CN117834069A - 网络授时方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络授时方法、系统、电子设备及存储介质，属于通信技术领域。其中，该方法包括：将目标通信网络中的基站设备作为区块节点建立时间区块链的链域，其中，所述链域包括记账节点和链上节点，所述记账节点对应记账时钟，所述链上节点对应链上时钟；所述记账节点从标准时间源系统获取标准时间信息；所述记账节点根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时。通过本发明，解决了当前网络授时技术中由于受具体网络性能影响而难以满足无线基站高精度时间同步要求的技术问题。

Description

网络授时方法、系统、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种网络授时方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术

对于网络通信来说，时间同步至关重要，是通信设备协同工作的必要条件。2008年初，IEEE组织制定了通过以太网传递精确时间的协议，这个就是目前正在广泛使用的1588v2，可以提供小于100ns的时间同步精度。IEEE1588v2独立于物理层，可通过在报文中加入时间标签来传递同步信息，除了频率同步之外还可以实现时间同步。从4G时代开始，1588v2被广泛应用于网络通信系统中。例如，用于给基站提供精确时间信息。5G时代无线基站对时间同步精度的要求更高，要求满足频率同步精度小于0.05ppm，相位同步精度小于1.5us。

相关技术中，1588v2应用在无线基站网络中给基站提供精确时间信息的当前主流方案是将1588v2的服务器采用集中式部署在核心网机房中，给无线网络中的所有基站授时。理论上来说，1588v2可支持高精度的相位同步，能够满足5G的同步需求。但实际上，分组传输网络需要所有节点都支持PTP(Pricise Time Protocol，精准时间协议)协议才能保证基站得到准确的时间信息。通过传输网传递时间信息，由于组网较为复杂，网络的拥塞，时延，抖动，丢包等因素都会影响时间精度，难以满足无线基站对授时的精度要求。针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未发现有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种网络授时方法、系统、电子设备及存储介质及存储介质，以解决相关技术难以满足无线基站的时间同步的高精度要求的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种网络授时方法，应用于区块链网络授时系统，包括：将目标通信网络中的基站设备作为区块节点建立时间区块链的链域，其中，所述链域包括记账节点和链上节点，所述记账节点对应记账时钟，所述链上节点对应链上时钟；所述记账节点从标准时间源系统获取标准时间信息；所述记账节点根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时。

进一步，所述记账节点根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时包括：所述记账节点接收所述链上时钟发送的区块时间同步请求；所述记账节点对所述链上时钟进行节点认证；在节点认证通过后，所述记账节点采用同步协议根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时。

进一步，所述方法还包括：接收第三方设备发送的区块时间查询请求；基于所述查询请求中的区块信息、区块时间状态和已部署的业务对所述第三方设备进行身份认证，并在身份认证通过后向所述第三方设备返回所述链域的授时时间。

进一步，所述方法还包括：采用所述链域中的记账时钟和链上时钟建立服务器与客户端结构，每台服务器连接多台客户端，每台客户端连接多台服务器；基于所述服务器与客户端结构根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时，其中，记账时钟的端口是到链上时钟的服务器时钟，链上时钟的端口是记账时钟的客户端端口。

进一步，所述方法还包括：所述链上节点的链上时钟向记账时钟发送同步消息报文；所述链上节点的链上时钟接收记账时钟返回的授时消息报文，所述授时消息报文携带发送授时消息报文的第一时间戳；所述链上节点的链上时钟根据第一时间戳和第二时间戳计算同步时间，所述第二时间戳为链上时钟接收所述授时消息报文的时间戳。

进一步，所述方法还包括：将从标准时间源系统获取的标准时间信息转化为本地时间，生成时间区块链数据结构；采用区块链技术组织时间信息；通过所述时间区块链数据结构在所述区块链中传递所述时间信息。

进一步，所述方法还包括：根据所述标准时间信息生成区块时间数据链块，其中，所述区块时间数据链块的区块数据为区块时间；将所述区块时间数据链块加入区块链中，并采用所述区块时间向所述链域之外的其他设备授时。

