[發(fā)明專利]一種基于區(qū)塊鏈保護(hù)凈水設(shè)備數(shù)據(jù)安全的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011048854.9
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN111901128B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳耿;楊智程;黃鵬;王熙;付貴;曹幼霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都清渟科技有限公司;湖南清渟科技有限公司
• 主分類號(hào): H04L9/32
• 分類號(hào): H04L9/32;G06F21/64
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

1.一種基于區(qū)塊鏈保護(hù)凈水設(shè)備數(shù)據(jù)安全的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將凈水設(shè)備和其所有者進(jìn)行綁定并加入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；

S2、獲取凈水設(shè)備的采集數(shù)據(jù)并計(jì)算濾芯壽命，將獲取的采集數(shù)據(jù)、計(jì)算得到的濾芯壽命和凈水設(shè)備的認(rèn)證數(shù)據(jù)發(fā)送至云端；

S3、通過各個(gè)凈水設(shè)備上傳至云端的采集數(shù)據(jù)和濾芯壽命，在云端對(duì)各個(gè)凈水設(shè)備計(jì)算得到的濾芯壽命進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)校準(zhǔn)，得到校準(zhǔn)后的濾芯壽命；

S4、根據(jù)凈水設(shè)備的認(rèn)證數(shù)據(jù)將其采集數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)后的濾芯壽命通過區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)RPC接口以交易的方式實(shí)時(shí)提交到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；

S5、各個(gè)凈水設(shè)備從區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中獲取其最新的濾芯壽命數(shù)據(jù)并作為其真實(shí)的濾芯壽命；

所述步驟S1的具體方法包括以下子步驟：

S1-1、將凈水設(shè)備和其所有者進(jìn)行綁定：綁定所有者的身份信息和凈水設(shè)備的硬件信息；其中所有者的身份信息包括登錄賬號(hào)和手機(jī)號(hào)，凈水設(shè)備的硬件信息包括設(shè)備編號(hào)和硬件編號(hào)；

S1-2、為所有者生成公私秘鑰對(duì)；其中公鑰為所有者在區(qū)塊鏈上的地址，私鑰用于注冊(cè)交易的身份認(rèn)證和簽名；

S1-3、將完成的注冊(cè)交易廣播到區(qū)塊鏈中，通過節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證達(dá)成共識(shí)后將新凈水設(shè)備加入到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；

S1-4、持續(xù)獲取已在區(qū)塊鏈中注冊(cè)的凈水設(shè)備和/或所有者是否提出訪問區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，若是則判斷其訪問的數(shù)據(jù)是否為屬于自己的數(shù)據(jù)，若是則進(jìn)入步驟S1-5，否則進(jìn)入步驟S1-6；其中提出訪問請(qǐng)求的凈水設(shè)備和/或所有者為請(qǐng)求主體；

S1-5、通過區(qū)塊鏈驗(yàn)證請(qǐng)求主體的私鑰和訪問策略，若均通過則接受訪問請(qǐng)求并返回對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，否則拒絕訪問，結(jié)束當(dāng)前訪問請(qǐng)求；

S1-6、請(qǐng)求主體向數(shù)據(jù)持有者發(fā)送目標(biāo)地址和操作請(qǐng)求，通過數(shù)據(jù)持有者驗(yàn)證請(qǐng)求主體的公鑰獲取請(qǐng)求主體的身份，驗(yàn)證通過后根據(jù)請(qǐng)求主體的操作請(qǐng)求為其創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的訪問策略，并將訪問策略以鎖定腳本的形式封裝在交易的輸出中，通過交易發(fā)送至請(qǐng)求主體的公鑰，并將該交易廣播到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，結(jié)束當(dāng)前請(qǐng)求；

所述步驟S1中的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)為DAG鏈，DAG鏈的一端為出度為0的創(chuàng)世區(qū)塊，創(chuàng)世區(qū)塊至所有新區(qū)塊構(gòu)成有向無環(huán)圖，哈希指針由新區(qū)塊指向歷史區(qū)塊；

所述步驟S4的具體方法包括以下子步驟：

S4-1、選取N個(gè)權(quán)威節(jié)點(diǎn)，用于確認(rèn)主鏈上交易的有效性和檢查全網(wǎng)交易，包括記錄交易區(qū)塊的時(shí)間戳、監(jiān)督每個(gè)區(qū)塊按照權(quán)重值的大小排序進(jìn)行驗(yàn)證；其中云端的服務(wù)器為權(quán)威節(jié)點(diǎn)；

S4-2、當(dāng)任一終端節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的采集數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)后的濾芯壽命作為一筆數(shù)據(jù)交易，從與發(fā)起數(shù)據(jù)交易的節(jié)點(diǎn)有直接或間接關(guān)系的父區(qū)塊中找到權(quán)重值最高的兩個(gè)區(qū)塊；

