[發明專利]一種基于區塊鏈的可信物聯網燃氣表及本地和云端的可信方法

有效

• 申請號: 202011522859.0
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112769758B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 甘春標;張金霖;李子靜;葛一敏;王小瑩;袁璐;朱小京;余天浩
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L9/06;H04L9/30
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種基于區塊鏈的可信物聯網燃氣表，其特征在于，包括：燃氣表（30）、中央處理器單元（31）、流量傳感器（32）、切斷閥（33）、區塊鏈數據模塊（34）、安全芯片模塊（35）、通訊模塊（36）和數據采集模塊（37）；

所述中央處理器單元（31）用于處理、運算基于區塊鏈的燃氣表（30）內的數據；所述流量傳感器（32）與數據采集模塊（37）相連，用于將物理流量信號變換成電信號；所述切斷閥（33）用于控制燃氣打開或關閉；所述區塊鏈數據模塊（34）包括數據簽名驗簽單元（34-1）、數據加密解密單元（34-2）、數據存儲單元（34-3）任意一種或多種的組合；所述安全芯片模塊（35）用于固件燒錄，存儲燃氣表的初始標識、加密標識和私鑰；所述通訊模塊（36）用于與區塊鏈、服務器網絡連接傳輸數據；

區塊鏈平臺獲取可信物聯網燃氣表加密簽名后的標識數據，并對所述加密簽名后的標識數據進行驗證；當驗證通過后，接受標識信息并全網公布上鏈；當用戶的移動端設備在接收到燃氣公司服務器發送的賬單消息后，向區塊鏈平臺發送請求獲取該用戶所綁定的燃氣表的標識信息，具體為：首先燃氣公司服務器發送請求獲取標識信息，區塊鏈平臺驗證請求信息的合法性，通過后發送儲存在鏈上的標識信息，驗證標識信息的合法性，與該燃氣表初始化后儲存在服務器數據庫的初始標識數據進行比對，確認設備地址等信息是否一致，若燃氣通過驗證，該可信物聯網燃氣表本地數據可信，則發送燃氣用量、賬單數據等給用戶；將標識信息解密驗簽后，確認標識數據和標識信息是否一致；如果一致，說明賬單信息數據可信。

2.根據權利要求1所述的一種基于區塊鏈的可信物聯網燃氣表，其特征在于，所述數據采集模塊（37）用于收集流量傳感器（32）的模擬電信號，并將模擬電信號轉化成數字電信號供中央處理器單元（31）處理。

3.根據權利要求1所述的一種基于區塊鏈的可信物聯網燃氣表，其特征在于，該燃氣表還包括時鐘模塊（38）和電源模塊（39）；所述時鐘模塊（38）為中央處理器單元（31）提供運行時鐘；所述電源模塊（39）用于為燃氣表（30）提供工作電源。

4.根據權利要求1所述的一種基于區塊鏈的可信物聯網燃氣表，其特征在于，所述數據簽名驗簽單元（34-1）用于可信物聯網燃氣表通過使用自身的私鑰對燃氣用量進行簽名，區塊鏈平臺使用該可信物聯網燃氣表的公鑰進行驗證，確定燃氣用量數據屬于該可信物聯網燃氣表；所述數據加密解密單元（34-2）用于可信物聯網燃氣表通過使用燃氣公司的公鑰對通信數據進行加密，燃氣公司服務器收到加密數據后，通過自身的私鑰進行解密，解密成功則說明通信數據是發送給該燃氣公司服務器的數據，服務器可以接收；所述數據存儲單元（34-3）用于存儲數據，包括：燃氣計量數據和時間戳。

5.根據權利要求1所述的一種基于區塊鏈的可信物聯網燃氣表，其特征在于，所述安全芯片模塊（35），與中央處理器單元（31）進行數據交互，實現基于區塊鏈的可信物聯網燃氣表的本地可信。

6.一種基于權利要求1所述的基于區塊鏈的可信物聯網燃氣表本地可信方法，其特征在于，包括如下步驟：

Step1-1：可信物聯網燃氣表設備對初始標識進行硬件加密運算，得到加密標識；初始標識為MAC地址、唯一設備標識條形碼或是制造商為制造的每臺燃氣表設備申請的其他全球唯一設備標識；

Step1-2：對安全芯片模塊添加多重防護，存儲Step1-1得到的初始標識和加密標識；

Step1-3：可信物聯網燃氣表設備的安全芯片模塊為后續區塊鏈請求訪問提供加密數據，用于使區塊鏈平臺網絡中的節點驗證可信物聯網燃氣表設備的合法性。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述的步驟Step1-1具體包括：

硬件加密運算采用加密芯片實現密碼運算，通過可信物聯網燃氣表的初始標識和公鑰進行哈希運算，得到哈希值；其中，所述公鑰為所述燃氣表隨機生成的256比特(bits)的數，使用橢圓曲線算法處理公鑰生成一個私鑰；所述燃氣表使用私鑰對所述哈希值進行硬件加密運算，得到所述加密標識；其中，所述私鑰為所述燃氣表根據所述公鑰生成的。