CN113474800A - 以区块链为动力的设备指令 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于利用区块链或分布式账本系统来命令设备的计算机实现的方法，该区块链或分布式账本系统包括多个相互连接的区块。该方法包括以下步骤：在区块中定义和部署智能合约，该智能合约至少包括业务逻辑；由设备与区块链或分布式账本系统之间的第一代理向区块链或分布式账本系统发送至少包括设备的功能的信息；将设备的功能存储到区块中；由参与者与区块链或分布式账本系统之间的第二代理在区块中搜索设备的功能；由区块链或分布式账本系统向第二代理通知该设备或该设备的功能；由第二代理请求执行该设备的功能；以及执行该设备的功能。

Description

以区块链为动力的设备指令
技术领域
本发明涉及一种用于命令设备的计算机实现的方法、系统、计算机程序和计算机可读介质。
背景技术
不仅在日常生活中，而且在工作环境中，都存在着命令设备来执行其功能的需要。例如，用户可能需要加热他可能无法够着的烤箱；汽车的驾驶员可能希望在停车场、服务区和/或限制区域的入口处获得进入权，而停车场的道闸控制着该进入权；电动汽车的驾驶员可能希望在电动汽车充电站启动或停止充电过程。
用于命令设备的方法中一个利用发布-订阅模式，发布-订阅模式可在企业环境中实现，在企业中各种子系统作为更大的异构系统的一部分而共存。
特别地，发布-订阅模式是基于“主题”和“队列”的概念。发布者不对直接发送给特定订阅者的消息进行编程，而是将发布的消息归为类别、即主题，而不知道可能有哪些订阅者(如果有的话)。同样地，订阅者对一个或多个主题表示兴趣，并且只接收感兴趣的消息，而不知道有哪些发布者(如果有的话)。如果在发布某个主题的单个消息时没有感兴趣的订阅者，则这个消息将被保留直到有可以处理该消息的订阅者。再发送给相应的订阅者之前，还可以在队列中对多条发布的消息进行优先排序。
典型的发布-订阅模式使用所谓的“中间消息中介”(简称“中介”)作为中心元素，其用于将发布的消息从发布者转发/路由到订阅者，并在路由前对发布的消息进行优先排序和临时存储。
尽管发布者和订阅者是相互解耦的，但作为中间人行动的中介的存在可能导致例如“单点故障”。这意味着，如果中介故障，它将使整个系统停止工作。在这方面，中介作为中心元素，与企业环境的性质相矛盾，因为企业环境需要去中心化的系统。
还建议了基于“服务发现”的方法来命令设备。服务发现是对计算机网络上的设备和这些设备所提供的服务的自动检测。然而，为了执行所提供的服务，服务的客户必须首先知道与暴露的提供的服务相关的(远程)应用编程接口(“API”)。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，克服上面提到的方法的缺点，以便提供一种用于命令设备的改进方法。
上述技术问题由独立权利要求创造性地实现。有利的进一步扩展可以从从属权利要求中获得。
根据第一方面，本发明提供了一种用于利用区块链或分布式账本系统来命令设备的计算机实现的方法，该区块链或分布式账本系统包括多个相互连接的区块。该方法包括以下步骤：在区块中定义和部署智能合约，该智能合约至少包括业务逻辑；由设备与区块链或分布式账本系统之间的第一代理向区块链或分布式账本系统发送至少包括设备的功能的信息；将设备的功能存储到区块中；由参与者(actor)与区块链或分布式账本系统之间的第二代理在区块中搜索设备的功能；由区块链或分布式账本系统向第二代理通知该设备或该设备的功能；由第二代理请求执行该设备的功能；以及执行该设备的功能。
区块链或“分布式账本”的技术尤其可以被实现为分布式数据库系统。
区块链是不断增长的记录列表，其被称为区块或数据块，它们使用密码学来连接。每个数据块包含例如区块链中前一个数据块的加密哈希值、时间戳和交易数据。通过区块链的设计，区块链可以抵抗对交易数据的修改。区块链是开放的、分布式的账本，其可以有效地记录例如两方之间的交易，并且以可验证的且永久的方式进行。记录在任何给定的数据块中的交易数据在不改变所有后续的区块的情况下不能被删除或追溯地改变，这需要网络多数人的共识。正因为如此，后续交易建立在以前的交易上，并且通过证明对以前的交易的了解来确认后续交易的正确性。这使得在不同时破坏所有后续交易的情况下，不可能操纵或抹去以前交易的存在或内容。虽然区块链记录并不是不可更改的，但区块链在设计上被认为是安全的。
