[發明專利]一種物聯網分布式資產的登記方法

有效

• 申請號: 202010158475.9
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111478773B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 林樂;蘭春嘉
• 申請（專利權）人: 上海能鏈眾合科技有限公司
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L29/06;H04L29/08;G06F21/62;G06F21/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種物聯網分布式資產的登記方法，其特征在于，包含有：

應用物聯網分布式資產的登記方法的系統設計包含有：登記節點子系統、多通道子系統、傳送子系統、數字證書子系統、日志子系統、節點準入子系統；

所述登記節點子系統包含N個登記節點，N為大于3的自然數，所述登記節點之間通過區塊鏈網絡連接；所述登記節點按功能分為3類：普通節點、校驗節點、共識節點；所述普通節點通過網絡發送資產登記請求廣播，接收其它登記節點的資產登記請求廣播，接收登記節點的變動信息；所述資產登記請求廣播的格式為REQUEST,m,t,c，REQUEST表示信息類型為登記請求，m代表請求進行資產登記的信息，t表示進行資產登記的普通節點的時間戳，防止同一資產登記的請求被多次執行，c表示進行資產登記的普通節點的簽名；所述登記節點的變動信息是指登記節點增加、減少的變化信息；所述校驗節點負責校驗普通節點的資產登記請求廣播，并將通過校驗的資產登記請求廣播和校驗節點的簽名通過廣播發送給共識節點；所述共識節點在網絡中監聽校驗節點發送的廣播，并對通過校驗節點校驗的資產登記請求發起共識流程，并將共識結果記錄到傳送子系統；所述共識節點的數量為大于3的整數個，將共識節點記為g個，共識節點通過主節點輪換流程分為1個主節點和g-1個從節點；所述主節點輪換流程將g個共識節點從1、2、3、...g開始遞增編號，編號為1的共識節點為主節點，編號為2、3、...、g的共識節點為從節點，若主節點出現問題時，編號為2、3、...、g的g-1個共識節點編號依次變為1、2、...、g-1，編號為1的共識節點變為主節點，原主節點編號變為g,成為從節點；所述主節點負責接收校驗節點的廣播，發起共識流程給從節點，將共識流程的結果廣播到資產登記系統的網絡；所述從節點響應共識流程，并將共識流程結果發送給主節點；所述共識流程是共識節點對資產登記的請求進行驗證的流程，具體步驟如下：

步驟一：主節點對資產登記請求廣播REQUEST,m,t,c的請求生成PRE-PREPARE,m,n,d的預準備信息，PRE-PREPARE,m,n,d表示的含義是對資產登記的請求生成的預準備信息，PRE-PREPARE表示信息類型為預準備，n是主節點為資產登記的請求所分配的整數序號,d是m的哈希值，主節點將預準備信息通過廣播發送給從節點；

步驟二、從節點對接收的預準備信息進行驗證，首先利用哈希算法驗證d的準確性，并驗證從節點中從未接收過序號為n的信息m，驗證通過后，從節點進入準備階段，向全部的從節點廣播準備信息PREPARE,m,n,d,i,其中PREPARE表示信息類型為準備，i為發送準備信息的從節點的簽名，如果預準備信息沒有通過驗證，那么從節點向主節點返回共識流程的驗證結果是驗證未通過，驗證未通過信息的格式是FAILURE,m,n,d,i，所述FAILURE表示驗證未通過；

步驟三：預準備信息通過驗證后，從節點對接收到的準備信息PREPARE,m,n,d,i的m、n、d、i進行檢查并計數，如果某個從節點收到的準備信息達到g-1個，則表示g-1個從節點全部通過驗證，將收到g-1個準備信息的從節點記為P,則從節點P向主節點發送確認信息COMMIT，m,n,d，COMMIT表示信息類型為確認；

步驟四：主節點在收到確認信息COMMIT，m,n,d后，首先對m、n、d進行驗證，驗證通過后，主節點生成資產登記信息REPLY，m，t,c,c₁，用于表示普通節點c在時刻t進行的資產登記信息m由主節點c₁確認登記，其中REPLY表示信息類型為響應，c₁表示主節點的簽名；

