[發(fā)明專利]一種物聯(lián)網(wǎng)分布式資產(chǎn)的登記方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010158475.9
• 申請(qǐng)日: 2020-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111478773B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林樂(lè);蘭春嘉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海能鏈眾合科技有限公司
• 主分類號(hào): H04L9/32
• 分類號(hào): H04L9/32;H04L29/06;H04L29/08;G06F21/62;G06F21/64
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• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種物聯(lián)網(wǎng)分布式資產(chǎn)的登記方法，其特征在于，包含有：

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)分布式資產(chǎn)的登記方法的系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含有：登記節(jié)點(diǎn)子系統(tǒng)、多通道子系統(tǒng)、傳送子系統(tǒng)、數(shù)字證書子系統(tǒng)、日志子系統(tǒng)、節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)入子系統(tǒng)；

所述登記節(jié)點(diǎn)子系統(tǒng)包含N個(gè)登記節(jié)點(diǎn)，N為大于3的自然數(shù)，所述登記節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)連接；所述登記節(jié)點(diǎn)按功能分為3類：普通節(jié)點(diǎn)、校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)、共識(shí)節(jié)點(diǎn)；所述普通節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送資產(chǎn)登記請(qǐng)求廣播，接收其它登記節(jié)點(diǎn)的資產(chǎn)登記請(qǐng)求廣播，接收登記節(jié)點(diǎn)的變動(dòng)信息；所述資產(chǎn)登記請(qǐng)求廣播的格式為REQUEST,m,t,c，REQUEST表示信息類型為登記請(qǐng)求，m代表請(qǐng)求進(jìn)行資產(chǎn)登記的信息，t表示進(jìn)行資產(chǎn)登記的普通節(jié)點(diǎn)的時(shí)間戳，防止同一資產(chǎn)登記的請(qǐng)求被多次執(zhí)行，c表示進(jìn)行資產(chǎn)登記的普通節(jié)點(diǎn)的簽名；所述登記節(jié)點(diǎn)的變動(dòng)信息是指登記節(jié)點(diǎn)增加、減少的變化信息；所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)校驗(yàn)普通節(jié)點(diǎn)的資產(chǎn)登記請(qǐng)求廣播，并將通過(guò)校驗(yàn)的資產(chǎn)登記請(qǐng)求廣播和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的簽名通過(guò)廣播發(fā)送給共識(shí)節(jié)點(diǎn)；所述共識(shí)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)聽(tīng)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的廣播，并對(duì)通過(guò)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)校驗(yàn)的資產(chǎn)登記請(qǐng)求發(fā)起共識(shí)流程，并將共識(shí)結(jié)果記錄到傳送子系統(tǒng)；所述共識(shí)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為大于3的整數(shù)個(gè)，將共識(shí)節(jié)點(diǎn)記為g個(gè)，共識(shí)節(jié)點(diǎn)通過(guò)主節(jié)點(diǎn)輪換流程分為1個(gè)主節(jié)點(diǎn)和g-1個(gè)從節(jié)點(diǎn)；所述主節(jié)點(diǎn)輪換流程將g個(gè)共識(shí)節(jié)點(diǎn)從1、2、3、...g開(kāi)始遞增編號(hào)，編號(hào)為1的共識(shí)節(jié)點(diǎn)為主節(jié)點(diǎn)，編號(hào)為2、3、...、g的共識(shí)節(jié)點(diǎn)為從節(jié)點(diǎn)，若主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，編號(hào)為2、3、...、g的g-1個(gè)共識(shí)節(jié)點(diǎn)編號(hào)依次變?yōu)?、2、...、g-1，編號(hào)為1的共識(shí)節(jié)點(diǎn)變?yōu)橹鞴?jié)點(diǎn)，原主節(jié)點(diǎn)編號(hào)變?yōu)間,成為從節(jié)點(diǎn)；所述主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的廣播，發(fā)起共識(shí)流程給從節(jié)點(diǎn)，將共識(shí)流程的結(jié)果廣播到資產(chǎn)登記系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)；所述從節(jié)點(diǎn)響應(yīng)共識(shí)流程，并將共識(shí)流程結(jié)果發(fā)送給主節(jié)點(diǎn)；所述共識(shí)流程是共識(shí)節(jié)點(diǎn)對(duì)資產(chǎn)登記的請(qǐng)求進(jìn)行驗(yàn)證的流程，具體步驟如下：