根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种网络授时系统，所述网络授时系统包括记账节点和链上节点：所述记账节点，用于从标准时间源系统获取标准时间信息，根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时；所述链上节点，用于向所述记账时钟同步时间信息。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，该存储介质包括存储的程序，程序运行时执行上述的步骤。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；其中：存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于通过运行存储器上所存放的程序来执行上述方法中的步骤。

本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法中的步骤。

通过本发明，将目标通信网络中的基站设备作为区块节点建立时间区块链的链域，其中，链域包括记账节点和链上节点，记账节点对应记账时钟，链上节点对应链上时钟；记账节点从标准时间源系统获取标准时间信息；记账节点根据标准时间信息由述记账时钟向链上时钟进行授时。通过区块链向链上时钟同步区块链时间信息，将区块链技术应用于基站设备的时间同步中，区块链中的基站为整个区块链系统提供了存储空间和算力支持，实现了去中心化，减少了对传输网的依赖，即降低了组网性能的影响，提高了基站的时间同步的精度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的一种计算机的硬件结构框图；

图2是根据本发明实施例的一种网络授时方法的流程图；

图3是本发明实施例中的区块时间生成的流程示意图；

图4是本发明实施例中的区块时间使用流程示意图；

图5是本发明实施例中的区块时间的查询流程示意图；

图6是本发明实施例中服务器-客户端结构示意图；

图7是本发明实施例中区块链网络授时系统的结构框图；

图8是本发明实施例中区块链数据结构示意图；

图9是本发明实施例中链上时钟的模型示意图；

图10是本发明实施例中记账时钟的模型示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“主时间”、“从时间”等是用于区别类似的对象。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

本申请实施例一所提供的方法实施例可以在手机、计算机、平板或者类似的运算装置中执行。以运行在计算机上为例，图1是本发明实施例的一种计算机的硬件结构框图。如图1所示，计算机可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，可选地，上述计算机还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述计算机的结构造成限定。例如，计算机还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的一种视频动静率识别方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在本实施例中提供了一种网络授时方法，图2是根据本发明实施例的一种网络授时方法应用于主基站的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S10，将目标通信网络中的基站设备作为区块节点建立时间区块链的链域，其中，所述链域包括记账节点和链上节点，所述记账节点对应记账时钟，所述链上节点对应链上时钟；

步骤S20，所述记账节点从标准时间源系统获取标准时间信息；

步骤S30，所述记账节点根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时。

将目标通信网络中的所有基站设备作为区块节点，建立时间区块链的链域，其中，目标通信网络具体可以为电信级通信网络，链域包括记账节点和链上节点，按照节点的主要功能，区块链组网中节点可分为记账节点和非记账节点(即本实施例中的链上节点)。记账节点保证区块链分布式系统数据的一致性，完成区块链数据的生成和维护；非记账节点可以根据位置获取相应记账节点提供的时间信息，分散区块链系统的授时压力等。区块链节点的动态增加和删除根据具体业务对资源的动态扩容或降配。当节点出现异常情况后，如断电或重启，应能在一定时间内，完成与其它正常节点的数据同步。记账节点对应记账时钟，链上节点对应链上时钟，将链域中的所有节点区分为记账时钟和链上时钟，记账节点从标准时间源系统获取精准的标准时间信息，该标准时间信息包括时间戳、时间类型信息、时间源信息等信息，其中，时间源信息包括原子钟自守时系统、GNSS系统、UTC系统。依据获取到的标准时间信息由记账时钟向链上时钟进行授时。

如图3所示，区块链网络授时系统从标准时间源系统中获取标准时间信息，区块链网络授时系统将区块时间的关键信息上链，关键信息包括区块时间唯一标识、生成区块的节点信息、时间戳信息、时间源类型信息(如原子钟自守时、GNSS授时系统、UTC时间源等)、区块时间状态等信息。待同步设备或者第三方时间信息服务商向区块链网络授时系统申请区块时间。在区块时间生成、区块时间授权等相关流程上链保存，便于后续通过区块链网络授时系统进行验证和追溯。