除了区块链对中心化支付系统(如比特币)的应用外，在金融行业也在开发新的应用。特别地，公司之间的交易可以在没有中间人或清算所的情况下实现，免受操纵。这使得能够实现无需值得信赖的仲裁者的新的商业模式；降低了交易成本；并且新的数字服务可以灵活地进行提供，而不需要建立特殊的基础设施和可信的关系。受区块链保护的交易记录或交易包括程序代码，例如，其也可以被称为“智能合约”。
在例如基于以太坊区块链的区块链系统中的几乎每个智能合约中，定义了商业逻辑和规则，根据这些商业逻辑和规则，该智能合约的各方同意相互之间的互动。智能合约中包含的代码促进、验证和执行协议或交易的谈判或履行。
特别有利的是，在本发明的计算机实现的方法的帮助下，实现了基于区块链或分布式账本(也被标明为“区块链/分布式账本(blockchain/distributed ledger)”)技术的用于命令设备的去中心化系统。由于区块链的性质，关于用于命令设备的智能合约及其执行结果等的数据被不间断地存储在相互连接的区块中，而不是依靠中央机构与被命令的设备和希望命令设备的参与者进行安全交易。这样就避免了单点故障。
此外，在本发明的计算机实现的方法的帮助下，用于命令其他设备的方法/解决方案的开发速度可以大大增加，因为开发的重点是那些特定的设备或那些特定设备的功能，而不必是智能合约。
智能合约可以由机构定义(并部署在区块链系统中)，并且其既不能被(针对设备的)第一代理也不能被(针对参与者的)第二代理影响。业务逻辑可以在智能合约中通用地定义，因此可以对应和/或应用于各种设备(功能)和/或参与者。在这方面，单个智能合约可能能够管理具有不同功能的不同类型的设备的指令，并且管理计划命令这些设备的不同类型的参与者。因此，创造性地避免了针对这些设备和参与者中的每一个的具体解决方案，这导致用于命令设备的解决方案的高发展速度。
相应地，这样的系统的维护也得到了改善。创造性地避免了升级和重新部署这些设备和参与者中的每一个的具体解决方案。相关机构可能只需要在区块链中升级或重新部署管理这些设备的指令的单个智能合约。
因此，也大大降低了开发和维护的成本。
在优选的实施例中，该方法进一步包括以下步骤：由区块链或分布式账本系统根据智能合约的业务逻辑决定是否将至少包括设备的功能的信息存储在区块中。
智能合约的业务逻辑可以定义可以在区块链中发布、存储和/或广播的功能类型和/或设备类型。例如，如果智能合约只针对各种停车场道闸的功能，那么由代理发送的、关于烤箱功能的信息将不会被区块链或分布式账本系统处理。
在进一步优选的实施例中，该方法进一步包括以下步骤：由区块链或分布式账本系统根据智能合约的业务逻辑决定是否向第二代理通知该设备或该设备的功能。
智能合约的业务逻辑可以定义随后进行的设备功能的两次执行之间的最低时间间隔。如果第二代理在其执行后立即(例如在其执行后仅一秒)向区块链或分布式账本系统询问某个位置的设备的功能，区块链或分布式账本系统可以拒绝或不拒绝向第二代理通知该设备或该设备的功能。
在进一步优选的实施例中，该方法进一步包括以下步骤：由区块链或分布式账本系统根据智能合约的业务逻辑决定是否允许执行设备的功能的请求。
智能合约的业务逻辑可以定义允许命令相关设备的参与者的类型。例如，如果参与者是智能手机，其MAC地址不在智能合约的预设列表中，那么来自参与者的、执行要命令的设备的功能的请求将不被区块链或分布式账本系统所允许。
在进一步优选的实施例中，该方法进一步包括以下步骤：在执行设备的功能时，由第一代理生成响应消息；以及将响应消息发送到区块链或分布式账本系统。由此，向区块链或分布式账本系统通知该执行。
在进一步优选的实施例中，该方法进一步包括以下步骤：由区块链或分布式账本系统根据智能合约的业务逻辑对响应消息进行验证；以及将响应消息存储到区块。
智能合约的业务逻辑可以定义响应信息有效的条件，从而对应于设备的有效执行。例如，如果停车场道闸的打开超过了智能合约中预先定义的时间限制，例如这是在执行请求许可后三个小时后进行的，则区块链或分布式账本系统将把相应的响应消息视为无效，并且不会将该响应消息存储到区块中。
在进一步优选的实施例中，该方法进一步包括以下步骤：由区块链或分布式账本系统根据智能合约的业务逻辑向第一和/或第二代理通知验证后的响应消息。由此，由区块链或分布式账本系统确认的设备功能的成功执行不仅可以从区块链中推导出来，而且还可以由设备和参与者了解，然后设备和参与者可以将其用于进一步的目的。
在进一步优选的实施例中，至少包括设备的功能的信息包括哈希值/哈希代码，其作为哈希函数的结果至少映射设备的功能。