步驟一：主節(jié)點(diǎn)對(duì)資產(chǎn)登記請(qǐng)求廣播REQUEST,m,t,c的請(qǐng)求生成PRE-PREPARE,m,n,d的預(yù)準(zhǔn)備信息，PRE-PREPARE,m,n,d表示的含義是對(duì)資產(chǎn)登記的請(qǐng)求生成的預(yù)準(zhǔn)備信息，PRE-PREPARE表示信息類型為預(yù)準(zhǔn)備，n是主節(jié)點(diǎn)為資產(chǎn)登記的請(qǐng)求所分配的整數(shù)序號(hào),d是m的哈希值，主節(jié)點(diǎn)將預(yù)準(zhǔn)備信息通過(guò)廣播發(fā)送給從節(jié)點(diǎn)；

步驟二、從節(jié)點(diǎn)對(duì)接收的預(yù)準(zhǔn)備信息進(jìn)行驗(yàn)證，首先利用哈希算法驗(yàn)證d的準(zhǔn)確性，并驗(yàn)證從節(jié)點(diǎn)中從未接收過(guò)序號(hào)為n的信息m，驗(yàn)證通過(guò)后，從節(jié)點(diǎn)進(jìn)入準(zhǔn)備階段，向全部的從節(jié)點(diǎn)廣播準(zhǔn)備信息PREPARE,m,n,d,i,其中PREPARE表示信息類型為準(zhǔn)備，i為發(fā)送準(zhǔn)備信息的從節(jié)點(diǎn)的簽名，如果預(yù)準(zhǔn)備信息沒(méi)有通過(guò)驗(yàn)證，那么從節(jié)點(diǎn)向主節(jié)點(diǎn)返回共識(shí)流程的驗(yàn)證結(jié)果是驗(yàn)證未通過(guò)，驗(yàn)證未通過(guò)信息的格式是FAILURE,m,n,d,i，所述FAILURE表示驗(yàn)證未通過(guò)；

步驟三：預(yù)準(zhǔn)備信息通過(guò)驗(yàn)證后，從節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的準(zhǔn)備信息PREPARE,m,n,d,i的m、n、d、i進(jìn)行檢查并計(jì)數(shù)，如果某個(gè)從節(jié)點(diǎn)收到的準(zhǔn)備信息達(dá)到g-1個(gè)，則表示g-1個(gè)從節(jié)點(diǎn)全部通過(guò)驗(yàn)證，將收到g-1個(gè)準(zhǔn)備信息的從節(jié)點(diǎn)記為P,則從節(jié)點(diǎn)P向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送確認(rèn)信息COMMIT，m,n,d，COMMIT表示信息類型為確認(rèn)；

步驟四：主節(jié)點(diǎn)在收到確認(rèn)信息COMMIT，m,n,d后，首先對(duì)m、n、d進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證通過(guò)后，主節(jié)點(diǎn)生成資產(chǎn)登記信息REPLY，m，t,c,c₁，用于表示普通節(jié)點(diǎn)c在時(shí)刻t進(jìn)行的資產(chǎn)登記信息m由主節(jié)點(diǎn)c₁確認(rèn)登記，其中REPLY表示信息類型為響應(yīng)，c₁表示主節(jié)點(diǎn)的簽名；

所述多通道子系統(tǒng)是在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，分為多個(gè)通道模塊，同一通道模塊上的數(shù)據(jù)、廣播只能由處于同一通道模塊上的登記節(jié)點(diǎn)獲取，同一登記節(jié)點(diǎn)加入多個(gè)通道模塊；所述多通道子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了同一區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，不同的節(jié)點(diǎn)能夠加入不同的通道模塊；所述多通道子系統(tǒng)中，同一通道模塊中的信息公開(kāi)透明，同時(shí)保證不同通道模塊之間的信息保密；所述多通道子系統(tǒng)分為業(yè)務(wù)通道模塊、公共通道模塊；所述業(yè)務(wù)通道模塊只能由校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)、共識(shí)節(jié)點(diǎn)使用；所述公共通道模塊是公開(kāi)的，普通節(jié)點(diǎn)、校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)、共識(shí)節(jié)點(diǎn)都能夠加入公共通道模塊；

所述傳送子系統(tǒng)保存著所有資產(chǎn)登記結(jié)果，查詢所有的資產(chǎn)登記結(jié)果；需要公告的資產(chǎn)信息通過(guò)傳送子系統(tǒng)進(jìn)行公告；

所述數(shù)字證書子系統(tǒng)是基于PKI實(shí)現(xiàn)登記節(jié)點(diǎn)認(rèn)證的系統(tǒng)，基于SM3算法計(jì)算登記節(jié)點(diǎn)的公鑰和私鑰，基于X.509標(biāo)準(zhǔn)生成數(shù)字證書及簽名；所述私鑰由登記節(jié)點(diǎn)保存，所述公鑰發(fā)送給區(qū)塊鏈中其他登記節(jié)點(diǎn)，可供區(qū)塊鏈中其他登記節(jié)點(diǎn)查詢；

