[發明專利]一種面向隱私保護的IOT設備通信方法及系統

有效

• 申請號: 202111208433.2
• 申請日: 2021-10-18
• 公開（公告）號: CN114050976B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 劉亞萍;陳兵;張碩;陳杰;韓志宇;楊智凱;沈方宇;呂興昱
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: H04L41/14
• 分類號: H04L41/14;H04L67/02;H04L61/5014;H04L41/0803
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;郝傳鑫

1.一種面向隱私保護的IOT設備通信方法，包括如下步驟:

步驟S1,物聯網網關設備接收接入的IOT設備的DHCP請求；

步驟S2,解析所接收到的DHCP請求,根據解析結果進行邊緣計算服務通告或正常轉發IOT設備的消息；

步驟S3,設備廠商云服務器向所述物聯網網關設備或需要智能服務但本身有模型訓練能力的IOT設備發起智能服務FL訓練計算請求;

步驟S4,所述物聯網網關設備或所述需要智能服務但本身有模型訓練能力的IOT設備處理所述FL訓練計算請求,根據請求進行FL訓練,將訓練好的模型經過隱私保護技術手段處理后發送給所述設備廠商云服務器；

步驟S5,所述設備廠商云服務器接收多個物聯網網關設備或多個所述需要智能服務但本身有模型訓練能力的IOT設備發送的模型,對同類模型進行聚合,并將聚合后的新模型下發至物聯網網關設備或所述需要智能服務但本身有模型訓練能力的IOT設備；

步驟S6,物聯網網關設備或所述需要智能服務但本身有模型訓練能力的IOT設備根據接收到的更新橫型進行推理處理；

步驟S7,所述設備廠商云服務器發送FL訓練計算結束請求或進行自動結束處理；

步驟S4進一步包括:

步驟S400,物聯網網關設備或所述需要智能服務但本身有模型訓練能力的IOT設備根據所述FL訓練計算請求判斷本地的CPU和內存資源是否大于訓練計算請求的資源,若滿足，則返回給云服務器一個確認消息，并進入步驟S401，否則，返回給云服務器一個表示資源不夠的消息，返回步驟S3；

步驟S401,向設備廠商云服務器發送GET請求,以請求下載FL訓練需要的配置文件,所述配置文件包括網絡結構、初始模型、超參數以及訓練多少輪次;

步驟S402,利用獲得的配置文件進行FL訓練,并在訓練結束后將訓練好的模型經過隱私保護技術手段處理后發送給設備廠商的云服務器,而不用發送原始數據；

步驟S5進一步包括:

步驟S500,接收多個物聯網網關設備或多個所述需要智能服務但本身有模型訓練能力的IOT設備發送的訓練好的模型；

步驟S501,若接收的同類模型的數量達到預設闖值,則將同類模型以網絡結構加參數的形式展開聚合形成新模型,當新模型的準確率高于原模型,則將新模型替代原模型;

步驟S502,將更新后的模型下發至物聯網網關設備或所述需要智能服務但本身有模型訓練能力的IOT設備；

于步驟S501中,若接收的同類模型的數量達到預設闕值,利用PyTorch將待聚合的模型以網絡結構加參數的形式展開并加和,再將參數平均化,最后將新的參數以原有網絡結構保存為新模型,并判斷新模型的準確率,如果新模型的準確率比原模型的準確率高,則更新模型,將新模型替代原模型,進入步驟S502,否則不更新模型,調整參數進行下一次訓練,返回步驟S3。

2.如權利要求1所述的一種面向隱私保護的IOT設備通信方法,其特征在于,所述DHCP請求采用DHCP協議的擴展字段指定云服務的地址,對于需要智能服務但本身沒有模型訓練能力的IOT設備,其所發出的DHCP請求中的DHCP協議的擴展字段指定云服務器的地址,對于需要智能服務但本身有模型訓練能力的IOT設備或傳統不需要智能服務的IOT設備,其發出的DHCP請求中的DHCP協議的擴展字段為空。

3.如權利要求2所述的一種面向隱私保護的IOT設備通信方法,其特征在于,于步驟S2中,當解析出DHCP協議的擴展字段內容,若不為空,則獲取IOT設備的云服務的地址,根據IOT設備的主機名來記錄不同類型IOT設備的云服務器地址,并根據該云服務器地址向所述設備廠商云服務器發布至少包含設備的主機名以及告知可以幫設備廠商進行FL訓練計算服務的邊緣計算服務通告;若為空,則由所述物聯網網關設備給IOT設備分配IP地址,正常轉發設備的消息。