[發明專利]基于聯盟鏈的物聯網動態數據溯源方法及裝置

有效

• 申請號: 201910208688.5
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN110008720B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 喬蕊;秦杰;王寧;于來行;譚永杰
• 申請（專利權）人: 周口師范學院
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 周艷巧

1.一種基于聯盟鏈的物聯網動態數據溯源方法，其特征在于，包含：

A)構建用于表示動態數據操作軌跡的動態數據操作授權多維DAG圖，并建立演化動態數據及實體間授權關系的動態數據安全問題模型，其中，多維DAG圖中依據結點入度和出度確定父結點與子結點多維授權情況，有向邊表示動態數據執行操作下的演進軌跡；

B)依據動態數據安全問題模型的群體博弈過程，分析結點誠實行為動機并獲取各結點達成共識的邊界條件；

C)授權部分信任結點組成驗證結點列表，基于信譽共識激勵維護該驗證結點列表；

D)依據動態數據及實體間授權關系，及用于實體對動態數據授權驗證的密鑰對，并根據各結點達成共識的邊界條件，生成實體授權關系，創建實體間多維授權鏈，并作為交易發布到授權關系聯盟鏈網絡上以區塊鏈形式進行存儲，以實現物聯網動態數據操作的過程留痕和追蹤溯源。

2.根據權利要求1所述的基于聯盟鏈的物聯網動態數據溯源方法，其特征在于，A)中構建DAG圖包含如下內容：

A1)為物聯網各子系統生成實體授權關系；

A2)利用動態數據生命周期數據流動過程中所有參與實體及參與實體的授權屬性特征創建實體間的多維授權鏈，獲取動態數據操作授權多維DAG圖；

A3)依據操作實體失效覆蓋范圍，對動態數據存儲面臨的安全威脅問題進行建模，獲取動態數據安全問題模型。

3.根據權利要求1所述的基于聯盟鏈的物聯網動態數據溯源方法，其特征在于，B)中獲取各結點達成共識的邊界條件，包含如下內容：

B1)提取DAG圖中每個參與區塊信息驗證的結點的策略空間、收益函數，及每個參與結點在策略空間下的馮諾依曼-摩根斯坦效用，得到評價結點動作的價值函數；

B2)依據價值函數，分析結點相互作用并達成具有約束力協議的共識過程，得到結點的收益矩陣；

B3)依據收益矩陣分析群體博弈過程中單個節點進行決策的誠實行為動機，使各結點在與環境交互和分布式計算過程中獲取最大累積效用，獲取動態數據可追溯系統中各結點達成共識的邊界條件。

4.根據權利要求1所述的基于聯盟鏈的物聯網動態數據溯源方法，其特征在于，根據物聯網系統規模及吞吐率要求，設定共識過程等待時間間隔，將該等待時間間隔作為每輪共識間隔時間。

5.根據權利要求1所述的基于聯盟鏈的物聯網動態數據溯源方法，其特征在于，C)中驗證結點列表獲取及維護過程，包含如下內容：

C1)根據邊界條件，估計結點背叛概率，并依據結點背叛概率大小選取部分結點作為驗證結點列表；

C2)驗證結點列表中每個結點通過為其他結點服務保持信譽，依據每輪共識選取最佳區塊打包驗證結點，并以設定系數參數降低最壞區塊打包驗證結點的信譽，當驗證結點列表中結點信譽低于設定閾值時，將結點移出驗證結點列表，若超過設定比例的結點被移出，則返回并重新授權組建新的驗證結點列表。

6.根據權利要求1所述的基于聯盟鏈的物聯網動態數據溯源方法，其特征在于，D)實體間多維授權鏈以區塊鏈形式進行存儲過程中，授權結點申請發布新的動態數據或對某個動態數據進行操作時，經過驗證并獲得共識的動態數據及相關信息形成發布摘要信息，存儲到動態數據聯盟鏈網絡上；每輪共識結束后，驗證結點將滿足條件的所有交易進行分組哈希運算，將哈希值存儲于Merkle樹狀數據結構中，再利用區塊鏈中的區塊生成機制生成數據區塊；區塊之間利用區塊頭的哈希指針連接形成鏈狀數據結構；接收方收到動態數據后，在本地計算其哈希值并采用Merkle樹支持的簡化支付驗證協議與區塊鏈上的對應數據進行比較，如果不一致，則判定動態數據文件遭到篡改并向監控中心報警。

7.根據權利要求6所述的基于聯盟鏈的物聯網動態數據溯源方法，其特征在于，D)中物聯網各實例系統中相鄰層次實體間通信時，采用二次散列迭代方式，將發送方公鑰及消息同時作為哈希函數輸入，得到作為特征值的哈希運算消息認證碼；用發送方的私鑰對消息認證碼進行簽名。