所述日志子系統(tǒng)主要是將系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中廣播信息、請(qǐng)求信息、登記數(shù)據(jù)進(jìn)行日志記錄，通過(guò)日志來(lái)記錄資產(chǎn)登記系統(tǒng)的運(yùn)行情況，通過(guò)查詢?nèi)罩咀酉到y(tǒng)，了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并回溯系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)；

所述節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)入子系統(tǒng)對(duì)新節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)相應(yīng)驗(yàn)證，驗(yàn)證通過(guò)后才能加入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，分為普通節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)入、共識(shí)節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)入；

所述普通節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)入包括以下步驟：

步驟一、新節(jié)點(diǎn)向區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的登記節(jié)點(diǎn)發(fā)送加入普通節(jié)點(diǎn)的申請(qǐng)，申請(qǐng)內(nèi)容包含數(shù)字證書及簽名、現(xiàn)實(shí)通信地址、MAC地址；

步驟二、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的登記節(jié)點(diǎn)收到加入普通節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)后，對(duì)所述申請(qǐng)內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證通過(guò)后向新節(jié)點(diǎn)返回成功信息，驗(yàn)證不通過(guò)，則不允許新節(jié)點(diǎn)加入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；

步驟三、驗(yàn)證通過(guò)后，在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中廣播新節(jié)點(diǎn)的信息，之后新節(jié)點(diǎn)作為普通節(jié)點(diǎn)執(zhí)行操作；

所述共識(shí)節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)入是對(duì)新節(jié)點(diǎn)的申請(qǐng)進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證通過(guò)后變?yōu)樾碌墓沧R(shí)節(jié)點(diǎn)，新的共識(shí)節(jié)點(diǎn)的信息廣播到網(wǎng)絡(luò)中；所述共識(shí)節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)入的工作步驟包括：

步驟一、新節(jié)點(diǎn)首先必須成為區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的普通節(jié)點(diǎn)；

步驟二、新節(jié)點(diǎn)需要向任意的已存在的共識(shí)節(jié)點(diǎn)發(fā)送加入共識(shí)節(jié)點(diǎn)的申請(qǐng)；

步驟三、收到加入共識(shí)節(jié)點(diǎn)的申請(qǐng)后，共識(shí)節(jié)點(diǎn)向區(qū)塊鏈網(wǎng)路廣播加入共識(shí)節(jié)點(diǎn)的申請(qǐng)；

步驟四、共識(shí)節(jié)點(diǎn)對(duì)加入共識(shí)節(jié)點(diǎn)的申請(qǐng)進(jìn)行投票，超過(guò)50％的共識(shí)節(jié)點(diǎn)投票通過(guò)則向新節(jié)點(diǎn)返回成功信息；否則，驗(yàn)證不通過(guò)，則不允許新節(jié)點(diǎn)加入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；

步驟五、新節(jié)點(diǎn)收到驗(yàn)證通過(guò)信息后，在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中廣播新節(jié)點(diǎn)的信息，之后新節(jié)點(diǎn)作為共識(shí)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行操作；

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)分布式資產(chǎn)的登記方法的資產(chǎn)登記操作步驟如下：

步驟一、公共通道中的普通節(jié)點(diǎn)提交資產(chǎn)登記請(qǐng)求，并在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中廣播資產(chǎn)登記請(qǐng)求；所述資產(chǎn)登記請(qǐng)求包含資產(chǎn)登記數(shù)據(jù)、接收資產(chǎn)登記數(shù)據(jù)的普通節(jié)點(diǎn)的簽名；公共通道中的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)將資產(chǎn)登記請(qǐng)求廣播到業(yè)務(wù)通道中；

步驟二、校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)在收到資產(chǎn)登記請(qǐng)求后，首先對(duì)請(qǐng)求本身進(jìn)行校驗(yàn)，然后對(duì)資產(chǎn)登記數(shù)據(jù)本身的合法性進(jìn)行校驗(yàn)，若校驗(yàn)成功則將資產(chǎn)登記請(qǐng)求廣播和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的簽名發(fā)送給共識(shí)節(jié)點(diǎn)；

步驟三、校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)校驗(yàn)普通節(jié)點(diǎn)的資產(chǎn)登記請(qǐng)求廣播；

步驟四、共識(shí)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)聽(tīng)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的校驗(yàn)廣播，并對(duì)通過(guò)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)校驗(yàn)的資產(chǎn)登記請(qǐng)求發(fā)起共識(shí)流程；

步驟五、共識(shí)流程對(duì)資產(chǎn)登記請(qǐng)求進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證通過(guò)則進(jìn)行資產(chǎn)登記，驗(yàn)證不通過(guò)則不允許資產(chǎn)登記；

步驟六、共識(shí)流程的結(jié)果發(fā)送到傳送子系統(tǒng)，并在傳送子系統(tǒng)中保存。