[發明專利]一種基于區塊鏈的物聯網資源共享方法及系統

有效

• 申請號: 201910480140.6
• 申請日: 2019-06-04
• 公開（公告）號: CN110166567B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 張婧;馮欣;孫庚;劉壯;葛寶川;楊瀟瀟
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L9/32
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 程華

1.一種基于區塊鏈的物聯網資源共享方法，其特征在于，所述物聯網資源共享方法包括：

獲取域內網絡結構參數；所述網絡結構參數包括域內網絡長度、域內網絡寬度以及域內節點個數；

根據所述域內網絡結構參數，結合已經建立的非線性目標函數，計算每個區半徑；所述非線性目標函數為域內總能耗最小且各層區結構之間能耗均衡的目標函數；

根據所述區半徑，建立層次型的分布式物聯網系統框架；所述分布式物聯網系統框架劃分為多個管理域網絡，每個所述管理域網絡由若干個非均勻層區結構組成，每個層區結構包括若干個相同的區，且不同層區結構的區半徑不同；

在所述分布式物聯網系統框架的每個區內均構建一個子區塊鏈，進而建立具有子區塊鏈和全局區塊鏈的兩層區塊鏈結構；

確定每個區內的數據源節點，并在所述子區塊鏈中，通過所述數據源節點構建發布新區塊，達到區內共識；

確定每個區內的區頭節點，并分別計算每個所述區頭節點的貢獻度，將貢獻度最大的區頭節點確定為全局區塊發布者；所述區頭節點為區內剩余能量最多的節點；

結合主從多鏈結構的低開銷共識算法，通過所述全局區塊發布者構建發布新全局區塊，達成全局區塊共識；

所述非線性目標函數為

其中，表示整個域內網絡節點的能量消耗；R為區半徑的集合，R＝{r₁，r₂，……r_i，……r_n}，n為區半徑的總數，r為區半徑；W為域內網絡寬度，r_i為第i層的區半徑，表示一個區內參與協作傳輸的節點比例，c_i第i層的節點數量，l為傳輸數據長度，E_elec為發射電路損耗的能量，ε為傳輸衰減模型功率放大所需要的能量，為第i層合作節點之間的距離；

表示第i個層區結構內節點的能量消耗，N_i為第i層參與協作傳輸的節點數量；

L為域內網絡長度，r₁為第1層的區半徑，r₂為第2層的區半徑，r_k為第k層的區半徑，r_n為第n層的區半徑。

2.根據權利要求1所述的基于區塊鏈的物聯網資源共享方法，其特征在于，所述根據所述域內網絡結構參數，結合已經建立的非線性目標函數，計算每個區半徑，具體包括：

根據所述域內網絡結構參數和已經建立的非線性目標函數，采用引力搜索算法，計算每個區半徑。

3.根據權利要求1所述的基于區塊鏈的物聯網資源共享方法，其特征在于，在所述兩層區塊鏈結構中，每個區內維護的一個子區塊鏈形成從鏈，多個區形成多鏈結構，從而構成全局區塊鏈；其中，一個全局區塊為t時刻各區頭節點通過全局共識形成的區塊；

每個所述子區塊鏈均由子區塊頭和子區塊體兩部分組成；其中，所述子區塊頭包含的信息包括{子區塊序號CBlockID，數據源節點簽名DSig，區塊Hash值，Merkle樹根，合作節點列表NodeList，合作節點貢獻度列表ContriList，時間戳t}，所述子區塊體存儲協作傳輸的數據包頭信息；

所述全局區塊鏈由全局區塊頭和全局區塊體兩部分組成，所述全局區塊頭包含的信息包括{區塊序號GBlockID，區頭節點簽名CSig，區塊Hash值，Merkle樹根，時間戳t}，所述全局區塊體存儲協作傳輸列表List。