[發明專利]面向物聯網的區塊鏈分級共識方法、系統及電子設備

有效

• 申請號: 201810202375.4
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN110276602B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 焦臻楨;焦鑒
• 申請（專利權）人: 焦臻楨
• 主分類號: G06Q20/06
• 分類號: G06Q20/06;G06Q20/38;G06Q30/04;H04L67/12
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本發明屬于計算機技術領域，具體是一種面向物聯網的區塊鏈分級共識方法、系統及電子設備。所述面向物聯網的區塊鏈分級共識方法把節點分為兩級或三級，并進行分級的區塊鏈共識；通過一種跨鏈資源交互機制，使分屬于不同級別的彼此獨立的區塊鏈上的資源能夠交互及分享。所述面向物聯網的區塊鏈分級共識系統是采用所述的面向物聯網的區塊鏈分級共識方法對節點進行組織及共識架構的系統。所述電子設備是一種用于所述面向物聯網的區塊鏈分級共識系統中的電子設備。

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，具體是一種面向物聯網的區塊鏈分級共識方法、系統及電子設備。

背景技術

區塊鏈技術(又稱分布式賬本技術)具有去中心化、公開透明、不可篡改、可信任等優點，在智能合約、證券交易、電子商務、物聯網、社交通訊、文件存儲、存在性證明、身份驗證、股權眾籌等眾多領域有望得到廣泛應用。在區塊鏈中，節點會產生交易(Transaction)，節點首先將多個交易打包到一個稱之為區塊(Block)的結構中，不同時間所形成的區塊按時間先后首尾相連形成鏈，稱之為區塊鏈(Blockchain)。不同節點以分布式的決策機制來判斷如何產生和新增一個區塊至區塊鏈上。而網絡中所有不同的節點必須各自維護區塊鏈的副本，并使各自所維護的區塊鏈副本保持一致，即使因為網絡延遲和丟包等問題出現短暫的分歧，但其必須最終形成確定的、唯一的結果，實現這一目的的技術過程，稱為節點共識。現有共識技術一般包括工作量證明(PoW)、權益證明(PoS)、實踐拜占庭容錯(PBFT)和委托權益證明(DPoS)幾類，然而均存在性能瓶頸，即使在互聯網的環境下，仍然存在處理效率低的問題。而在物聯網環境下，受限于節點算力和能量的不均一性、及不同的網絡接入制式、帶寬、速率、可靠性及節點移動性等，效率問題更加突出，亟需一種能夠提高物聯網環境下節點共識效率的方案，提升區塊鏈對物聯網的管理效率，最終能夠形成基于物聯網+區塊鏈技術的高效組織架構，以分布式的方式管理海量的物聯網設備，分攤降低甚至消除物聯網節點帶給云服務器的沉重壓力。

現有管理物聯網的區塊鏈技術，存在以下問題：首先，現有共識技術難以適用于所有的網絡節點設備尤其是低功耗物聯網設備；其次，物聯網設備性能差異大導致區塊鏈公平性往往難以保障，且低性能節點往往影響整個系統的性能；再次，家用物聯網設備存在隱私考慮不應接入公網進行共識但現有技術未足夠考慮；最后，現有物聯網區塊鏈技術僅能夠支持邏輯層次為單級的區塊鏈運行機制，不能支撐分級分層的區塊鏈共識架構，這與物聯網現有的分級分層的網絡組織結構相悖。

發明內容

針對現有技術在利用區塊鏈技術管理海量物聯網節點所存在的低效、缺陷與不足，本發明提出了面向物聯網的區塊鏈分級共識方法、系統及電子設備。本說明書中一個或多個實施例提供的一種面向物聯網的區塊鏈分級共識方法、系統及電子設備是通過包括以下方式實現的：

首先，整個區塊鏈網絡中的節點根據類型劃分為三大類，并以兩級或三級層次架構：

第一大類節點為云服務器、核心網及接入網的相關網絡設備，包括：云服務器、移動蜂窩基站、從網絡運營商到終端用戶間網絡通路上的各級路由器及交換機等網絡設備；該類節點定義為A級節點。

第二大類節點為采用寬帶接入技術、移動蜂窩網絡技術、城域網技術、城域無線技術直接通過運營商網絡接入點接入互聯網的終端設備，包括：采用蜂窩接入手段接入網絡的用戶手機，家庭路由器，通過蜂窩接入的無人系統設備如無人車和無人機；該類節點在兩級共識架構中歸屬為A級節點，在三級架構中可定義為A2級節點。

第三大類節點為采用WLAN、Adhoc組網模式，利用短距無線通信技術實現互聯互通的物聯網節點設備，包括家庭內電子設備、智能家居設備、車聯自組網內的車輛節點、無人機自組織網絡內的無人機節點，該類節點稱為B級節點。

其次，分級共識方法所采用的多級區塊鏈架構為：