[發明專利]基于區塊鏈的邊緣智能計算方法及邊緣智能系統

有效

• 申請號: 202011214125.6
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112333187B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 禹繼國;甄鵬華;韓玉冰;董安明
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;G06F16/27;G06F21/60;G06F21/64;H04L9/32;H04L12/66;H04L67/10;H04L67/1097
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 潘悅梅

1.基于區塊鏈的邊緣智能計算方法，其特征在于基于網關和邊緣設備組成的邊緣智能系統，所述網關至少一個，面向用戶并與物聯網終端設備連接，所述邊緣設備包括主節點和至少一個工作節點，主節點與上述網關連接，工作節點為工作節點本身或者具有工作節點功能的主節點，每個工作節點均與主節點連接組成主-從拓撲網絡結構，所述計算方法包括：

通過網關配置網關與主節點以及主節點與工作節點的連接，用戶的信息數據及指令數據通過網關傳送至主節點，信息數據包括來自用戶的用戶數據和終端設備采集的設備采集數據；

主節點接收到信息數據后，基于密鑰生成算法生成密鑰對，構建并存儲用戶數據與密鑰對的映射關系，根據密鑰對對設備采集數據進行加密及簽名得到加密數據和簽名，將公鑰、加密數據和簽名作為區塊信息添加至本地已存儲區塊鏈尾端并對外公布，每個工作節點從主節點下載區塊信息并將驗證通過的區塊信息添加至本地已存儲區塊鏈尾端，所述區塊信息還包括區塊ID、前置區塊的哈希值、區塊自身哈希值、難度、鹽值和時間；

主節點接收到指令數據后，基于指令數據查找對應的私鑰，將指令數據和指定的私鑰發送至相關的工作節點，工作節點根據指令數據及私鑰找到對應的區塊信息并解密，得到對應設備采集數據，并調用人工智能模塊對設備采集數據進行分析得到分析報告，并通過工作節點將分析報告返回網關；

所述主節點按照數據接收時間將依次將區塊信息添加至本地已存儲的區塊鏈尾端；

由主節點計算符合難度要求的哈希值，所述計算方法包括但不限于工作量證明算法；

所述指令數據中至少指定用戶和時間，所述時間為數據接收開始時間和數據接收結束時間，或者所述時間為數據接收開始時間；

主節點根據指令數據中指定的用戶和時間查找對應的私鑰，并將指令數據和指定的私鑰發送至負載最低的工作節點，負載最低的工作節點接收到指令數據和指定的私鑰后，根據指令數據及指定的私鑰找到對應的區塊信息并解密，得到對應設備采集數據，并調用人工智能模塊對設備采集數據進行分析得到分析報告，并通過工作節點將分析報告返回網關。

2.根據權利要求1所述的基于區塊鏈的邊緣智能計算方法，其特征在于所述主節點接收到信息數據后，判斷主節點存儲的區塊鏈信息是否為空；

如果主節點存儲的區塊鏈信息為空，執行如下步驟：

基于密鑰生成算法生成密鑰對，并創建創世區塊，通過主節點本身數據庫存儲私鑰；

基于公鑰對空數據進行加密得到加密數據，并基于私鑰對加密數據進行簽名得到簽名；

將公鑰、加密數據和簽名數據作為區塊信息添加至本地已存儲區塊鏈，所述區塊信息還包括區塊ID、前置區塊的哈希值、區塊自身哈希值、難度、鹽值和時間，所述前置區塊的哈希值為空；

每個工作節點從主節點下載區塊信息并將區塊信息添加至本地已存儲區塊鏈；

如果主節點本地已存儲區塊鏈不為空，執行如下步驟：

主節點從信息數據中提取用戶數據，并基于密鑰生成算法生成密鑰對；

構建用戶數據和密鑰對的映射關系，通過主節點本地數據庫存儲私鑰、用戶數據以及用戶數據和密鑰對的映射關系；

基于公鑰加密設備采集數據得到加密數據，基于私鑰對加密數據簽名得到簽名；

將公鑰、加密數據、簽名作為區塊信息添加至本地已存儲區塊鏈的尾端，所述區塊信息還包括區塊ID、前置區塊的哈希值、區塊自身哈希值、難度、鹽值和時間；

每個工作節點從主節點下載區塊信息并將驗證通過的區塊信息添加至本地已存儲區塊鏈的尾端。

3.根據權利要求1所述的基于區塊鏈的邊緣智能計算方法，其特征在于工作節點通過如下步驟驗證區塊信息：

工作節點接收新的區塊信息后，判斷新的區塊信息對應的前置區塊的哈希值是否為工作節點本地已存儲區塊鏈中最末區塊的哈希值，并判斷是否一個滿足難度要求的工作量，如果驗證通過，則所述新的區塊信息合法；

工作節點根據接收的公鑰對進行簽名認證，如果驗證通過，則將新的區塊信息作為新區塊鏈接至工作節點本地已存儲區塊鏈中最末區塊上。

4.根據權利要求3所述的基于區塊鏈的邊緣智能計算方法，其特征在于工作節點通過創世區塊判斷主節點本地已存儲區塊鏈與工作節點本地已存儲區塊鏈是否為同一個區塊鏈，如果是，則區塊鏈校驗通過，工作節點從主節點下載區塊信息。