[發明專利]基于計算預言機的工業互聯網區塊鏈可信計算架構及方法

在審

• 申請號: 202111471798.4
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114428978A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 李駿;汪天祥;時龍;王喆;杜禹
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F21/64
• 分類號: G06F21/64;G06F21/57;G06F16/27
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種基于計算預言機的工業互聯網區塊鏈可信計算架構，其特征在于，包括工業互聯網設備層、區塊鏈層和預言機層，其中：

工業互聯網設備層，包括各類異構工業互聯網設備，在管理這些設備的過程中，產生工業計算任務；

區塊鏈層，包括智能合約，以智能合約引擎為載體執行工業計算任務；

預言機層，包括計算預言機和鏈上預言機，用于提升智能合約的計算能力。

2.根據權利要求1所述的基于計算預言機的工業互聯網區塊鏈可信計算架構，其特征在于，所述異構工業互聯網設備分為以下三類：

(1)傳統設備：只能產生原始工業數據，不具備傳輸和接收數據的能力，并且傳統設備的計算能力和存儲能力較智能設備低；

(2)智能設備：智能設備能夠成為區塊鏈節點或者預言機節點，具備獨立傳輸和接收數據的能力；

(3)數據中心：作為中心化的鏈下可信節點，數據中心是一個數據托管設施，能夠存儲多種類型的工業數據。

3.根據權利要求1所述的基于計算預言機的工業互聯網區塊鏈可信計算架構，其特征在于，所述區塊鏈層由上鏈的節點構成，包括智能合約、鏈上預言機與鏈上其他節點；所述區塊鏈層采用私有鏈，在工業互聯網去中心化的區塊鏈網絡中，每個智能設備看作一個擁有獨立賬戶的合法區塊鏈節點；同時，平臺上的工業應用以智能合約作為載體，所有的計算邏輯基于智能合約實現；智能合約基于多方約定提前部署，將計算結果上鏈，實現防篡改和可溯源。

4.根據權利要求1所述的基于計算預言機的工業互聯網區塊鏈可信計算架構，其特征在于，所述預言機層由鏈下的預言機網絡和鏈上的預言機系統組成；

鏈下的預言機網絡由具有充足計算資源的計算預言機構成，智能設備只要在鏈上預言機系統中注冊成功，能夠成為鏈下計算預言機節點，鏈下的計算預言機幫助鏈上的智能合約執行計算任務；

區塊鏈上的計算資源不能滿足需求時，智能合約向鏈上的預言機系統發送請求，鏈上的預言機系統收到請求后，通過鏈下的計算預言機來協助運算，共同完成計算任務；在此過程中，鏈上的預言機系統對鏈上智能合約和鏈下計算預言機之間的交互進行管理。

5.根據權利要求4所述的基于計算預言機的工業互聯網區塊鏈可信計算架構，其特征在于，所述鏈上的預言機系統包括注冊預言機、監控預言機、支付預言機和代理預言機，其中：

(1)注冊預言機：鏈下的智能設備要成為預言機，除了抵押并鎖定一部分代幣作為保證金之外，還需要對保證金地址和支付地址進行登記，登記過程由注冊預言機來完成；

(2)監控預言機：鏈上預言機系統的監控合約負責記錄鏈下預言機系網絡的服務質量，包括設備的響應延遲、計算結果的響應率和正確率、惡意節點的列表、未處理的查詢請求；

(3)支付預言機：鏈下的智能設備要成為預言機節點，需要進行注冊，注冊過程中需要抵押代幣；支付預言機在代幣的交易過程中充當第三方，保證鏈上智能合約向為其服務的鏈下預言機支付報酬；支付預言機臨時保管鏈上智能合約所支付的服務費，直到提供服務的鏈下預言機提取收入；

(4)代理預言機：代理預言機為鏈上的智能合約提供服務，當鏈上智能合約無法滿足計算需求時，向代理預言機發送請求，代理預言機為智能合約提供統一的鏈上接口；當鏈下計算預言機系統完成計算后，代理預言機使用回調函數中的結果，將計算結果異步回調給智能合約。