区块链网络授时系统支持的业务包括区块时间的生成、区块时间的使用、区块时间的查询和授时流程等业务。建设区块链网络授时系统包括但不限于网络部署(部署构成区块链的节点，包括共识节点和业务节点)、实现块链生成与存储、达成共识、实现业务受理和业务处理等，进而对区块链网络授时系统进行服务运营，管理授时类业务全生命周期，如用户管理、业务分配、业务查询和权限管理等。本实施例中，第三方设备可以是使用区块链网络授时系统的个人、法人、企业、政府机构等，第三方设备可以直接使用区块链网络授时系统的授时服务，也可以通过第三方网络授时提供商使用区块链网络授时服务，例如本地应用系统网络对时，硬件设备时间同步等。

参考图7，区块链网络授时系统(BTS)包含系统管理、授时协议管理、区块链时间协议(BTP)、开放平台、区块链时间底层引擎和区块链基座。系统管理用于管理区块链网络授时系统，包括用户管理，系统参数配置等。授时协议管理用于对系统采用的授时协议进行管理，授时协议可以包括NTP，PTP及BTP等。区块链时间协议(BTP)用于定义采用区块链授时的标准，包括协议实现、消息等。开放平台面向各类网络业务系统以及第三方网络授时服务商提供时间信息相关的开放能力。开放平台对上提供授时相关的基础能力，对下连接区块链时间底层引擎。区块链时间底层引擎实现区块链时间信息的生成、维护、配合区块链基座完成共识等。区块链基座提供全生命周期的时间可信存证，具有节点管理、共识、记账节点、安全及外部应用链互通等。

区块链网络授时系统与标准时间源系统进行时间信息同步，获得高精度的可靠的时间。另一方面，区块链网络授时系统可与其它应用链跨链互通，如连接时间网应用链，形成网络授时应用的时间信息闭环。

具体地，授时协议管理：要使用区块链网络授时系统，首先要选择使用何种同步协议，区块链网络授时系统通过该协议进行网络授时，授时协议管理功能包括：管理同步协议，如BTP，PTP，NTP等；配置或者协商同步协议参数；查询所授时的服务器信息，如服务器数量，区块链时间状态等。时间状态包含生成中、已共识、待共识等，其中“已共识”状态为正常使用状态；查询被授时的客户端信息，如客户端数量，客户端状态等。客户端状态包含正常、异常、离线等。

系统管理：系统管理为服务提供方和服务使用方的运营部门提供区块链授时系统所有模块的管理：具有管理员管理功能模块，用于管理员的创建、修改与禁用；具有角色管理功能模块，用于角色的创建、修改与删除；具有系统审计功能模块，用于系统内的操作记录审计；系统总体功能模块管理，配置模块参数等；故障管理，告警管理，系统的使用信息管理等；具有节点管理功能，用于管理和查询授时节点的状态和信息；具有数据可视化模块，用于分析和展示区块链运行体征，区块时间统计信息等；账号管理：实名认证的账户注册、用户身份识别、用户账户冻结和解冻、用户注销等。应具有用户隐私保护机制。应支持不同级别账户的不同权限；定期对用户账号的使用情况进行安全性分析，对登录时间、登录位置、访问时长、等行为进行综合分析，并评估账号安全风险；身份认证：用户身份认证确保正确标识和鉴别用户主体身份信息和授权信息：使用安全并符合国家密码管理规定的算法和协议进行身份认证；确保用户口令等身份认证相关凭证信息的存储安全性；对重要数据、业务或系统的操作，应采用双因素身份认证。

区块链时间底层引擎：区块链时间底层引擎是区块链网络授时系统的基础能力驱动引擎，提供系统组件，支持上层区块链时间应用和管理，根据选择的同步协议实现对节点授时，连接区块链基座为网络授时应用提供可信可追溯的链上时间服务：具有标准时间源同步组件，为区块链基座提供高精度时间戳，生成区块时间，完成区块时间的生成及上链。标准时间源的选择需要是高精度的原子钟自守时系统、卫星授时系统(GNSS)或者其他世界标准时间，并对其误差范围有严格要求；具有在线验真组件，为区块时间使用者、服务商、应用系统提供统一验真服务；具有区块时间链上服务组件，支撑区块时间上链、记录上链信息等服务；根据同步协议选择模块的协议，调用区块链基座提供的接口，提供区块链时间的网络授时引擎。

