[發明專利]基于區塊鏈激勵的wsn數據存儲方法

有效

• 申請號: 201810109708.9
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108399051B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 任勇軍;徐鑫;沈子璇;陳飛;偶然
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06Q30/02;H04W84/18
• 代理公司: 江蘇海越律師事務所 32402
• 代理人: 唐小紅

本發明公開了基于區塊鏈激勵的wsn數據存儲機制，該方案將傳感器網絡節點存儲的一組數據，看做區塊鏈中的一個區塊，采用可證明數據持有(Provable Data Possession，PDP)機制來進行新數據塊的挖礦和存儲，大大減少了傳統區塊鏈中使用PoW機制所產生的大量計算問題，極大減少了電能的消耗。此外，本發明采用保序hash函數比較節點已存儲數據和新數據塊，能夠讓新數據存儲在最接近已有數據的網絡節點中，并只存儲不同的子數據塊，所以能夠大大節約網絡節點的存儲空間，而且系統給予該節點一個單位的數字貨幣獎勵。

技術領域

本發明涉及基于區塊鏈激勵的wsn數據存儲機制，屬于計算機科學技術領域。

背景技術

無線傳感器網絡(WSN)是一種分布式傳感網絡，它的末梢是可以感知和檢查外部世界的傳感器節點。WSN中的傳感器節點通過無線方式通信，網絡設置靈活，設備位置可以隨時更改，還可以跟互聯網進行有線或無線方式的連接。它除了具有無線網絡的移動性、斷接性等共同特征以外，還具有很多其他鮮明的特點。

但是，通常傳感器節點在網絡帶寬、電池能量和存儲空間等都存在嚴重的制約，導致各節點可能為了保留和節省自己的資源(比如電量、存儲空間、CPU計算能力等)，拒絕提供信息轉發和數據存儲等服務。為此，有些傳感器網絡采用了積分激勵機制和基于博弈論的激勵機制等(Zhide Chen，Yihui Qiu，Jingjing Liu，Li Xu.Incentive mechanism forselfish nodes in wireless sensor networks based on evolutionary game，Computers and Mathematics with Applications，62(2011)3378-3388.劉濤，關亞文，熊焰，黃文超，陸琦瑋.無人值守WSN中一種具有激勵機制的信任管理模型，武漢大學學報(理學版)，2013，Vol.59，No.6，578-582)。

發明內容

目前wsn中的激勵機制主要側重于信息轉發，缺乏對于wsn中網絡節點的數據存儲激勵機制。但是無線傳感器網絡節點的存儲容量有限，數據存儲能力也是一種的重要資源；為此，本發明專門針對數據存儲的激勵問題展開研究。

技術方案如下：

特點和優勢

可將傳感器網絡節點存儲的一組數據，看做區塊鏈中的一個區塊。本發明采用可證明數據持有(Provable Data Possession，PDP)機制來進行新數據塊的挖礦和存儲。因為本系統采用保序hash函數比較節點已存儲數據和新數據塊，能夠讓新數據存儲在最接近已有數據的網絡節點中，并只存儲不同的子數據塊，所以能夠大大節約網絡節點的存儲空間，而且系統給予該節點一個單位的數字貨幣獎勵。

基于區塊鏈激勵的wsn數據存儲機制：給存儲數據的節點獎勵數字貨幣(比特幣等)，節點存儲的數據越多給予的獎勵就越多。

符號標記如下：

設G、G_T分別是同為q階的加法群和乘法群，g和u為G的生成元。在群G、G_T中離散對數問題是難解的，雙線性對映射e：G×G→G_T是一個安全的雙線性對。

H是一個hash函數。存儲的數據塊標記為：M＝{m₁，m₂，...，m_n}，每塊的PDP認證器為：σ＝{σ₁，σ₁，...，σ_n}；μ是被檢驗的集成數據塊。H₁是一個保序hash函數。

本系統中每個有效的數據塊的塊頭包含下面的內容：

(1)集成到本數據塊的數據的Merkle樹根：root；

(2)前一個數據塊的塊頭的hsah值；