CN113852598B - 一种基于区块链的物联网数据交易过程记录方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链的物联网数据交易过程记录方法，涉及物联网技术领域，用于解决现有物联网数据交易信息管理方法，不能有效地防止数据交易信息被篡改，数据交易信息可追溯性也较差的问题。所述方法，包括：采集当前买方节点在物联网中发起的交易请求信息；根据所述交易请求信息，在交易信息矩阵中按时间顺序创建本次交易请求对应的矩阵元素；判断所述交易信息矩阵中的矩阵元素对应的交易是否有效；若所述交易信息矩阵中的矩阵元素对应的交易有效，则将有效交易在所述交易信息矩阵中的矩阵元素转存到新建区块链中。本发明能有效地保证数据交易信息不被篡改和伪造，从而提高物联网数据的可追溯性。

Description

一种基于区块链的物联网数据交易过程记录方法

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种基于区块链的物联网数据交易过程记录方法。

背景技术

随着信息技术和互联网的发展，物联网应运而生，它是互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的一个巨大网络，实现在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。在物联网中，用户端已经延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，形成各种各样的数据交易信息，但是目前物联网数据交易信息管理方法，还不能有效地防止数据交易信息被篡改，数据交易信息可追溯性也较差。

发明内容

本发明提供一种基于区块链的物联网数据交易过程记录方法，用于解决现有物联网数据交易信息管理方法，还不能有效地防止数据交易信息被篡改，数据交易信息可追溯性也较差的问题。本发明提供一种基于区块链的物联网数据交易过程记录方法，能够将有效地物联网数据交易信息存储到新建区块链中，从而形成链式的形态，保证上链的数据交易信息不被篡改和伪造，从而提高物联网数据交易信息的可追溯性。

本发明提供的一种基于区块链的物联网数据交易过程记录方法，包括：

采集当前买方节点在物联网中发起的交易请求信息，所述交易请求信息至少包括：买方节点信息、交易请求时间和被请求的卖方节点信息；

根据所述交易请求信息，在交易信息矩阵中按时间顺序创建本次交易请求对应的矩阵元素；

判断所述交易信息矩阵中的矩阵元素对应的交易是否有效；

若所述交易信息矩阵中的矩阵元素对应的交易有效，则将有效交易在所述交易信息矩阵中的矩阵元素转存到新建区块链中。

在一可选实施例中，在根据所述交易请求信息，在交易信息矩阵中按时间顺序创建本次交易请求对应的矩阵元素之后，还包括：

当任一交易请求对应的卖方节点响应所述交易请求并达成交易后，获取该交易完成时间和交易数据；所述交易数据至少包括交易编号、实际交易金额；

更新所述交易信息矩阵中本次完成的交易请求对应的矩阵元素。

在一可选实施例中，所述判断所述交易信息矩阵中的矩阵元素对应的交易是否有效，包括：

定期判断所述交易信息矩阵中在指定时间段内创建的矩阵元素对应的交易是否有效。

在一可选实施例中，所述指定时间段为1日；所述交易请求时间、交易完成时间均按24小时计时法；

所述根据所述交易请求信息，在交易信息矩阵中按时间顺序创建本次交易请求对应的矩阵元素，包括：

根据以下公式在交易信息矩阵中按时间顺序创建交易请求对应的矩阵元素：

[A(t)，B(j)，C_i(s₁，s₂)]_i＝[A(3600*h+60*m+s),B(j)，C_i(s₁，s₂)]_i

其中：[A(t),B(j)，C_i(s₁，s₂)]_i代表所述交易信息矩阵中第i行元素，i＝1,2,3…；t表示当前的交易请求时间，A(i)记录所述当前买方节点信息，h表示所述交易请求时间中的小时数，m表示所述交易请求时间中的分钟数，s表示所述交易请求时间中的秒数；j表示当日的交易完成时间，初始值为0；B(j)记录被所述交易请求的卖方节点信息；C_i(s₁,s₂)表示交易数据，s₁表示交易订单，s₂表示实际交易金额，交易未完成时C_i(s₁,s₂)为空值。