区块链基座：区块链基座提供了对等网络环境下，通过透明和可信规则，构建不可伪造、不可篡改和可追溯的块链式时间数据结构：基于共识机制达成分布式记账节点上的时间数据一致性；通过智能合约编程与虚拟机执行引擎完成图灵完备的时间事务处理；基于密码学与链式结构，确保数据不可篡改和不可伪造；可以对区块链上存储的数据进行有效验证，同时有相应技术确保隐私信息不泄露。

智能合约：支持智能合约代码的存储和运行，确保智能合约执行之后所有节点执行结果都保持一致；支持图灵完备的智能合约；支持智能合约代码逻辑的调整和数据结构更新；智能合约具备数据前向兼容的能力，版本迭代时，旧版本的合约及时停用，并存档数据，新版本合约能调用历史数据。

共识算法：具备共识节点的拜占庭容错能力；保持每个节点更新账本状态写操作的一致性；保证每个节点账本的最终状态一致性；能在节点在线情况下，切换共识机制后达成全网新的共识，系统运行正常。

跨链要求：支持区块链与外部世界间建立一种可信任的桥接机制，使得外部数据可以安全可靠地进入区块链；支持多模式的跨链互联方案，支持应用层跨链、同构跨链、异构跨链多种跨链模式，依据具体业务场景选择采用。

区块链时间协议(BTP)规定了一种时间同步协议。本协议适用于由一个或多个节点组成的分布式系统，通过网络进行通信。节点被定义为包含实时时间，可由节点内的应用用于各种目的。协议提供了一种用于将参与节点的时间同步到高精确度的机制。本协议规定了：区块链时间协议(BTP)；支持BTP所必需的节点、系统和通信属性。

参照图8，BTP系统中的数据类型和格式：除了区块链时间数据类型外，BTP系统采用通用计算机系统程序语言的标准数据类型和格式。区块链数据结构采用单向链表，每个区块包括2部分，区块头和区块主体。区块主体主要用于存储时间数据；区块头存储的内容可以分为4个部分，分别是前一区块的根散列(前一区块Merkle树根节点存储的hash值)、Merkle树根散列(当前区块Merkle树根节点存储的hash值)、时间戳、其他。区块主体存储区块链时间戳数据。

BTP消息分为授时消息和控制消息。授时消息在发送和接收时生成准确的时间戳。授时消息包括：同步请求和授时应答；控制消息包括通知消息、管理消息和事件消息，其中通知消息用于故障和告警通告；管理消息用于查询和更新时钟维护的BTP数据集。这些消息还用于定制BTP系统以及初始化和共识。管理消息用于记账节点；事件消息用于时钟之间的通信，用于所有其他目的。例如，事件消息可用于协商服务器与其客户端之间的通讯类型、消息速率等。所有消息都可以通过标准的类型、长度、值(TLV)扩展机制来扩展。

BTP系统是由BTP设备和非BTP设备的混合构成的分布式网络系统。BTP设备包括记账时钟、链上时钟等。非BTP设备包括网桥、路由器和其他基础设施设备，可能还有计算机、打印机和其他应用设备。BTP协议是一种分布式协议，规定系统中的实时时间如何彼此同步。这些时间被组织为服务器-客户端层次结构，其中标准时间源位于层级的顶部，决定整个系统的参考时间。授时是通过交换BTP消息来实现的，其中客户端使用服务器提供的时间信息将其时间调整到最精确服务器的时间。BTP系统中的设备通过通信网络相互通信。网络可以包括实现不同网络通信协议的设备。该协议在称为链域的逻辑范围内执行。除非另有规定，所有BTP消息、数据集、状态机和所有其他BTP实体始终与特定链域相关联。给定的物理网络和连接到网络的单个设备可以与多个域相关联。在本协议中，协议在一个域内建立的时间与其他链域内的时间无关。BTP设备有两种基本类型：记账时钟和链上时钟。

