[發(fā)明專利]一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)資源共享方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910480140.6
• 申請(qǐng)日: 2019-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110166567B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張婧;馮欣;孫庚;劉壯;葛寶川;楊瀟瀟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L29/08
• 分類號(hào): H04L29/08;H04L9/32
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 程華

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)資源共享方法及系統(tǒng)，涉及區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域，包括根據(jù)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)合已建立的非線性目標(biāo)函數(shù)，計(jì)算每個(gè)區(qū)半徑，并根據(jù)區(qū)半徑，建立層次型的由多個(gè)管理域網(wǎng)絡(luò)組成的分布式物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)框架，且每個(gè)管理域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每個(gè)層區(qū)結(jié)構(gòu)的區(qū)半徑相同，不同層區(qū)結(jié)構(gòu)的區(qū)半徑不同；在每個(gè)區(qū)內(nèi)構(gòu)建一個(gè)子區(qū)塊鏈，進(jìn)而建立具有子區(qū)塊鏈和全局區(qū)塊鏈的兩層區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)；結(jié)合主從多鏈結(jié)構(gòu)的低開(kāi)銷(xiāo)共識(shí)算法，將區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)作為發(fā)布者來(lái)構(gòu)建發(fā)布新區(qū)塊以達(dá)到區(qū)內(nèi)共識(shí)，將貢獻(xiàn)度最大的區(qū)頭節(jié)點(diǎn)作為全局區(qū)塊發(fā)布者來(lái)構(gòu)建發(fā)布新全局區(qū)塊以達(dá)成全局區(qū)塊共識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)去中心化網(wǎng)絡(luò)能量資源可靠共享和最大化網(wǎng)絡(luò)資源利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)資源共享方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

據(jù)Gartner預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)2020年將有數(shù)百億設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)。大量的智能嵌入式設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)形成具有功能性的智能物聯(lián)網(wǎng)，如何實(shí)現(xiàn)去中心化網(wǎng)絡(luò)資源管理保障物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)提供服務(wù)將成為面臨的核心問(wèn)題之一。其中，物聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)性是導(dǎo)致資源閑置率高，資源浪費(fèi)問(wèn)題的主要因素。因此，在物聯(lián)網(wǎng)接入節(jié)點(diǎn)資源受限的制約下，如何管理網(wǎng)絡(luò)資源，提高最大化網(wǎng)絡(luò)資源利用率和物聯(lián)網(wǎng)性能是關(guān)鍵。受滴滴出行、共享單車(chē)等共享經(jīng)濟(jì)模式的啟發(fā)，充分調(diào)動(dòng)社會(huì)閑置資源，將物聯(lián)網(wǎng)中的資源共享是實(shí)現(xiàn)資源利用率最大化的有效方案，即將物聯(lián)網(wǎng)中的接入終端充當(dāng)資源實(shí)體，實(shí)現(xiàn)資源交互。然而在不可靠的分布式物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，如何避免自私或惡意節(jié)點(diǎn)侵占網(wǎng)絡(luò)資源，在節(jié)點(diǎn)之間建立可靠的共享關(guān)系是首要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)資源共享方法及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)去中心化網(wǎng)絡(luò)能量資源可靠共享和最大化網(wǎng)絡(luò)資源利用率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)資源共享方法，包括：

獲取域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)；所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)包括域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度、域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)寬度以及域內(nèi)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)；

根據(jù)所述域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)合已經(jīng)建立的非線性目標(biāo)函數(shù)，計(jì)算每個(gè)區(qū)半徑；所述非線性目標(biāo)函數(shù)為域內(nèi)總能耗最小且各層區(qū)結(jié)構(gòu)之間能耗均衡的目標(biāo)函數(shù)；

根據(jù)所述區(qū)半徑，建立層次型的分布式物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)框架；所述分布式物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)框架劃分為多個(gè)管理域網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)所述管理域網(wǎng)絡(luò)由若干個(gè)非均勻?qū)訁^(qū)結(jié)構(gòu)組成，每個(gè)層區(qū)結(jié)構(gòu)包括若干個(gè)相同的區(qū)，且不同層區(qū)結(jié)構(gòu)的區(qū)半徑不同；

在所述分布式物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)框架的每個(gè)區(qū)內(nèi)均構(gòu)建一個(gè)子區(qū)塊鏈，進(jìn)而建立具有子區(qū)塊鏈和全局區(qū)塊鏈的兩層區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)；

確定每個(gè)區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)，并在所述子區(qū)塊鏈中，通過(guò)所述數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)構(gòu)建發(fā)布新區(qū)塊，達(dá)到區(qū)內(nèi)共識(shí)；

確定每個(gè)區(qū)內(nèi)的區(qū)頭節(jié)點(diǎn)，并分別計(jì)算每個(gè)所述區(qū)頭節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)度，將貢獻(xiàn)度最大的區(qū)頭節(jié)點(diǎn)確定為全局區(qū)塊發(fā)布者；所述區(qū)頭節(jié)點(diǎn)為區(qū)內(nèi)剩余能量最多的節(jié)點(diǎn)；

結(jié)合主從多鏈結(jié)構(gòu)的低開(kāi)銷(xiāo)共識(shí)算法，通過(guò)所述全局區(qū)塊發(fā)布者構(gòu)建發(fā)布新全局區(qū)塊，達(dá)成全局區(qū)塊共識(shí)。

可選的，所述根據(jù)所述域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)合已經(jīng)建立的非線性目標(biāo)函數(shù)，計(jì)算每個(gè)區(qū)半徑，具體包括：

根據(jù)所述域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)和已經(jīng)建立的非線性目標(biāo)函數(shù)，采用引力搜索算法，計(jì)算每個(gè)區(qū)半徑。

可選的，所述非線性目標(biāo)函數(shù)為其中，表示整個(gè)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能量消耗；表示第i個(gè)層區(qū)結(jié)構(gòu)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的能量消耗。

可選的，在所述兩層區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)中，每個(gè)區(qū)內(nèi)維護(hù)的一個(gè)子區(qū)塊鏈形成從鏈，多個(gè)區(qū)形成多鏈結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成全局區(qū)塊鏈；其中，一個(gè)全局區(qū)塊為t時(shí)刻各區(qū)頭節(jié)點(diǎn)通過(guò)全局共識(shí)形成的區(qū)塊；