加密后命令指令；对加密后命令指令进行解密，并将解密得到的命令指令发送至对应的家居设备。
可选的，移动终端101，具体用于获取用户的命令指令和命令指令的摘要值；对命令指令和命令指令的摘要值进行加密，并将加密后命令指令和加密后的命令指令的摘要值发送至家居控制端；
家居控制模块1022，具体用于对加密后命令指令和命令指令的摘要值进行解密，得到解密后的命令指令和命令指令的摘要值；提取解密后的命令指令的摘要值，并判断提取到的解密后的命令指令的摘要值与解密得到的命令指令的摘要值是否一致；若一致，则将解密后得到的命令指令发送至对应的家居设备。
在一种可能的实施方式中，上述移动终端101，具体用于获取用户的命令指令和预设家居系统的公钥；通过摘要算法提取命令指令的摘要值；通过预设移动终端的私钥对命令指令的摘要值进行加密，得到命令指令摘要值的数字签名；通过预设家居系统的公钥对命令指令进行加密；将加密后命令指令和数字签名发送至家居控制端。
可选的，家居控制端102，具体用于接收加密后命令指令和数字签名；通过私有区块链将加密后命令指令和数字签名发送至目标家居控制节点，以使目标家居控制节点利用预设家居系统的私钥对加密后命令指令进行解密，利用预设移动终端的公钥对数字签名进行解密，得到解密后的命令指令和命令指令的摘要值；提取命令指令的摘要值，并判断提取到的摘要值与命令指令的摘要值是否一致；若一致，则将解密后得到的命令指令发送至对应的家居设备。
在实际使用过程中，加密和解密可以通过如下流程：移动终端在CA的证书库获取智能家居系统的公钥；移动终端输入命令指令(包含命令内容、执行起止时间等内容)，使用摘要算法提取出命令指令的摘要值，并使用自己的私钥对摘要值进行加密，得到命令指令摘要值的数字签名；移动终端再使用智能家居系统节点的公钥对命令指令进行加密，在消息传输过程中，与摘要值的数字签名一起传输。家居控制系统节点使用发送方公钥解密数字签名，得到摘变值；家居控制系统节点使用家居控制系统的私钥解密命令指令，得到命令指令内容；家居控制系统使用同样的摘要算法，提取解密得到的命令指令的摘要值，并与数字签名解密出来的摘要值做对比，二者一致就可以证明命令指令没有被改过。
可选的，家居控制模块1022还包括互联网子模块；
互联网子模块，用于接收区块链模块通过私有区块链发送的加密后命令指令，并将加密后命令指令发送至目标家居控制节点。
其中，目标家居控制节点为命令指令对应的家具设备所对应的控制节点，例如，命令为代开窗帘，则目标家居控制节点为窗帘对应的控制节点。
可选的，上述系统还包括低功耗蓝牙控制模块103；
低功耗蓝牙控制模块103，用于数据处理模块的命令指令，并将命令指令通过蓝牙传播至预先配对的家居设备。
其中，将命令指令通过蓝牙传播至预先配对的家居设备，可以通过低功率蓝牙将命令指令通过蓝牙传播至预先配对的家居设备，例如，TLF3000等，本申请对此不进行限定。
可选的，上述系统还包括电源模块104；
电源模块104，用于通过AC/DC(交流/直流)稳压模块为智能家居系统提供紧急供电。
在实际使用过程中，该AC/DC稳压模块可以为LDE06-20B05等模块，本申请对此不进行限定。
可见，通过本申请实施例的基于私有区块链的智能家居控制系统，可以通过家居控制端通过私有区块链将加密后命令指令发送至目标家居控制节点，以使目标家居控制节点对加密后命令指令进行解密，并将解密得到的命令指令发送至对应的家居设备，以使家居设备执行该指令，从而解决现有智能家居控制系统防风险能力低的问题，提高了智能家居控制系统防风险能力。
参见图3，图3为本申请实施例提供的基于私有区块链的智能家居控制系统的一种实例图。
该智能家居控制系统包括：移动终端层、区块链层、家居控制系统、家居设备；
移动终端，用于获取用户的命令指令和命令指令的摘要值，将命令指令和摘要值加密同时上传至私有链。
其中，图中的箭头表示指令的传输方向。
区块链层，用于接收用户的命令指令，并将用户的命令指令传播给家居控制系统节点。
家居控制系统，用于获取所述移动终端传播的命令指令、解密命令指令、验证命令指令的正确性，并将用户的命令指令转发至对应的家居设备，实现用户对家居设备的控制。
参见图4，图4为本申请实施例提供的一种私有链节点示意图，包括：
私有链节点示意图。私有链包括移动终端、智能家居系统两个节点，命令指令通过云端区块链服务器传输。
参见图5，图5为本申请实施例提供的一种家居控制系统模块组成示意图，包括：
家居控制系统包括：互联网子模块、数据处理模块、电源模块、低功耗蓝牙模块和控制装置；
互联网子模块，用于连接家居控制系统与区块链层，从区块链层获取用户传播的命令指令；其中，图中的箭头表示指令的传输方向。
数据处理模块，用于处理传播至家居控制系统节点的命令指令和摘要值：解密命令指令并提取命令指令的摘要值，将其与数字签名解密出来的摘要值做对比，验证命令指令没有被改过；
电源模块，用于为智能家居系统的紧急供电，采用AC/DC稳压模块，有很好的保护功能及高效率，具有极低的空载损耗；
低功耗蓝牙控制模块，用于接收数据处理模块传来的命令指令，并将命令指令通过低功耗蓝牙传播至已配对的家居设备；