链上时钟的模型如图9所示，链上时钟通过基于单个物理端口的逻辑接口与网络通信。消息接口用于发送和接收授时消息和控制消息，这些授时消息由时间戳生成基于本地时间的值来标记时间戳。链域中的链上时钟支持单副本协议，且具有一个BTP状态。链上时钟是系统中的时钟客户端。链上时钟维护两种类型的数据集合，分别称为区块链时钟数据集和BTP端口数据集。BTP协议引擎完成如下功能：发送和接收BTP消息；维护数据集；执行端口关联的状态机。链上时钟端口始终处于从状态(同步到服务器)，它将根据收到的BTP授时消息和生成的时间戳计算服务器端的时间。本地时钟中的控制环路会调整本地时间以与服务器一致。

记账时钟的模型如图10所示，记账时钟通常具有多个物理接口，每个物理接口通过逻辑接口与网络通信：授时消息和控制消息接口。记账时钟的每个端口具有以下特点：a)区块链时间数据集对记账时钟的所有端口都是公用的。b)本地时钟对记账时钟的所有端口都是共用的。c)每个协议引擎具有解析所有端口的状态以确定哪个端口提供用于同步本地时钟的时间信号的附加功能。记账时钟从外部标准时间源获取时间信息，通过内部算法生成区块链时间信息。同步、建立服务器-客户端层次结构相关的消息终止于记账时钟的协议引擎中，不会被转发。管理消息由记账时钟上的其他端口根据限制进行转发，以限制这些消息在系统中的传播。图10的记账时钟模型仅适用于BTP消息。对于所有非BTP消息，记账时钟充当正常网络组件，例如基站、网桥、中继器或路由器。记账时钟仅用作记账节点。

进一步地，所述网络授时方法还包括：

步骤A，根据所述标准时间信息生成区块时间数据链块，其中，所述区块时间数据链块的区块数据为区块时间；

步骤B，将所述区块时间数据链块加入区块链中，并采用所述区块时间向所述链域之外的其他设备授时。

根据标准时间信息生成区块时间数据链块，其中，区块时间数据链块的区块数据为区块时间，将区块时间数据链块加入区块链中，并采用区块时间向链域之外的其他设备授时。本实施例中区块链网络授时系统获取标准时间信息，依据获取的标准时间信息生成区块时间数据链块，直接或间接向数字证书认证机构申请数字证书并对区块时间数据链块进行加密，生成的区块时间数据链块在平台系统进行记录并加入到区块链中。生成的区块时间可通过第三方网络授时服务商或直接给其他设备授时。

进一步地，所述记账节点根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时包括：

步骤S301，所述记账节点接收所述链上时钟发送的区块时间同步请求；

步骤S302，所述记账节点对所述链上时钟进行节点认证；

步骤S303，在节点认证通过后，所述记账节点采用同步协议根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时。

记账节点接收链上时钟发送的区块时间同步请求，记账节点对链上时钟进行节点认证，在节点认证通过后，记账节点采用同步协议根据标准时间信息由记账时钟向链上时钟进行授时。示例性地，区块链网络授时系统管理时间区块链，包括生成、更新、维护区块链。区块时间使用者完成自身配置后，通过链上时钟发送区块时间申请至区块链网络授时系统，区块链网络授时系统对申请者进行节点认证，区块链网络授时系统认证节点通过后，根据系统配置的同步协议，发送同步协议给申请节点，进行授时协议协商，区块链网络授时系统将使用者信息记录在平台管理系统，用协商成功的同步协议给申请者授时。如图4所示，区块链网络授时系统将区块时间的使用过程和使用关键信息上链，包括区块唯一标识，区块时间相关信息，协商文件摘要信息，同步协议信息，使用者信息等。将完整的区块时间申请流程和使用者信息的内容上链，便于可信追踪或溯源。为了增强区块内容的可信存证，可以将使用者的内容通过跨链技术，存储在具有公信力的政府部门，如行政区块链。

