CN113938496B - 基于物联网设备的区块链网络方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于物联网设备的区块链网络方法及系统，包括：步骤S1：区块链网关设备与其他网关设备组网，形成依附于区块链网络的中继/侧链；步骤S2：中继/侧链获取物联网感知层采集的数据，并与区块链网络进行数据交互，实现数据在当前网络中的可信流转。本发明采用中继/侧链的方式，可以提升了数据在写入区块链网络前的可信程度，能避免现有的通过区块链服务的方式与区块链网络通信时出现的恶意攻击行为。

Description

基于物联网设备的区块链网络方法及系统
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体地，涉及基于物联网设备的区块链网络方法及系统。
背景技术
目前，物联网已成为互联网的一个重要组成部分，全球物联网设备数量保持高速增长，在未来的物联网中由于任何个人、团体、社区、组织、对象、产品、数据、服务、进程和活动都将通过物联网相互互联，而物联网中的个人数据隐私与商业机密成为制约物联网发展的重要短板，目前关于物联网安全与隐私技术的研究和解决方案并没有起到很好的保障作用，物联网安全隐患引起越来越多的担忧。
目前业界存在多种类型的基于区块链的物联网安全与数据的网络架构和方法，但这些方案都没有考虑物联网设备的硬件资源问题，区块链节点在绝大部分物联网硬件设备上都无法运行。本方案采用硬件分级的方式，能力较弱的传感设备可以允许只具备数据采集或者数据签名的能力，网关设备要求具备运行区块链轻节点的能力，同时多个网关设备组成中继/侧链网络，与区块链网络进行交互。
专利文献CN108306887A(申请号：201810111633.8)公开了一种基于区块链的物联网安全与数据隐私保护系统，包含与物联网设备相对应的物联网安全引擎以及与所述物联网安全引擎通信的区块链网络。访问发起方应用程序或物联网设备与被访问方物联网设备通过区块链网络进行访问会话通道建立，并根据物联网安全引擎存储的数据与对应数字权益要求，通过区块链网络完成数据使用权的有偿获取以及节点记账，所述的物联网安全引擎可自动进行数据加解密以及数据交易封装。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于物联网设备的区块链网络方法及系统。
根据本发明提供的一种基于物联网设备的区块链网络方法，包括：
步骤S1：区块链网关设备与其他网关设备组网，形成依附于区块链网络的中继/侧链；
步骤S2：中继/侧链获取物联网感知层采集的数据，并与区块链网络进行数据交互，实现数据在当前网络中的可信流转。
优选地，所述区块链网络采用：服务器或云具备运行区块链全节点的能力，并与其他服务器组网，形成区块链网络。
优选地，所述物联网感知层包括感知层传感设备；
通过所述感知层传感设备采集基于不同业务场景的业务数据，并与网关设备进行通信，且获取区块链网络分配的传感设备的唯一身份ID以及账户信息。
优选地，所述网关设备具备运行区块链轻节点的硬件资源。
优选地，所述网关设备与物联网感知层不同类型的传感器设备进行通信，获取感知层数据；
所述网关设备直接与区块链网络进行通信，同步获取并保留全部的区块头数据。
优选地，随着区块高度的不断增加，当网关设备的存储无法保留全量区块头数据，则对区块头数据进行分片Hash处理，且保证所有网关设备采用一致的分片算法。
优选地，所述中继/侧链网络包括：通过智能合约获取并保留区块链网络区块头数据，且最先同步区块链网络区块头的网关设备获得相应奖励。
优选地，所述中继/侧链网络包括：通过中继/侧链网络的共识算法确定能正常工作的网关设备的IP地址，并广播给感知层的传感设备；
所述中继/侧链网络的共识算法与区块链网络相同或不同。