参见图6，图6为本申请实施例提供的一种家居控制系统的加密流程示意图，包括：
1、用户建立私有链。移动终端通过RA登记申请证书，CA完成证书的制造颁发给移动终端；移动终端使用根证书为智能家居系统发证书。
2、智能家居系统加入用户私有链。
3、用户发出加密后的命令指令和命令指令摘要值。移动终端在CA的证书库获取智能家居系统的公钥；移动终端输入命令指令(包含命令内容、执行起止时间等内容)，使用摘要算法提取出命令指令的摘要值，并使用自己的私钥对摘要值进行加密，在消息传输过程中，与摘要值的数字签名一起传输。
4、私有链向家居控制系统节点发送命令指令。
5、家居控制系统进行身份验证和命令确认。家居控制系统节点使用发送方公钥解密数字签名，得到摘变值；家居控制系统节点使用家居控制系统的私钥解密命令指令，得到命令指令内容；家居控制系统使用同样的摘要算法，提取解密得到的命令指令的摘要值，并与数字签名解密出来的摘要值做对比，二者一致就可以证明命令指令没有被改过。
6、若验证通过，智能家居系统发出命令指令。
7、对应家电执行命令指令。
其中，上述步骤中，1-3对应移动终端层，4对应区块链层，5-6对应家具控制系统，7对应家居设备。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于私有区块链的智能家居控制系统，其特征在于，包括：移动终端、家居控制端；
所述移动终端，用于获取用户的命令指令；对所述命令指令进行加密，并将加密后命令指令发送至所述家居控制端；
所述家居控制端，用于接收所述加密后命令指令；通过私有区块链将所述加密后命令指令发送至目标家居控制节点，以使所述目标家居控制节点对所述加密后命令指令进行解密，并将解密得到的命令指令发送至对应的家居设备，其中，所述目标家居控制节点为所述命令指令对应的家居设备的控制节点。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述家居控制端包括：区块链模块和家居控制模块；
所述区块链模块，用于接收所述加密后命令指令；通过私有区块链将所述加密后命令指令发送至目标家居控制节点；
所述家居控制模块，用于通过所述目标家居控制节点接收所述加密后命令指令；对所述加密后命令指令进行解密，并将解密得到的命令指令发送至对应的家居设备。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
所述移动终端，具体用于获取用户的命令指令和所述命令指令的摘要值；对所述命令指令和所述命令指令的摘要值进行加密，并将加密后命令指令和加密后的命令指令的摘要值发送至所述家居控制端；
所述家居控制模块，具体用于对所述加密后命令指令和所述命令指令的摘要值进行解密，得到解密后的命令指令和命令指令的摘要值；提取所述解密后的命令指令的摘要值，并判断提取到的摘要值与解密得到的所述命令指令的摘要值是否一致；若一致，则将所述解密后得到的命令指令发送至对应的家居设备。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述家居控制模块还包括互联网子模块；
所述互联网子模块，用于接收所述区块链模块通过私有区块链发送的所述加密后命令指令，并将所述加密后命令指令发送至目标家居控制节点。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括低功耗蓝牙控制模块；
所述低功耗蓝牙控制模块，用于数据处理模块的命令指令，并将所述命令指令通过蓝牙传播至预先配对的家居设备。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括电源模块；
所述电源模块，用于通过交流/直流AC/DC稳压模块为家居控制模块提供紧急供电。
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，
所述移动终端，具体用于获取用户的命令指令和预设家居系统的公钥；通过摘要算法提取所述命令指令的摘要值；通过预设移动终端的私钥对所述命令指令的摘要值进行加密，得到命令指令摘要值的数字签名；通过所述预设家居系统的公钥对所述命令指令进行加密；将所述加密后命令指令和所述数字签名发送至所述家居控制端。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
所述家居控制端，具体用于接收所述加密后命令指令和所述数字签名；通过私有区块链将所述加密后命令指令和所述数字签名发送至目标家居控制节点，以使所述目标家居控制节点利用预设家居系统的私钥对所述加密后命令指令进行解密，利用预设移动终端的公钥对所述数字签名进行解密，得到所述解密后的命令指令和所述命令指令的摘要值；提取命令指令的摘要值，并判断提取到的摘要值与所述命令指令的摘要值是否一致；若一致，则将解密后得到的命令指令发送至对应的家居设备。
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