进一步地，所述网络授时方法还包括：

步骤C，接收第三方设备发送的区块时间查询请求；

步骤D，基于所述查询请求中的区块信息、区块时间状态和已部署的业务对所述第三方设备进行身份认证，并在身份认证通过后向所述第三方设备返回所述链域的授时时间。

接收第三方设备发送的区块时间查询请求，第三方设备为拥有相关权限的服务使用方，第三方设备完成身份认证后，可以直接或通过第三方网络授时服务商向区块链网络授时系统发起区块时间及其应用的查询，基于查询请求中的区块信息、区块时间状态和已部署的业务对第三方设备进行身份认证，并在身份认证通过后向第三方设备返回链域的授时时间。可查询区块链上的区块时间信息，包括区块时间的唯一标识、使用者信息、时间类型信息、区块时间状态等；对不同状态的使用情况进行跟踪，如待上链、已上链、使用中等状态的使用情况进行跟踪；对已签署的业务，如文件，合同进行验真，验证内容包括但不限于区块时间的完整性、区块时间的有效性、数字证书有效性等内容。区块链网络授时系统将查询的结果返回给发起查询的服务使用方。如图5所示，区块链网络授时系统将区块时间的查询过程及关键信息上链。

进一步地，所述网络授时方法还包括：

步骤E，采用所述链域中的记账时钟和链上时钟建立服务器与客户端结构，每台服务器连接多台客户端，每台客户端连接多台服务器；

步骤F，基于所述服务器与客户端结构根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时，其中，记账时钟的端口是到链上时钟的服务器时钟，链上时钟的端口是记账时钟的客户端端口。

采用链域中的记账时钟和链上时钟建立服务器与客户端结构，记账时钟为服务器，链上时钟为客户端，每台服务器可以连接多台客户端，每台客户端可以连接多台服务器，其中每台服务器提供授时服务的客户端的数量不超过100台；每台客户端同步的服务器的数量不少于2台。基于服务器与客户端结构根据所标准时间信息由记账时钟向所述链上时钟进行授时，其中，记账时钟的端口是到链上时钟的服务器时钟，链上时钟的端口是记账时钟的客户端端口。需要说明的是，本实施例中只允许建立服务器-客户端两层服务，不允许客户端再给其他设备或者客户端授时。

在链域中的记账时钟和链上时钟之间建立服务器-客户端结构的过程如图6所示。在本示例中，记账时钟与记账时钟之间是一种平行的关系，位于层次结构的根，称为“时钟服务器”。记账时钟的端口是到链上时钟的服务器时钟(如S所示)。记账时钟上的所有S端口都是连接到它们的链上时钟的服务器端口。链上时钟的端口是记账时钟的客户端端口。

所述网络授时方法还包括：

步骤G，所述链上节点的链上时钟向记账时钟发送同步消息报文；

步骤H，所述链上节点的链上时钟接收记账时钟返回的授时消息报文，所述授时消息报文携带发送授时消息报文的第一时间戳；

步骤I，所述链上节点的链上时钟根据第一时间戳和第二时间戳计算同步时间，所述第二时间戳为链上时钟接收所述授时消息报文的时间戳。

链上节点的链上时钟向记账时钟发送同步消息报文，链上节点的链上时钟接收记账时钟返回的授时消息报文，授时消息报文携带发送授时消息报文的第一时间戳，链上节点的链上时钟根据第一时间戳和第二时间戳计算同步时间，第二时间戳为链上时钟接收授时消息报文的时间戳。在链域中的记账时钟和链上时钟之间的授时过程如下：链上时钟发送一个同步消息Sync_Req报文给记账时钟；记账时钟收到请求后，发送一个授时消息Timing_Resp报文给链上时钟，该报文带有它离开记账时钟时的时间戳。当此BTP报文到达链上时钟时，链上时钟加上自己的时间戳，并把报文交给应用程序处理；区块链时间底层引擎提出区块中的时间信息，计算出当前当前准确时间。这样，链上时钟就能够根据这些信息来设定自己的时间，使之与记账时钟的时间同步。

