[發明專利]面向物聯網的區塊鏈設備、系統及工作方法

有效

• 申請號: 202011415247.1
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112600892B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 曹儐;彭木根;徐信;鄧錦洋
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L67/12
• 分類號: H04L67/12;H04L67/10;H04L67/1097;H04L9/40;H04L9/06;H04L9/32
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

1.一種區塊鏈邊緣網關設備，包括終端數據采集模塊、邊緣計算模塊、區塊鏈模塊以及通信模塊，其特征在于，

終端數據采集模塊、邊緣計算模塊、區塊鏈模塊以及通信模塊順次連接；

終端數據采集模塊，用于采集終端設備的數據信息，并輸出至邊緣計算模塊；

邊緣計算模塊，用于對終端數據采集模塊傳輸的數據進行邊緣計算處理，并將處理后的數據發送給區塊鏈模塊，實現數據上鏈功能；

區塊鏈模塊，用于實現所述區塊鏈邊緣網關設備的身份驗證并將邊緣計算模塊處理后的數據使用分布式存儲系統進行數據保存，區塊鏈上僅保存存儲后數據的哈希地址值；

通信模塊，用于實現所述區塊鏈邊緣網關設備分別與終端設備以及服務器之間的數據交互，實現數據上傳和命令下發。

2.根據權利要求1所述的一種區塊鏈邊緣網關設備，其特征在于，所述邊緣計算模塊包括數據分析單元、本地暫存單元、本地聯動單元以及數據分發單元；所述數據分析單元對數據信息進行預處理并標準化；所述本地暫存單元用于將數據緩存在本地；所述本地聯動單元用于基于預定義規則實現快速控制本地設備以及本地設備間的快速聯動；所述數據分發單元用于基于預定義規則、路由信息和數據分析結果，將數據轉發至其他物聯網設備或其他區塊鏈邊緣網關。

3.根據權利要求1所述的一種區塊鏈邊緣網關設備，其特征在于，所述區塊鏈模塊包括分布式存儲單元、設備認證單元、數據上鏈單元以及證書授權單元；所述分布式存儲單元對邊緣計算模塊處理后的進行存儲，并與其他區塊鏈模塊的分布式存儲單元構成分布式存儲系統；所述設備認證單元用于驗證所述區塊鏈邊緣網關設備的身份及其權限；所述數據上鏈單元用于將分布式存儲系統所存儲的數據加入到區塊鏈賬本中；所述證書授權單元用于對所述區塊鏈邊緣網關設備頒發身份證明并產生公鑰和私鑰形成可用于證明身份的密鑰對。

4.一種區塊鏈的物聯網系統，其特征在于，所述系統包括如權利要求1～3任一所述的區塊鏈邊緣網關設備，還包括采集端、終端以及云處理平臺；

所述采集端，由傳感器節點構成，用于采集物聯網設備的原始數據；

所述終端，通過串口與所述采集端連接，用于將采集端的數據傳輸給區塊鏈邊緣網關；

所述云處理平臺，用于從區塊鏈上獲取目標哈希值，使用目標哈希值在分布式存儲系統中獲取相應數據。

5.一種基于區塊鏈的物聯網系統的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括以下步驟：

采集傳感器節點的原始數據，通過終端上傳至區塊鏈邊緣網關；

將邊緣計算處理后的數據保存在分布式存儲系統中；

將數據生成的哈希地址值經過共識后保存至區塊鏈上；

從區塊鏈上獲取目標哈希值，使用所述目標哈希值在分布式存儲系統獲取數據。

6.根據權利要求5所述的一種基于區塊鏈的物聯網系統的工作方法，其特征在于，所述將數據生成的哈希地址值經過共識后保存至區塊鏈上包括：

區塊鏈邊緣網關將哈希地址值構造交易提案并向背書節點提交；

背書節點模擬交易結果并采用數字簽名后返回給區塊鏈邊緣網關；

區塊鏈邊緣網關根據背書節點的響應結果構成交易請求并向排序節點提交；

排序節點對交易請求進行共識排序并創建出區塊，將所述區塊廣播給提交節點；

所述提交節點驗證交易并保存到本地賬本。

7.根據權利要求6所述的一種基于區塊鏈的物聯網系統的工作方法，其特征在于，所述區塊鏈邊緣網關構造交易提案之前還包括所述區塊鏈邊緣網關作為客戶端節點加入區塊鏈網絡中，證書授權中心為每個區塊鏈邊緣網關頒發授權證書，并通過成員服務提供收集所有節點的公鑰信息，保存到區塊鏈網絡中，其他節點通過所述成員服務提供對所述區塊鏈邊緣網關的身份及權限進行校驗。

8.根據權利要求6所述的一種基于區塊鏈的物聯網系統的工作方法，其特征在于，所述數字簽名包括生成簽名和驗證簽名；所述生成簽名包括數據與公鑰作為消息明文，使用私鑰對所述消息明文加密；所述驗證簽名包括使用明文中的公鑰對加密后的消息明文進行解密，將消息明文與解密結果進行對比，對比通過則驗證通過。