S4-3、將找到的權(quán)重值最高的兩個(gè)區(qū)塊的隨機(jī)值和發(fā)起數(shù)據(jù)交易的節(jié)點(diǎn)的交易內(nèi)容打包后添加一個(gè)隨機(jī)數(shù)，并獲取添加隨機(jī)數(shù)后的打包內(nèi)容的哈希值；

S4-4、判斷該哈希值的前N位是否均為0，若是則將該哈希值作為發(fā)起數(shù)據(jù)交易的節(jié)點(diǎn)的權(quán)重?cái)?shù)值并進(jìn)入步驟S4-5；否則改變隨機(jī)數(shù)值并返回步驟S4-3；

S4-5、將步驟S4-4中得到的權(quán)重?cái)?shù)值及對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)向全區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)廣播；

S4-6、通過區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)中發(fā)起新交易的子區(qū)塊以與步驟S4-2至步驟S4-5相同的方法對(duì)新區(qū)塊對(duì)應(yīng)的權(quán)重?cái)?shù)值及隨機(jī)數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證；

S4-7、若新區(qū)塊對(duì)應(yīng)的權(quán)重?cái)?shù)值及隨機(jī)數(shù)被一半以上的權(quán)威節(jié)點(diǎn)所驗(yàn)證通過，則認(rèn)定該新區(qū)塊有效，進(jìn)入步驟S4-8；否則舍棄該新區(qū)塊，并降低發(fā)起數(shù)據(jù)交易的節(jié)點(diǎn)的權(quán)重，進(jìn)入步驟S4-9；

S4-8、判斷當(dāng)前新區(qū)塊是否與歷史區(qū)塊存在沖突，若是則比較存在沖突的兩個(gè)區(qū)塊的主鏈指數(shù)，將主鏈指數(shù)低的區(qū)塊加入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，舍棄主鏈指數(shù)高的區(qū)塊，進(jìn)入步驟S4-9；

S4-9、判斷是否有節(jié)點(diǎn)的權(quán)重值為0，若是則從區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中拋棄該節(jié)點(diǎn)；

區(qū)塊權(quán)重值的獲取方法為：

獲取該區(qū)塊被其他節(jié)點(diǎn)認(rèn)證通過的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，將該數(shù)量加1作為該區(qū)塊的權(quán)重值；

數(shù)值N的獲取方法為：

判斷區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)是否小于15，若是則將區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)量除以3并向上取整后的數(shù)作為N的取值；否則將5作為N的取值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于區(qū)塊鏈保護(hù)凈水設(shè)備數(shù)據(jù)安全的方法，其特征在于，所述步驟S2中凈水設(shè)備的采集數(shù)據(jù)包括用水?dāng)?shù)據(jù)、TDS數(shù)據(jù)、漏水?dāng)?shù)據(jù)和微生物含量數(shù)據(jù)。

3.一種采用權(quán)利要求1或2所述的基于區(qū)塊鏈保護(hù)凈水設(shè)備數(shù)據(jù)安全的方法的基于區(qū)塊鏈保護(hù)凈水設(shè)備數(shù)據(jù)安全的系統(tǒng)，其特征在于，包括云端服務(wù)器、設(shè)置在凈水設(shè)備處的區(qū)塊鏈支撐模塊，以及設(shè)置在云端服務(wù)器中的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；

所述區(qū)塊鏈支撐模塊，用于將凈水設(shè)備和其所有者進(jìn)行綁定并加入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；將凈水設(shè)備的采集數(shù)據(jù)、計(jì)算得到的濾芯壽命和凈水設(shè)備的認(rèn)證數(shù)據(jù)發(fā)送至云端；從區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中獲取其最新的濾芯壽命數(shù)據(jù)并作為其真實(shí)的濾芯壽命；

所述云端服務(wù)器，用于通過各個(gè)凈水設(shè)備上傳至云端的采集數(shù)據(jù)和濾芯壽命，對(duì)各個(gè)凈水設(shè)備計(jì)算得到的濾芯壽命進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)校準(zhǔn)，得到校準(zhǔn)后的濾芯壽命；根據(jù)凈水設(shè)備的認(rèn)證數(shù)據(jù)將凈水設(shè)備的采集數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)后的濾芯壽命通過區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)RPC接口以交易的方式實(shí)時(shí)提交到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；

所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，用于保存各個(gè)凈水設(shè)備對(duì)應(yīng)的采集數(shù)據(jù)和濾芯壽命，以及所有凈水設(shè)備及所有者對(duì)某個(gè)資源的操作權(quán)限和操作記錄；用于供各個(gè)凈水設(shè)備更新濾芯壽命；用于供各個(gè)所有者獲取其持有的凈水設(shè)備最新的濾芯壽命數(shù)據(jù)、所有采集數(shù)據(jù)，以及用于供各個(gè)所有者獲取所有凈水設(shè)備及所有者對(duì)某個(gè)資源的操作權(quán)限和操作記錄。