所述多通道子系統是在區塊鏈網絡中，分為多個通道模塊，同一通道模塊上的數據、廣播只能由處于同一通道模塊上的登記節點獲取，同一登記節點加入多個通道模塊；所述多通道子系統實現了同一區塊鏈網絡中，不同的節點能夠加入不同的通道模塊；所述多通道子系統中，同一通道模塊中的信息公開透明，同時保證不同通道模塊之間的信息保密；所述多通道子系統分為業務通道模塊、公共通道模塊；所述業務通道模塊只能由校驗節點、共識節點使用；所述公共通道模塊是公開的，普通節點、校驗節點、共識節點都能夠加入公共通道模塊；

所述傳送子系統保存著所有資產登記結果，查詢所有的資產登記結果；需要公告的資產信息通過傳送子系統進行公告；

所述數字證書子系統是基于PKI實現登記節點認證的系統，基于SM3算法計算登記節點的公鑰和私鑰，基于X.509標準生成數字證書及簽名；所述私鑰由登記節點保存，所述公鑰發送給區塊鏈中其他登記節點，可供區塊鏈中其他登記節點查詢；

所述日志子系統主要是將系統運行過程中廣播信息、請求信息、登記數據進行日志記錄，通過日志來記錄資產登記系統的運行情況，通過查詢日志子系統，了解系統運行狀態，并回溯系統歷史數據；

所述節點準入子系統對新節點經過相應驗證，驗證通過后才能加入區塊鏈網絡，分為普通節點準入、共識節點準入；

所述普通節點準入包括以下步驟：

步驟一、新節點向區塊鏈網絡中的登記節點發送加入普通節點的申請，申請內容包含數字證書及簽名、現實通信地址、MAC地址；

步驟二、區塊鏈網絡中的登記節點收到加入普通節點申請后，對所述申請內容進行驗證，驗證通過后向新節點返回成功信息，驗證不通過，則不允許新節點加入區塊鏈網絡；

步驟三、驗證通過后，在區塊鏈網絡中廣播新節點的信息，之后新節點作為普通節點執行操作；

所述共識節點準入是對新節點的申請進行驗證，驗證通過后變為新的共識節點，新的共識節點的信息廣播到網絡中；所述共識節點準入的工作步驟包括：

步驟一、新節點首先必須成為區塊鏈網絡中的普通節點；

步驟二、新節點需要向任意的已存在的共識節點發送加入共識節點的申請；

步驟三、收到加入共識節點的申請后，共識節點向區塊鏈網路廣播加入共識節點的申請；

步驟四、共識節點對加入共識節點的申請進行投票，超過50％的共識節點投票通過則向新節點返回成功信息；否則，驗證不通過，則不允許新節點加入區塊鏈網絡；

步驟五、新節點收到驗證通過信息后，在區塊鏈網絡中廣播新節點的信息，之后新節點作為共識節點執行操作；

應用物聯網分布式資產的登記方法的資產登記操作步驟如下：

步驟一、公共通道中的普通節點提交資產登記請求，并在區塊鏈網絡中廣播資產登記請求；所述資產登記請求包含資產登記數據、接收資產登記數據的普通節點的簽名；公共通道中的校驗節點將資產登記請求廣播到業務通道中；

步驟二、校驗節點在收到資產登記請求后，首先對請求本身進行校驗，然后對資產登記數據本身的合法性進行校驗，若校驗成功則將資產登記請求廣播和校驗節點的簽名發送給共識節點；

步驟三、校驗節點負責校驗普通節點的資產登記請求廣播；

步驟四、共識節點在網絡中監聽校驗節點發送的校驗廣播，并對通過校驗節點校驗的資產登記請求發起共識流程；

步驟五、共識流程對資產登記請求進行驗證，驗證通過則進行資產登記，驗證不通過則不允許資產登記；

步驟六、共識流程的結果發送到傳送子系統，并在傳送子系統中保存。