在本实施例的一实施方式中，所述网络授时方法还包括：

步骤J，将从标准时间源系统获取的标准时间信息转化为本地时间，生成时间区块链数据结构；

步骤K，采用区块链技术组织时间信息；

步骤L，通过所述时间区块链数据结构在所述区块链中传递所述时间信息。

将从外接的标准时间源系统获取的标准时间信息转化为本地时间，生成时间区块链数据结构，采用区块链技术组织时间信息，通过时间区块链数据结构在区块链中传递时间信息。采用区块链技术组织时间信息，通过时间区块链数据结构传递准确的时间信息，授时的过程和协议可以选择已有的同步协议如PTP或者NTP等，优选本系统定义的区块链授时协议BTP。

进一步地，所述网络授时方法还包括：

步骤M，根据所述标准时间信息生成区块时间数据链块，其中，所述区块时间数据链块的区块数据为区块时间；

步骤N，将所述区块时间数据链块加入区块链中，并采用所述区块时间向所述链域之外的其他设备授时。

根据标准时间信息生成区块时间数据链块，其中，区块时间数据链块的区块数据为区块时间，将区块时间数据链块加入区块链中，并采用区块时间向所述链域之外的其他设备授时。

以下为适用于本实施例的术语与定义：

区块链(block chain)：一种在对等网络环境下，通过透明和可信规则，构建不可伪造、不可篡改和可追溯的块链式数据结构，实现和管理事务处理的模式。

链域：使用区块链时间协议(BTP)的所有设备的集合。

链路：两个支持区块链时间协议(BTP)端口之间的网络路径。

时间服务器：在链域内，使用区块链时间协议进行时间授时的设备，是选定链域内的时间源，在一个链域内可以有多台时间服务器。在本系统中简称服务器。

时间客户端：在链域内，使用区块链时间协议(BTP)接收时间服务器的时间信息，实现自身时间同步的设备，一台时间客户端可以选择多台服务器。在本系统中简称客户端。

节点：可在网络上发出或接收区块链时间协议(BTP)通信的设备。

区块链时间协议(BTP)端口：运行区块链时间协议(BTP)的物理接口，时钟的逻辑接入点，用于与通信网络进行BTP通信。

端口号：标识BTP节点上的特定区块链时间协议(BTP)端口的索引。

精确度：被测时钟和参考时钟之间的时间或频率误差的平均值。

记账时钟：在一个链域中的区块链的记账节点，具有一个或者多个区块链时间协议(BTP)端口并维护链域中使用的时间的时钟。它可以作为链域中的时间源，即时间服务器。

链上时钟：在一个链域中的区块链的非记账节点，具有一个区块链时间协议(BTP)端口并使用链域中时间来同步自身时间的时钟。即客户端。

直接通信：区块链时间协议(BTP)的时间信息在链上时钟和记账时钟之间通信。

区块链时间协议(BTP)通信：协议运行中使用的信息，在PTP通信路径上的PTP消息中传输。

区块链时间协议(BTP)通信路径：特定网络的信令路径部分，可实现链上时钟和记账时钟之间的直接通信。

区块链时间协议(BTP)节点：BTP记账时钟、链上时钟或生成或解析BTP消息的设备。

认可的标准时间源：认可的标准时间源是区块链时间协议(BTP)的外部来源，它根据需要提供时间和/或频率，可向维护时钟的国际标准实验室追踪，这些时钟构成国际原子能机构时间(TAI)和世界协调时间(UTC)计时器的基础。例如全球定位系统(GPS、北斗)、和美国国家标准与技术研究院(NIST)时间服务器。

网络时钟授时(network time synchronization)：利用网络传送标准时间信息，通过提供时钟校正参考基准实现计算机系统时间同步的过程。

时钟源(clock source)：被认可的标准时间源，提供可供追溯到国际标准实验室的合适的时间和/或频率，如中国科学院国家授时中心时间服务器、北斗卫星系统、全球定位系统(GPS)等。这些国际标准实验室维护的时钟作为国际原子时(TAI)和协调世界时(UTC)时标的基础。

