[發明專利]基于區塊鏈的海上裝備自組網系統、方法和介質

有效

• 申請號: 202011356463.3
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112565368B
• 公開（公告）日: 2023-05-19
• 發明（設計）人: 趙亮;雷富強;楊文韜;蒲文軍;甄君;郭明瑞;張馳;程駿超;王強;楊珍
• 申請（專利權）人: 中國船舶集團有限公司系統工程研究院;西安紙貴互聯網科技有限公司
• 主分類號: H04L67/10
• 分類號: H04L67/10;H04L67/1097;H04L9/40
• 代理公司: 中國船舶專利中心 11026
• 代理人: 劉金強

本發明提供一種基于區塊鏈的海上裝備自組網系統、方法和介質。其中系統包括：區塊鏈網絡創建單元，被配置為：創建區塊鏈網絡，區塊鏈網絡中的節點代表海上裝備，通過節點發起請求以創建子區塊鏈網絡；跨鏈交互單元，被配置為：觸發不同區塊鏈之間的通訊交互，并監聽通訊交互，通訊交互包括監管區塊鏈和目錄區塊鏈之間的交互、監管區塊鏈和子區塊鏈之間的交互、子區塊鏈和另一子區塊鏈之間的交互；以及動態組網調整單元，被配置為：利用共識算法動態調整子區塊鏈加入區塊鏈網絡，選取靜默節點的替補節點，共識算法基于智能合約來確定子區塊鏈的準入；以及利用分布式身份標識從區塊鏈網絡中剔除靜默節點。

技術領域

本發明涉及組網技術領域，尤其是涉及一種基于區塊鏈的海上裝備自組網系統、方法和介質。

背景技術

在復雜的海洋環境中，設備之間的通信與協同工作非常重要。以往的系統建設中，往往采用的是中心化信息系統建設方案，由一個通信樞紐服務為中心，通信個體連接到通信樞紐進行信息交互與協同，通信個體之間的信息交互需要由通信樞紐進行轉發。這樣的中心化系統可以實現復雜環境通信，但是卻面臨著極大的安全隱患，一旦中心化的通信樞紐受到惡意攻擊，整個系統將面臨癱瘓的風險。而采用區塊鏈技術能夠解決復雜環境中不平等信任模式下的信任重建和可信交互，解決中心化通信樞紐面臨的安全問題。

組網技術就是網絡組建技術。計算機網絡的類型有很多，根據不同的組網技術有不同的分類依據。網絡按交換技術可分為：線路交換網、分組交換網。按傳輸技術可分為：廣播網、非廣播多路訪問網、點到點網。按拓樸結構可分為總線型、星型、環形、樹形、全網狀和部分網狀網絡。按傳輸介質又可分有線網絡和無線網絡。有線網是指為同軸電纜、雙絞線、光纖連成的網絡。無線網是指采用一種電磁波作為載體來實現數據傳輸的網絡類型。海上裝備主要為無線廣播網絡，且處于安全因素考慮，一般為局域網。

如圖1所示，傳統的海上裝備組網系統多采用樹形結構，上級處理單元為根結點，下級處理單元為其葉節點。一個典型的組網系統如上圖所示。根結點一方面負責數據的收集匯總，與各葉節點相連；另一方面連接陸上終端，根據數據采集及分析結果，反饋陸上終端，進行相關行動的決策支持。

這種樹狀模型的海上裝備組網系統具有十分明顯的優勢，權力集中、指令明確、信息流暢、權責分明，它可以清楚的定義整個系統的結構，增加、減少其中某組織是十分容易。但是，這一系統的缺陷也十分明顯，在弱連接、弱協同的海上復雜環境下，一旦某節點故障或協同鏈路受阻，故障節點作為根節點對應的子系統，都將失去上級指揮單位，從而無法正常工作。基于分布式共識的區塊鏈技術，可以很好的解決單一節點失效后，整個系統正常工作的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于區塊鏈的海上裝備自組網方案，以解決現有技術中存在的上述技術問題。該方案針對海上裝備自組網網絡資源受限、易受干擾和攻擊等特點，探索融合通信、安全、保密等多方要素的綜合設計技術。通過研究區塊鏈網絡架構，構建分布式信任與安全基礎；研究基于區塊鏈的數據安全技術，實現海上裝備之間數據安全、可信交互。

本發明第一方面提供了一種基于區塊鏈的海上裝備自組網系統，所述系統包括：區塊鏈網絡創建單元，被配置為：創建區塊鏈網絡，所述區塊鏈網絡中的節點代表所述海上裝備，通過所述節點發起請求以創建子區塊鏈網絡；跨鏈交互單元，被配置為：觸發不同區塊鏈之間的通訊交互，并監聽所述通訊交互，所述通訊交互包括監管區塊鏈和目錄區塊鏈之間的交互、所述監管區塊鏈和所述子區塊鏈之間的交互、所述子區塊鏈和另一子區塊鏈之間的交互；以及動態組網調整單元，被配置為：利用共識算法動態調整所述子區塊鏈加入所述區塊鏈網絡，選取靜默節點的替補節點，所述共識算法基于智能合約來確定所述子區塊鏈的準入；以及利用分布式身份標識從所述區塊鏈網絡中剔除所述靜默節點。

根據本發明第一方面提供的系統，所述區塊鏈網絡創建單元還被配置為，確定所述節點的準入以及確定所述子區塊鏈的終止。