在一可选实施例中，根据以下公式计算交易数据：

其中，k表示请求交易金额，u()表示阶跃函数，当所述阶跃函数括号内的值大于等于0时函数值为1，当所述阶跃函数括号内的值小于0时函数值为0。

其中，k表示请求交易金额，u()表示阶跃函数，当所述阶跃函数括号内的值大于等于0时函数值为1，当所述阶跃函数括号内的值小于0时函数值为0。

在一可选实施例中，所述判断所述交易信息矩阵中的矩阵元素对应的交易是否有效，包括：

根据如下公式计算所述交易信息矩阵中的第i行矩阵元素对应的交易的有效性标识值δ_i：

δ_i＝[u(e^j-1-1)+u(k-1)-1]_i

判断δ_i是否等于预设值；若是，则判定所述交易信息矩阵中的第i行矩阵元素对应的交易有效；否则，判定所述交易信息矩阵中的第i行矩阵元素对应的交易无效；

其中：δ_i为所述交易信息矩阵中的第i行矩阵元素对应的交易的有效性标识值，e表示为自然常数，取值为2.72。

在一可选实施例中，所述预设值为1。

本发明提供的一种基于区块链的物联网数据交易过程记录方法，首先采集当前买方节点在物联网中发起的交易请求信息，然后根据所述交易请求信息，在交易信息矩阵中按时间顺序创建本次交易请求对应的矩阵元素；最后将有效地交易信息矩阵中的矩阵元素转存到新建区块链中。写入区块链后，交易信息将会形成链式的形态，保证上链的数据交易信息不被篡改和伪造，从而提高物联网数据的可追溯性。

本发明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，或通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种基于区块链的物联网数据交易过程记录方法实施例一的流程图。

图2为本发明实施例中一种基于区块链的物联网数据交易过程记录方法实施例二的流程图。

图3为判定交易信息矩阵中的矩阵元素对应的交易是否有效的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明实施例中一种基于区块链的物联网数据交易过程记录方法实施例一流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤S101-S104：

S101：采集当前买方节点在物联网中发起的交易请求信息。

其中，所述交易请求信息至少包括：买方节点信息、交易请求时间和被请求的卖方节点信息。

本实施例中，买方节点通过物联网数据交易系统发起交易请求，系统生成的交易请求中会记录买方节点信息、交易请求时间和被请求的卖方节点信息，甚至，还可以包括请求交易的请求交易金额和事项描述等等其他信息。

S102：根据所述交易请求信息，在交易信息矩阵中按时间顺序创建本次交易请求对应的矩阵元素。

本实施例中，买方节点提出交易请求后，物联网数据交易系统根据交易请求时间(即交易请求的提出时间)，对所有买方节点的交易请求按时间先后排序写入预设交易信息矩阵中，交易信息矩阵的每行/每列元素对应一个交易请求。

S103：判断所述交易信息矩阵中的矩阵元素对应的交易是否有效，是则执行步骤104。

本步骤中，可以根据用户需要随时判断所述交易信息矩阵中的矩阵元素对应的交易是否有效。本实施例中，交易请求涉及的买卖双方成功达成交易视为交易有效。

或者，可选地，本步骤可以通过定期判断所述交易信息矩阵中在指定时间段内创建的矩阵元素对应的交易是否有效。例如：可以每隔几个小时挨行判断所述交易信息矩阵中的所有矩阵元素对应的交易是否有效，或者每隔10分钟判断所述交易信息矩阵中在近1个小时内创建的矩阵元素对应的交易是否有效。

示例地：此步骤S103的判断规则为每隔10分钟判断所述交易信息矩阵中在近1个小时内创建的矩阵元素对应的交易是否有效，在t1时刻，一个判断周期(10分钟)届满时，交易信息矩阵中在近1个小时内创建的矩阵元素共有5个，则S103先判断这5个矩阵元素中时间最早的第N个矩阵元素对应的交易请求是否完成(交易是否有效)，若第N个矩阵元素对应的交易有效/无效，则令N＝N+1后继续判断这5个矩阵元素中时间最早的第N个矩阵元素对应的交易是否有效直至N＝5，其中N的初始值为1，如此即可依次判断在指定时间段内创建的所有矩阵元素对应的交易是否有效。

优选地，定期判断的周期为1日，所述指定时间段为1日。例如：在每日00:00:00判断当前交易信息矩阵中在上一日内创建的矩阵元素对应的交易是否有效，假设2021年4月10日在交易信息矩阵中创建了100个交易对应的矩阵元素(行)，则在2021年4月11日00:00:00判断2021年4月10日在交易信息矩阵中创建的这100个矩阵元素是否各自有效。

S104：将有效交易在所述交易信息矩阵中的矩阵元素转存到新建区块链中。

区块链是一种由多方维护、数据无法更改的分布式账本技术，具有去中心化、共同维护、不可篡改、加密安全等特征。它能够在脱离中心化机构的情况下使参与方建立互信，这一优势适合于去记录物联网数据的交易过程中的交易人员、交易时间和交易数据流等信息，本实施例中，将有效交易在所述交易信息矩阵中的矩阵元素转存到新建区块链中，使得物联网交易数据具有不可篡改性。

