[發(fā)明專(zhuān)利]面向物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)塊鏈設(shè)備、系統(tǒng)及工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011415247.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112600892B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹儐;彭木根;徐信;鄧錦洋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L67/12
• 分類(lèi)號(hào): H04L67/12;H04L67/10;H04L67/1097;H04L9/40;H04L9/06;H04L9/32
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務(wù)所 50215
• 代理人: 王海軍

本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體為面向物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)塊鏈設(shè)備、系統(tǒng)及工作方法；其中的區(qū)塊鏈邊緣設(shè)備包括終端數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集終端設(shè)備的數(shù)據(jù)信息并輸出至邊緣計(jì)算模塊；邊緣計(jì)算模塊，用于邊緣計(jì)算處理并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給區(qū)塊鏈模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上鏈；區(qū)塊鏈模塊，用于實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈邊緣網(wǎng)關(guān)設(shè)備的身份驗(yàn)證并將邊緣計(jì)算模塊處理后的數(shù)據(jù)使用分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)保存；通信模塊，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳和命令下發(fā)；本發(fā)明中將身份驗(yàn)證信息存儲(chǔ)于區(qū)塊鏈賬本中，保障了邊緣網(wǎng)關(guān)設(shè)備的安全性；本發(fā)明使用分布式存儲(chǔ)與區(qū)塊鏈相結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，有效避免了中心化存儲(chǔ)帶來(lái)的數(shù)據(jù)安全問(wèn)題，又降低了區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體為面向物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)塊鏈設(shè)備、系統(tǒng)及工作方法。

背景技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)(IoT，Internet of things)是指通過(guò)各種信息傳感器終端實(shí)時(shí)采集各類(lèi)信息，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品和過(guò)程的智能化感知、識(shí)別和管理。目前，大多數(shù)IoT系統(tǒng)采用云服務(wù)提供存儲(chǔ)和計(jì)算支持，但隨著物聯(lián)網(wǎng)被廣泛應(yīng)用于智慧城市、智能工業(yè)等領(lǐng)域，云計(jì)算服務(wù)已不足以支撐物聯(lián)網(wǎng)的深度覆蓋和海量連接；同時(shí)云端離IoT終端較遠(yuǎn)，難以滿(mǎn)足低時(shí)延業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求；此外IoT終端采集的原始數(shù)據(jù)很多都是無(wú)需存儲(chǔ)和重復(fù)的數(shù)據(jù)，它們的傳輸屬于無(wú)效傳輸，極大的增加了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷壓力和數(shù)據(jù)傳輸成本。

為了解決這些問(wèn)題，公開(kāi)號(hào)為CN109862087A的基于邊緣計(jì)算的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)處理方法的專(zhuān)利申請(qǐng)中將邊緣計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)中，把數(shù)據(jù)采集模塊的原始數(shù)據(jù)在邊緣網(wǎng)關(guān)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)智能化處理，既有效的降低了數(shù)據(jù)傳輸成本又保障了關(guān)鍵業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)決策和響應(yīng)。但其并未解決在IoT系統(tǒng)中加入邊緣網(wǎng)關(guān)所帶來(lái)的邊緣網(wǎng)關(guān)設(shè)備安全和數(shù)據(jù)安全問(wèn)題。在設(shè)備安全方面，邊緣網(wǎng)關(guān)可自組織地加入IoT系統(tǒng)而無(wú)需身份認(rèn)證，缺乏對(duì)惡意設(shè)備的識(shí)別及防范能力。在數(shù)據(jù)安全方面，集中式的IoT數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容易受到各種網(wǎng)絡(luò)攻擊，如單點(diǎn)攻擊和分布式拒絕服務(wù)攻擊，導(dǎo)致數(shù)據(jù)被篡改或丟失。

針對(duì)此問(wèn)題，公開(kāi)號(hào)為CN1114478902A的電力邊緣設(shè)備及基于該設(shè)備的傳感數(shù)據(jù)上鏈存儲(chǔ)方法的專(zhuān)利借助區(qū)塊鏈技術(shù)的不可篡改性和可追溯性，實(shí)現(xiàn)電力傳感終端設(shè)備間的身份合法性認(rèn)證和關(guān)鍵數(shù)據(jù)的區(qū)塊鏈賬本存儲(chǔ)。但此方案忽略了區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)瓶頸，每個(gè)邊緣網(wǎng)關(guān)都需要存儲(chǔ)完整的數(shù)據(jù)賬本，存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)很大。

綜上所述，如何解決邊緣網(wǎng)關(guān)在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的設(shè)備和數(shù)據(jù)安全問(wèn)題已成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了面向物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)塊鏈設(shè)備、系統(tǒng)及工作方法，其目的在于通過(guò)將區(qū)塊鏈技術(shù)、邊緣計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，打破物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)孤島困局，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)智能服務(wù)邊緣化，同時(shí)保障設(shè)備安全和數(shù)據(jù)安全。

基于上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種區(qū)塊鏈邊緣網(wǎng)關(guān)設(shè)備，包括終端數(shù)據(jù)采集模塊、邊緣計(jì)算模塊、區(qū)塊鏈模塊以及通信模塊；

終端數(shù)據(jù)采集模塊、邊緣計(jì)算模塊、區(qū)塊鏈模塊以及通信模塊順次連接；

終端數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集終端設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，并輸出至邊緣計(jì)算模塊；

邊緣計(jì)算模塊，用于對(duì)終端數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行邊緣計(jì)算處理，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給區(qū)塊鏈模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上鏈功能；

區(qū)塊鏈模塊，用于實(shí)現(xiàn)所述區(qū)塊鏈邊緣網(wǎng)關(guān)設(shè)備的身份驗(yàn)證并將邊緣計(jì)算模塊處理后的數(shù)據(jù)使用分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)保存，區(qū)塊鏈上僅保存存儲(chǔ)后的地址值；

通信模塊，用于實(shí)現(xiàn)所述區(qū)塊鏈邊緣網(wǎng)關(guān)設(shè)備分別與終端設(shè)備以及服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳和命令下發(fā)。