[發明專利]基于區塊鏈和IPFS技術的物聯網智能終端信息安全交互方法

有效

• 申請號: 202111223820.3
• 申請日: 2021-10-21
• 公開（公告）號: CN113656824B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 劉明哲;何秋霖;戴鵬宇;張弘;蔣鑫;劉艷華
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;G06F21/64;G06F21/44;H04L29/08;H04L9/32
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 王育信

1.一種基于區塊鏈和IPFS技術的物聯網智能終端信息安全交互方法，其特征在于，所述智能終端的信息交互系統包括：

智能終端節點：收集原始數據或者根據物聯網業務進行計算，產生計算結果數據；

IPFS網絡：用于存儲智能終端設備采集到的大量原始數據，并生成存儲地址hash值；

區塊鏈網絡：由智能終端節點產生的數據區塊構成的區塊鏈網絡，每個區塊賬本中記錄有節點間的交互記錄、智能終端設備產生的計算結果數據、原始采集數據的IPFS哈希地址；

去中心化應用DApp：部署在智能終端節點的應用平臺，作為終端設備之間交互的中介，觸發智能合約條件，執行交互；

所述信息安全交互方法包括如下步驟：

步驟S1：智能終端收集一線原始數據，智能終端節點；進行初步數據分析、挖掘，獲取到加工后的計算結果數據；

步驟S2：依據部署在終端節點上的DApp將原始數據在IPFS網絡上切片存儲，IPFS返回數據存儲的地址鏈接，將IPFS地址鏈接和結果數據一起存儲在區塊賬本里；

步驟S3：采用特定的共識算法將IPFS地址哈希和計算結果數據哈希通過每個節點的認可后上鏈，構成以太坊區塊鏈；

步驟S4：智能終端節點上傳的數據后，以太坊區塊鏈中的每個參與節點通過DApp中的交互頁面進行操作；

步驟S5：智能合約中定義終端設備交互的業務邏輯，使用web.js訪問區塊鏈，根據智能合約地址及應用程序二進制接口對區塊鏈發起遠程過程調用；

步驟S6：區塊鏈中和請求有關的節點響應請求，返回響應結果，并將請求-響應的過程記錄在區塊數據層的交互默克爾樹中；

步驟S7：交互平臺獲取區塊數據后，依據其中包括的原始數據地址，在IPFS網絡中找到存儲有特定數據的節點，將原始數據和計算結果數據傳輸給發起請求的智能終端設備，完成物聯網終端設備間的交互操作。

2.根據權利要求1所述的基于區塊鏈和IPFS技術的物聯網智能終端信息安全交互方法，其特征在于，所述智能終端節點產生的區塊包括區塊頭和區塊體；所述區塊頭包括前區塊Hash、隨機數Nonce、時間戳、區塊序號、資源Merkle樹根節點Hash和交互Merkle樹 根節點Hash；所述區塊體包括原始數據存儲地址hash值、計算結果數據hash值、請求類型、響應情況、區塊鏈地址和設備ID。

3.根據權利要求2所述的基于區塊鏈和IPFS技術的物聯網智能終端信息安全交互方法，其特征在于，所述資源Merkle樹根節點負責匯總設備產生的數據，所述交互Merkle樹根節點負責匯總終端節點交互數據。

4.根據權利要求3所述的基于區塊鏈和IPFS技術的物聯網智能終端信息安全交互方法，其特征在于，所述原始數據存儲地址hash值是由原始數據切片后分布存儲的節點地址組合而成的哈希值。

5.根據權利要求4所述的基于區塊鏈和IPFS技術的物聯網智能終端信息安全交互方法，其特征在于，所述智能終端設備包括數據收集模塊和中央處理模塊；數據采集模塊用于實現對原始數據的采集，在中央處理模塊中產生計算結果數據，實現物聯網設備邊緣計算。

6.根據權利要求5所述的基于區塊鏈和IPFS技術的物聯網智能終端信息安全交互方法，其特征在于，所述數據采集模塊的原始數據包括家用設備采集到的用水量、用電量、用氣量和燃油量；計算結果數據則是根據物聯網業務需求在邊緣設備對原始數據分析和挖掘后所得到的信息。

7.根據權利要求6所述的基于區塊鏈和IPFS技術的物聯網智能終端信息安全交互方法，其特征在于，所述去中心化應用DApp包括參與者交互的web頁面、與區塊鏈交互的代碼庫及實現業務邏輯的智能合約代碼，實現設備去區塊鏈交互的中介。

8.根據權利要求7所述的基于區塊鏈和IPFS技術的物聯網智能終端信息安全交互方法，其特征在于，所述智能合約部署在區塊鏈上，包括節點交互的業務邏輯，由節點觸發后能自動執行的程序代碼，節點間通過DApp頁面發起操作觸發智能合約，合約自動執行完成交互操作。

9.根據權利要求8所述的基于區塊鏈和IPFS技術的物聯網智能終端信息安全交互方法，其特征在于，所述的節點交互的操作包括：終端節點之間數據共享、資源查看和權限配置。