关于设备功能的数据可以存储在区块链之外。这些数据由哈希函数处理，哈希函数可以将任意大小的数据映射为固定大小的数据，并且将作为该哈希函数返回的值的哈希值/哈希代码发送到区块链或分布式账本系统。对于第三方来说，在只知道存储的哈希值的情况下很难故意地重建这些数据。相反，除了哈希值之外还给出搜索关键字或主关键字，一方可以迅速找到该数据记录。由此，创造性地将关于设备功能的数据保护起来。
在进一步优选的实施例中，智能合约的业务逻辑是针对包括设备的多个单元定义的。由此实现了应用于待命令的多个设备的通用智能合约。
在进一步优选的实施例中，该方法进一步包括以下步骤：将关于搜索设备的功能和/或请求执行设备的功能的信息存储到区块中。由此，该信息可以用于改善第一和/或第二代理的行为。
根据第二方面，本发明进一步提供了一种用于命令设备的系统，该系统包括区块链或分布式账本子系统，该系统包括多个相互连接的区块、设备与区块链或分布式账本子系统之间的第一代理以及参与者与区块链或分布式账本子系统之间的第二代理。至少包括业务逻辑的智能合约是可定义的，并且可以在区块中部署。第一代理被配置为向区块链或分布式账本子系统发送至少包括设备的功能的信息。区块链或分布式账本子系统被配置为将设备的功能存储到区块中。第二代理被配置为在区块中搜索设备的功能。区块链或分布式账本子系统被进一步配置为向第二代理通知该设备或该设备的功能。第二代理被进一步配置为请求执行该设备的功能。第一代理被进一步配置为执行该设备的功能。
在系统的优选实施例中，区块链或分布式账本子系统被进一步配置为，根据智能合约的业务逻辑决定是否将至少包括设备的功能的信息存储在区块中。
在系统的进一步优选实施例中，区块链或分布式账本子系统被进一步配置为，根据智能合约的业务逻辑决定是否向第二代理通知设备或设备的功能，和/或区块链/分布式账本子系统被进一步配置为，根据智能合约的业务逻辑决定是否允许执行设备的功能的请求。
根据第三方面，本发明进一步提供了一种计算机程序，其包括指令，当计算机执行该程序时，该指令使计算机执行根据第一方面的方法。
这些指令可以将本发明方法的所有步骤定义为“资源”，每个资源都可以用统一资源标识符(“URI”)来识别，统一资源标识符是可以明确识别特定资源的字符串。例如通过超文本传输协议(“HTTP”)的请求方法“GET”对资源URI的请求将返回相应的资源，这是不可改变的。如果资源的内容发生变化，其URI也会相应地发生变化。例如，某个设备的功能的元数据具有它自己的URI。对这个URI的“GET”调用会返回其功能的表示。
待命令的设备需要提供一组描述其功能的元数据。功能元数据模型可以为每个功能至少提供URI和功能名称。此外，功能元数据模型可以进一步包括每个功能的以下属性：类型“参数(Parameter)”的一组实际参数(argument)，类型“参数(Parameter)”和“回调函数(Callback)”/“钩子函数(Hook)”的一组结果。
每个“参数”至少可以具有以下属性：参数值的数据类型、参数在功能范围内的名称以及参数值，参数值可以是其序列化的形式，即参数值已经被转化为如下格式，其可以被存储(例如，存储在文件或内存缓冲器中)或传输(例如，通过网络连接链接)以及随后重建。“参数”被认为是没有URI的标量。“回调函数”/“钩子函数”允许定义关于功能的交互，其可以被定义为资源。
此外，还可能涉及以下“事件”(这是由软件识别的行动或发生)。“QueryFunctionality(查询功能)”：搜索给定的功能，并且如果找到了，就对结果采取行动；“Execute Function Request(执行功能请求)”：表明某个参与者计划执行某个功能，但是这并不意味着该功能已经被触发；以及“OnExecute Function Response(执行中功能响应)”：确认功能的执行，并将“Execute Function Request”的结果返回给参与者。
根据第四方面，本发明进一步提供了一种计算机可读介质，其包括指令，当由计算机执行时，该指令使计算机执行根据第一方面的方法。
在本发明中，代理是一个软件或包括一个软件的单元，其作为区块链或分布式账本(子)系统与设备/参与者之间的接口。
附图说明
进一步有利的细节和特征可以结合附图从下面对本发明的几个示例性实施例的描述中获得，附图中：
图1示出了本发明的用于命令设备的计算机实现的方法的实施例的框图；
图2示出了本发明的用于命令设备的系统的实施例的示意图；
图3示意性示出了本发明的计算机实现的方法的另外的实施例和本发明的系统的另外的实施例的应用场景；
图4示出了本发明的计算机程序的实施例的框图；以及