优选地，感知层的传感设备中具有与区块链网络使用同一密码学算法产生的公私钥对，传感设备获取采集数据后用私钥进行签名，传感设备随机获取一个IP地址，并向当前IP地址的网关设备发送签名后的采集数据。
根据本发明提供的一种基于物联网设备的区块链网络系统，包括：
模块M1：区块链网关设备与其他网关设备组网，形成依附于区块链网络的中继/侧链；
模块M2：中继/侧链获取物联网感知层采集的数据，并与区块链网络进行数据交互，实现数据在当前网络中的可信流转。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明能够有效解决受限于物联网设备的硬件资源如CPU、存储等，区块链节点难以运行在绝大部分物联网设备中的问题，可以确保物联网感知层采集的数据可以通过该网络架构在物联网和区块链网络间可信流转；
2、本发明采用中继/侧链的方式，可以提升了数据在写入区块链网络前的可信程度，能避免现有的通过区块链服务的方式与区块链网络通信时出现的恶意攻击行为。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为基于物联网设备的区块链网络系统架构图。
图2为基于物联网设备的区块链网络方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
针对现有技术中受限于物联网设备的硬件资源如CPU、存储等，区块链节点难以运行在绝大部分物联网设备中；
本发明提供的一种基于物联网设备的区块链网络方法，如图2所示，包括：
步骤S1：区块链网关设备与其他网关设备组网，形成依附于区块链网络的中继/侧链；
步骤S2：中继/侧链获取物联网感知层采集的数据，并与区块链网络进行数据交互，实现数据在当前网络中的可信流转。
具体地，在物联网感知层上方将多个区块链网关设备分别构建轻节点，上述轻节点可组成依附于全节点的中继/侧链网络，该中继/侧链网络可以实现与区块链网络的数据交互以及获取感知层传感设备采集的海量数据，实现数据在该网络中的可信流转。
具体地，所述区块链网络采用：服务器或云具备运行区块链全节点的能力，并与其他服务器组网，形成区块链网络。
具体地，所述物联网感知层包括感知层传感设备；
通过所述感知层传感设备采集基于不同业务场景的海量业务数据，并与网关设备进行通信，通信方式包含但不限于市面上常见的各类通信协议；且通过网关设备获取区块链网络分配的传感设备的唯一身份ID以及账户信息。
具体地，所述网关设备具备运行区块链轻节点的硬件资源。
具体地，所述网关设备与物联网感知层不同类型的传感器设备进行通信，获取感知层数据；
所述网关设备直接与区块链网络进行通信，同步获取并保留全部的区块头数据，用于交易验证等。
具体地，随着区块高度的不断增加，当网关设备的存储无法保留全量区块头数据，则对区块头数据进行分片Hash处理，且保证所有网关设备采用一致的分片算法。
具体地，所述中继/侧链网络包括：多个网关设备具备区块链轻节点的能力，通过智能合约获取并保留区块链网络区块头数据，且最先同步区块头的网关设备获得如gas费的奖励。
具体地，所述中继/侧链网络包括：通过中继/侧链网络的共识算法确定能正常工作的网关设备的IP地址，并广播给感知层的传感设备；
所述中继/侧链网络的共识算法与区块链网络相同或不同。
具体地，感知层的传感设备中具有与区块链网络使用同一密码学算法产生的公私钥对，传感设备获取采集数据后用私钥进行签名，传感设备随机获取一个IP地址，并向当前IP地址的网关设备发送签名后的采集数据，保证该网络的安全性和鲁棒性。
本发明提供的一种基于物联网设备的区块链网络系统，如图1所示，包括：
模块M1：区块链网关设备与其他网关设备组网，形成依附于区块链网络的中继/侧链；
模块M2：中继/侧链获取物联网感知层采集的数据，并与区块链网络进行数据交互，实现数据在当前网络中的可信流转。
具体地，在物联网感知层上方将多个区块链网关设备分别构建轻节点，上述轻节点可组成依附于全节点的中继/侧链网络，该中继/侧链网络可以实现与区块链网络的数据交互以及获取感知层传感设备采集的海量数据，实现数据在该网络中的可信流转。