网络授时协议(network time synchronization protocol)：在网络上传递统一、标准的时间而建立的规则、标准或约定的合集。常用的网络授时协议有：网络时间协议(NTP)、简单网络时间协议(SNTP)、精确时间协议(PTP)、区块链时间协议(BTP，Block TimeProtocol)。

时间戳(timestamp)：一个应用程序自动形成的凭证，能标识并记录事件发生的时刻。

关联实体：两个数据实体间多对多关系的数据实体。

图灵完备：指的是有无限存储能力的通用物理机器或编程语言。图灵完备就代表着使用的语言能做到用图灵机能做到的所有事情，能够解决所有的可计算问题。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

实施例2

在本实施例中还提供了一种网络授时系统，用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

所述网络授时系统包括记账节点和链上节点：

所述记账节点，用于从标准时间源系统获取标准时间信息，根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时；

所述链上节点，用于向所述记账时钟同步时间信息。

实施例3

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：

S1，将目标通信网络中的基站设备作为区块节点建立时间区块链的链域，其中，所述链域包括记账节点和链上节点，所述记账节点对应记账时钟，所述链上节点对应链上时钟；

S2，所述记账节点从标准时间源系统获取标准时间信息；

S3，所述记账节点根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明的实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子设备还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

S1，将目标通信网络中的基站设备作为区块节点建立时间区块链的链域，其中，所述链域包括记账节点和链上节点，所述记账节点对应记账时钟，所述链上节点对应链上时钟；

S2，所述记账节点从标准时间源系统获取标准时间信息；

S3，所述记账节点根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种网络授时方法，其特征在于，所述方法包括：

将目标通信网络中的基站设备作为区块节点建立时间区块链的链域，其中，所述链域包括记账节点和链上节点，所述记账节点对应记账时钟，所述链上节点对应链上时钟；

所述记账节点从标准时间源系统获取标准时间信息；

所述记账节点根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述记账节点根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时包括：

所述记账节点接收所述链上时钟发送的区块时间同步请求；

所述记账节点对所述链上时钟进行节点认证；

在节点认证通过后，所述记账节点采用同步协议根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收第三方设备发送的区块时间查询请求；

基于所述查询请求中的区块信息、区块时间状态和已部署的业务对所述第三方设备进行身份认证，并在身份认证通过后向所述第三方设备返回所述链域的授时时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

采用所述链域中的记账时钟和链上时钟建立服务器与客户端结构，每台服务器连接多台客户端，每台客户端连接多台服务器；

基于所述服务器与客户端结构根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时，其中，记账时钟的端口是到链上时钟的服务器时钟，链上时钟的端口是记账时钟的客户端端口。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述链上节点的链上时钟向记账时钟发送同步消息报文；

所述链上节点的链上时钟接收记账时钟返回的授时消息报文，所述授时消息报文携带发送授时消息报文的第一时间戳；

所述链上节点的链上时钟根据第一时间戳和第二时间戳计算同步时间，所述第二时间戳为链上时钟接收所述授时消息报文的时间戳。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将从标准时间源系统获取的标准时间信息转化为本地时间，生成时间区块链数据结构；

采用区块链技术组织时间信息；

通过所述时间区块链数据结构在所述区块链中传递所述时间信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述标准时间信息生成区块时间数据链块，其中，所述区块时间数据链块的区块数据为区块时间；

将所述区块时间数据链块加入区块链中，并采用所述区块时间向所述链域之外的其他设备授时。

8.一种网络授时系统，其特征在于，所述网络授时系统包括记账节点和链上节点：

所述记账节点，用于从标准时间源系统获取标准时间信息，根据所述标准时间信息由所述记账时钟向所述链上时钟进行授时；

所述链上节点，用于向所述记账时钟同步时间信息。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；其中：

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于通过运行存储器上所存放的程序来执行权利要求1至7中任一项所述的方法步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行上述权利要求1至7中任一项所述的方法步骤。