图5示出了本发明的计算机可读介质的实施例的框图。
具体实施方式
图1中示出了本发明的用于利用区块链或分布式账本系统命令设备的计算机实现的方法的实施例，区块链或分布式账本系统包括多个相互连接的区块，该方法包括七个步骤S10、S20、S30、S40、S50、S60、S70。
在步骤S10中，在区块中定义和部署至少包括业务逻辑的智能合约。在步骤S20中，由设备与区块链或分布式账本系统之间的第一代理将至少包括设备的功能的信息发送到区块链或分布式账本系统。在步骤S30中，将设备的功能存储到区块中。在步骤S40中，由参与者与区块链或分布式账本系统之间的第二代理在区块中搜索设备的功能。在步骤S50中，由区块链或分布式账本系统向第二代理通知该设备或该设备的功能。在步骤S60中，由第二代理请求执行设备6的功能。在步骤S70中，执行设备的功能。
图2中所示的本发明的用于命令设备的系统的实施例包括区块链或分布式账本子系统100，该系统包括由多个相互连接的区块组成的区块链50(图2中未显示)、设备6与区块链或分布式账本子系统100之间的第一代理1以及参与者8与区块链或分布式账本子系统100之间的第二代理2。
至少包括业务逻辑5的智能合约4可以在区块中定义和部署。第一代理1被配置为，向区块链或分布式账本子系统100发送至少包括设备6的功能的信息。区块链或分布式账本子系统100被配置为，将设备的功能存储到区块中。第二代理2被配置为，在区块中搜索设备6的功能。区块链或分布式账本子系统100被进一步配置为，向第二代理2通知设备6或设备6的功能。第二代理2被进一步配置为，请求执行设备6的功能。第一代理1被进一步配置为，执行设备6的功能。
在图3中所示的应用场景中，汽车8(作为参与者8)接近停车场道闸，并希望在停车场的入口处获得进入权。机构3(例如拥有该停车场的公司)已经将至少包括停车场道闸业务逻辑5的智能合约4定义并部署到区块链或分布式账本子系统100的区块链50。停车场道闸6已经通过第一代理(图3中未示出)向区块链或分布式账本子系统100发送了其功能(即打开或关闭)。区块链或分布式账本子系统100也已经根据智能合约4中声明的业务逻辑5决定，关于停车场道闸6的功能的信息可以存储在区块链50的区块中。
汽车8的驾驶员通过第二代理2在区块链50中搜索关于在汽车8的位置处打开道闸的功能。根据智能合约4中定义的停车场道闸业务逻辑5，区块链或分布式账本子系统100通过第二代理2向驾驶员8指示停车场道闸6的功能。
驾驶员8通过第二代理2请求触发停车场道闸6的功能“打开”。区块链或分布式账本子系统100根据智能合约4中定义的业务逻辑5成功验证该请求，然后通过第一代理触发停车场道闸6的功能“打开”。之后，第一代理1访问停车场道闸6的功能并执行功能“打开”。然后，汽车8可以通过打开的停车场道闸6。
图4中所示的本发明的计算机程序200的实施例包括指令250，当计算机执行该程序200时，该指令使计算机执行图1中所示的本发明的方法的实施例。
图5中所示的本发明的计算机可读介质300的实施例包括指令350，当由计算机执行时，该指令使计算机执行图1中所示的本发明的方法的实施例。
通过上述优选的实施例对本发明进行了详细的描述和说明。然而，本发明不受所披露的示例的限制，而且可以从中导出其他变形方案，而仍在本发明的保护范围内。例如，尽管上面描述了为设备提供第一代理，但有可能将多个代理提供给具有多个功能的设备的每个功能。

Claims (15)

1.一种用于利用区块链或分布式账本系统(100)来命令设备(6)的计算机实现的方法，所述区块链或分布式账本系统包括多个相互连接的区块，所述方法包括以下步骤：
在区块(50)中定义和部署(S10)智能合约，所述智能合约至少包括业务逻辑；
由所述设备(6)与区块链或分布式账本系统(100)之间的第一代理(1)将至少包括所述设备(6)的功能的信息发送(S20)到所述区块链或分布式账本系统(100)；
将所述设备(6)的功能存储(S30)到区块中；
由参与者与区块链或分布式账本系统(100)之间的第二代理(2)在所述区块(50)中搜索(S40)所述设备(6)的功能；
由区块链或分布式账本系统(100)向第二代理(2)通知(S50)所述设备(6)或所述设备(6)的功能；
由第二代理(2)请求(S60)执行所述设备(6)的功能；以及
执行(S70)所述设备(6)的功能。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：