具体地，所述区块链网络采用：服务器或云具备运行区块链全节点的能力，并与其他服务器组网，形成区块链网络。
具体地，所述物联网感知层包括感知层传感设备；
通过所述感知层传感设备采集基于不同业务场景的海量业务数据，并与网关设备进行通信，通信方式包含但不限于市面上常见的各类通信协议；且通过网关设备获取区块链网络分配的传感设备的唯一身份ID以及账户信息。
具体地，所述网关设备具备运行区块链轻节点的硬件资源。
具体地，所述网关设备与物联网感知层不同类型的传感器设备进行通信，获取感知层数据；
所述网关设备直接与区块链网络进行通信，同步获取并保留全部的区块头数据，用于交易验证等。
具体地，随着区块高度的不断增加，当网关设备的存储无法保留全量区块头数据，则对区块头数据进行分片Hash处理，且保证所有网关设备采用一致的分片算法。
具体地，所述中继/侧链网络包括：多个网关设备具备区块链轻节点的能力，通过智能合约获取并保留区块链网络区块头数据，且最先同步区块头的网关设备获得如gas费的奖励。
具体地，所述中继/侧链网络包括：通过中继/侧链网络的共识算法确定能正常工作的网关设备的IP地址，并广播给感知层的传感设备；
所述中继/侧链网络的共识算法与区块链网络相同或不同。
具体地，感知层的传感设备中具有与区块链网络使用同一密码学算法产生的公私钥对，传感设备获取采集数据后用私钥进行签名，传感设备随机获取一个IP地址，并向当前IP地址的网关设备发送签名后的采集数据，保证该网络的安全性和鲁棒性。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (4)

1.一种基于物联网设备的区块链网络方法，其特征在于，包括：
步骤S1：区块链网关设备与其他网关设备组网，形成依附于区块链网络的中继/侧链；
步骤S2：中继/侧链获取物联网感知层采集的数据，并与区块链网络进行数据交互，实现数据在当前网络中的可信流转；
所述区块链网络采用：服务器或云具备运行区块链全节点的能力，并与其他服务器组网形成区块链网络；
所述物联网感知层包括感知层传感设备；
通过所述感知层传感设备采集基于不同业务场景的业务数据，并与网关设备进行通信，且获取区块链网络分配的传感设备的唯一身份ID以及账户信息；
所述网关设备与物联网感知层不同类型的传感器设备进行通信，获取感知层数据；
所述网关设备直接与区块链网络进行通信，同步获取并保留全部的区块头数据；
随着区块高度的不断增加，当网关设备的存储无法保留全量区块头数据，则对区块头数据进行分片Hash处理，且保证所有网关设备采用一致的分片算法；
所述中继/侧链网络包括：通过智能合约获取并保留区块链网络区块头数据，且最先同步区块链网络区块头的网关设备获得相应奖励；
感知层的传感设备中具有与区块链网络使用同一密码学算法产生的公私钥对，传感设备获取采集数据后用私钥进行签名，传感设备随机获取一个IP地址，并向当前IP地址的网关设备发送签名后的采集数据。
2.根据权利要求1所述的基于物联网设备的区块链网络方法，其特征在于，所述网关设备具备运行区块链轻节点的硬件资源。
3.根据权利要求1所述的基于物联网设备的区块链网络方法，其特征在于，所述中继/侧链网络包括：通过中继/侧链网络的共识算法确定能正常工作的网关设备的IP地址，并广播给感知层的传感设备；
所述中继/侧链网络的共识算法与区块链网络相同或不同。
4.一种用于实现权利要求1-3任一项所述的基于物联网设备的区块链网络方法的系统，其特征在于，包括：
模块M1：区块链网关设备与其他网关设备组网，形成依附于区块链网络的中继/侧链；
模块M2：中继/侧链获取物联网感知层采集的数据，并与区块链网络进行数据交互，实现数据在当前网络中的可信流转。
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