本发明实施例提供的一种基于区块链的物联网数据交易过程记录方法，首先采集当前买方节点在物联网中发起的交易请求信息，然后根据所述交易请求信息，在交易信息矩阵中按时间顺序创建本次交易请求对应的矩阵元素；最后将有效的交易信息矩阵中的矩阵元素转存到新建区块链中。写入区块链后，交易信息将会形成链式的形态，保证上链的数据交易信息不被篡改和伪造，从而提高物联网数据的可追溯性。

图2为本发明实施例中一种基于区块链的物联网数据交易过程记录方法实施例二流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤S201-S206：

S201：采集当前买方节点在物联网中发起的交易请求信息。

S202：根据所述交易请求信息，在交易信息矩阵中按时间顺序创建本次交易请求对应的矩阵元素。

优选地，所述交易请求时间、交易完成时间均按24小时计时法；可根据如下公式(1)在交易信息矩阵中按时间顺序创建交易请求对应的矩阵元素：

[A(t),B(j),C_i(s₁,s₂)]_i＝[A(3600*h+60*m+s),B(j),C_i(s₁,s₂)]_i (1)

其中：[A(t),B(j)，C_i(s₁，s₂)]_i代表所述交易信息矩阵中第i行元素，i＝1,2,3…；t表示当前的交易请求时间，t可用当前买方节点申请交易时间对应的秒数来定义，对于同一日的交易请求来说，t,j∈[00001,86400](00：00：01-24：00：00)，A(t)记录所述当前买方节点信息，h表示所述交易请求时间中的小时数，m表示所述交易请求时间中的分钟数，s表示所述交易请求时间中的秒数；j表示当日的交易完成时间，类似于t，j可用交易完成时的时间所对应的秒数来定义，j的初始值为0，即在买方节点刚发起交易请求后，在交易信息矩阵中创建本次交易请求对应的矩阵元素时，卖方节点还未响应该交易请求，此时将相应矩阵元素中的j赋予初始值0；B(j)记录被所述交易请求的卖方节点信息；C_i(s₁,s₂)表示交易数据，s₁表示交易订单，s₂表示实际交易金额，交易未完成时C_i(s₁,s₂)为空值，即刚建立当前交易请求对应的矩阵行元素时候，交易还未成功，s₂＝0。

例如，如果交易请求时间为01:01:01，交易完成时间为01:01:10，对应的t＝03661，j＝03670，当前的交易信息矩阵有10行，则在交易信息矩阵中创建本次交易请求对应的矩阵元素，即为交易信息矩阵增加第11行如下：

[A(t),B(j),C_i(s₁，s₂)]_i＝[A(03661)，B(03670),C₁₁(s₁,s₂)]₁₁。

S203：当任一交易请求对应的卖方节点响应所述交易请求并达成交易后，获取该交易完成时间和交易数据。

其中，所述交易数据至少包括交易编号、实际交易金额；

优选地，可以根据如下公式(2)计算交易数据：

C_i(s₁,s₂)＝C_i((10⁷-1)*i+(10²+1)*j,u(j-1)*k) (2)

其中，s₁＝(10⁷-1)*i+(10²+1)*j，s₂＝u(j-1)*k；k表示请求交易金额，u()表示阶跃函数，当括号内的值大于等于0时函数值为1，当括号内的值小于0时函数值为0；因为i,j都用5位统一格式(数值前的0不省略)，则s₁为一组12位编号值，用来代表交易订单编号。显然，当交易成功后，实际交易金额s₂即等于请求交易金额，若交易不成功，则实际交易金额记为空或者0.

例如，当t＝03661，i＝11时，则C₁₁(s₁,s₂)＝C₁₁((10⁷-1)*03661+(10²+1)*03670，k)。

S204：更新所述交易信息矩阵中本次完成的交易请求对应的矩阵元素。

本实施例中，由于步骤S203中获取了完成的交易的交易编号和实际交易金额，因此此步骤中将交易信息矩阵中本次完成的交易请求对应的矩阵元素中原为空值的C_i(s₁，s₂)替换为S203中实际确定的C_i(s₁，s₂)，并根据实际交易时间j将B(0)替换为B(j)。

S205：判断所述交易信息矩阵中的矩阵元素对应的交易是否有效，是则执行步骤206。

本实施例中，步骤S205的具体实施方法类似于上述步骤S103，此处不再赘述。

优选地，如图3所示，本步骤S205，包括：

S301：计算第i行矩阵元素对应的交易的有效性标识值δ_i；

优选地，根据如下公式(3)计算所述交易信息矩阵中的第i行矩阵元素对应的交易的有效性标识值δ_i：

δ_i＝[u(e^j-1-1)+u(k-1)-1]_i (3)