由所述区块链或分布式账本系统(100)根据所述智能合约(4)的业务逻辑(5)决定是否将至少包括所述设备(6)的功能的信息存储在所述区块(50)中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括以下步骤：
由所述区块链或分布式账本系统(100)根据所述智能合约(4)的业务逻辑(5)决定是否向所述第二代理(2)通知所述设备(6)或所述设备(6)的功能。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：
由所述区块链或分布式账本系统(100)根据所述智能合约(4)的业务逻辑(5)决定是否允许执行所述设备(6)的功能的请求。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：
在执行所述设备(6)的功能时，由所述第一代理(1)生成响应消息；以及
将所述响应消息发送到所述区块链或分布式账本系统(100)。
6.根据权利要求5所述的方法，包括以下步骤：
由所述区块链或分布式账本系统(100)根据所述智能合约(4)的业务逻辑(5)对所述响应消息进行验证；以及
将所述响应消息存储到所述区块(50)。
7.根据权利要求6所述的方法，包括以下步骤：
由所述区块链或分布式账本系统(100)根据所述智能合约(4)的业务逻辑(5)向所述第一和/或第二代理(1，2)通知验证后的响应消息。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中至少包括所述设备(6)的功能的信息包括哈希值或哈希代码，所述哈希值或哈希代码作为哈希函数的结果至少映射所述设备(6)的功能。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述智能合约(4)的业务逻辑(5)是针对包括所述设备(6)的多个单元定义的。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，包括以下步骤：
将关于搜索所述设备(6)的功能和/或请求执行所述设备(6)的功能的信息存储到所述区块(50)中。
11.一种用于对设备(6)进行命令的系统，包括区块链或分布式账本子系统(100)，所述系统包括多个相互连接的区块、设备(6)与所述区块链或分布式账本子系统(100)之间的第一代理(1)以及参与者与所述区块链或分布式账本子系统(100)之间的第二代理(2)，
其中，至少包括业务逻辑(5)的智能合约(4)能够在所述区块中定义和部署，
其中，所述第一代理(1)被配置为，向所述区块链或分布式账本子系统(100)发送至少包括所述设备(6)的功能的信息，
其中，所述区块链或分布式账本子系统(100)被配置为，将所述设备(6)的功能存储到所述区块(50)中，
其中，所述第二代理(2)被配置为，在所述区块中搜索所述设备(6)的功能，
其中，所述区块链或分布式账本子系统(100)被进一步配置为，向所述第二代理(2)通知所述设备(6)或所述设备(6)的功能，
其中，所述第二代理(2)被进一步配置为，请求执行所述设备(6)的功能，并且，
其中，所述第一代理(1)被进一步配置为，执行所述设备(6)的功能。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述区块链/分布式账本子系统(100)被进一步配置为，根据所述智能合约(4)的业务逻辑(5)决定是否将至少包括所述设备(6)的功能的信息存储在所述区块中。
13.根据权利要求11或12所述的系统，
其中，所述区块链或分布式账本子系统(100)被进一步配置为，根据所述智能合约(4)的业务逻辑(5)决定是否向所述第二代理(2)通知所述设备(6)或所述设备(6)的功能，和/或
其中，所述区块链或分布式账本子系统(100)被进一步配置为，根据所述智能合约(4)的业务逻辑(5)决定是否允许执行所述设备(6)的功能的请求。
14.一种计算机程序(200)，包括指令(250)，当计算机执行所述程序时，所述指令使计算机执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
15.一种计算机可读介质(300)，包括指令(350)，当由计算机执行时，所述指令使计算机执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
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