其中，δ_i为所述交易信息矩阵中的第i行矩阵元素对应的交易的有效性标识值，e表示为自然常数，取值为2.72。

S302：判断δ_i是否等于预设值，是则执行步骤S303，否则执行步骤S304；

优选地，所述预设值为1。

S303：所述交易信息矩阵中的第i行矩阵元素对应的交易有效。

S304：所述交易信息矩阵中的第i行矩阵元素对应的交易无效。

S206：将有效交易在所述交易信息矩阵中的矩阵元素转存到新建区块链中。

本发明实施例提供的一种基于区块链的物联网数据交易过程记录方法，根据买方节点交易请求信息按时间顺序来创建信息矩阵，可以对买方、卖方以及交易信息进行记录；然后在交易完成后，对信息矩阵中的交易细节进行补充，使得交易信息更完善，更能全面的描述交易的细节；最后，对信息矩阵进行有效性判断，过滤无效交易记录，将有效交易信息按时间顺序打包至区块，从而形成链式的形态，保证上链数据不被篡改和伪造，从而提高物联网数据的可追溯性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种基于区块链的物联网数据交易过程记录方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集当前买方节点在物联网中发起的交易请求信息，所述交易请求信息至少包括：买方节点信息、交易请求时间和被请求的卖方节点信息；

根据所述交易请求信息，在交易信息矩阵中按时间顺序创建本次交易请求对应的矩阵元素；

判断所述交易信息矩阵中的矩阵元素对应的交易是否有效；

若所述交易信息矩阵中的矩阵元素对应的交易有效，则将有效交易在所述交易信息矩阵中的矩阵元素转存到新建区块链中；

其中，在根据所述交易请求信息，在交易信息矩阵中按时间顺序创建本次交易请求对应的矩阵元素之后，还包括：

当任一交易请求对应的卖方节点响应所述交易请求并达成交易后，获取该交易完成时间和交易数据；所述交易数据至少包括交易编号、实际交易金额；

更新所述交易信息矩阵中本次完成的交易请求对应的矩阵元素；

其中，所述判断所述交易信息矩阵中的矩阵元素对应的交易是否有效，包括：

定期判断所述交易信息矩阵中在指定时间段内创建的矩阵元素对应的交易是否有效；

其中，所述指定时间段为1日；所述交易请求时间、交易完成时间均按24小时计时法；

所述根据所述交易请求信息，在交易信息矩阵中按时间顺序创建本次交易请求对应的矩阵元素，包括：

根据以下公式在交易信息矩阵中按时间顺序创建交易请求对应的矩阵元素：

[A(t),B(j),C_i(s₁,s₂)]_i＝[A(3600*h+60*m+s),B(j),C_i(s₁,s₂)]_i

其中：[A(t)，B(j)，C_i(s₁，s₂)]_i代表所述交易信息矩阵中第i行元素，i＝1，2，3...；t表示当前的交易请求时间，A(t)记录所述当前买方节点信息，h表示所述交易请求时间中的小时数，m表示所述交易请求时间中的分钟数，s表示所述交易请求时间中的秒数；j表示当日的交易完成时间，初始值为0；B(j)记录被所述交易请求的卖方节点信息；C_i(s₁，s₂)表示交易数据，s₁表示交易订单，s₂表示实际交易金额，交易未完成时C_i(s₁，s₂)为空值；

其中，根据以下公式计算交易数据：

其中，k表示请求交易金额，u()表示阶跃函数，当所述阶跃函数括号内的值大于等于0时函数值为1，当所述阶跃函数括号内的值小于0时函数值为0；

其中，所述判断所述交易信息矩阵中的矩阵元素对应的交易是否有效，包括：

根据如下公式计算所述交易信息矩阵中的第i行矩阵元素对应的交易的有效性标识值δ_i：

δ_i＝[u(e^j-1-1)+u(k-1)-1]_i

判断δ_i是否等于预设值；若是，则判定所述交易信息矩阵中的第i行矩阵元素对应的交易有效；否则，判定所述交易信息矩阵中的第i行矩阵元素对应的交易无效；

其中：δ_i为所述交易信息矩阵中的第i行矩阵元素对应的交易的有效性标识值，e表示为自然常数，取值为2.72。

2.如权利要求1所述的基于区块链的物联网数据交易过程记录方法，其特征在于，所述预设值为1。

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