[發明專利]基于多跳自組織網絡分級結構的高效指令傳輸方法及系統

在審

• 申請號: 202210445217.8
• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114866961A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 元銘;楊劍濤
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H04W4/08
• 分類號: H04W4/08;H04W4/44;H04W4/46;H04W12/00;H04W12/03;H04W12/041;H04W12/0431;H04W12/0433;H04W12/06;H04W12/106;H04W84/18;H04B7/185
• 代理公司: 佛山粵進知識產權代理事務所(普通合伙) 44463
• 代理人: 王余錢

1.一種基于多跳自組織網絡分級結構的高效指令傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

在集群無人機在地面狀態時，通過地面站對無人機設置秘鑰，并根據地面站指令與POW工作量證明生成區塊鏈共識機制認同的小集群分組，所屬層及小集群內部分工；

在集群無人機起飛后，當集群無人機收到地面站信息時，根據信息性質對消息進行傳達及集群內無人機的調度，在進行集群內部無人機通信時，對信息進行通信加密并根據信息所屬種類獲取發送方式；

同時，集群無人機信息認證區塊鏈根據預設時間間隔進行動態更新。

2.根據權利要求1所述的一種基于多跳自組織網絡分級結構的高效指令傳輸方法，其特征在于，所述的通過地面站對無人機設置秘鑰，并根據地面站指令與POW工作量證明生成區塊鏈共識機制認同的小集群分組，所屬層及小集群內部分工，具體為：

集群內無人機均配備實時操作系統和多線程操作系統兩套硬件，實時操作系統用于飛行控制，多線程操作系統用于區塊鏈算法控制，還配備一套雙冗余存儲器、TOTP密碼生成器和獨立供電時鐘；

集群內所有無人機在地面狀態未上強電時，通過地面站為無人機分發秘鑰，根據RSA算法生成全集群的加密私鑰，將公鑰分發至無人機的兩個操作系統的硬件，用于保障無人機之間的通信安全；

同時，為每臺無人機通過RSA算法生成分發獨立的核心個體私鑰，用于在小集群內進行區塊鏈簽名，將公鑰統一預存于地面站中，并生成4096位的隨機字符串，用于為TOTP密碼生成器生成動態密碼；

將集群內的無人機分為地面站通信層，傳達層，執行層，各層級由若干小集群組成，并根據地面站指令與POW工作量證明生成區塊鏈共識機制認同的小集群分組，所屬層及小集群內部分工；

所有無人機將分工匯總到地面站執行校驗，若校驗通過，則結合存儲的無人機的公鑰，生成為信息認證區塊鏈的初始區塊，根據信息認證區塊鏈的初始區塊，生成數據輸入流區塊鏈，數據輸出流區塊鏈，日志區塊鏈的初始區塊。

3.根據權利要求1所述的一種基于多跳自組織網絡分級結構的高效指令傳輸方法，其特征在于，在集群無人機起飛后，當集群無人機收到地面站信息時，根據信息性質對消息進行傳達及集群內無人機的調度，具體為：

地面站的信息在進行通信時，依次經過集群無人機的地面站通信層，傳達層，執行層，層級之間通信采用P2P通信；

當有新的信息到達后，所有接收到信息的無人機將會把信息存儲于數據輸入流區塊鏈，將最先收到信息的無人機設置為本次信息傳達的臨時控制機A；

若所述信息中出現多種不同信息，則進行區塊鏈共識投票，選取共識投票數大于預設共識投票數閾值的信息；

若所述信息需要被繼續下發傳達，則臨時控制機A負責將信息所在區塊復制到數據輸出流區塊鏈，若所述信息為集群指令，則臨時控制機A調度所有無人機參與解析與確認；

在進行集群內無人機解析確認時，將收到信息的集群內任一不負責與上級通信的無人機與臨時控制機A建立通信，在信息認證區塊鏈確認后，成為臨時控制機B，并根據各層級間預設通信無人機數量信息選取收到信息的空閑無人機共同參與消息傳輸；

根據信息認證區塊的信息與下層負責通信的無人機建立P2P通信，開始進行信息的傳輸，完成信息傳輸后，所述臨時控制機B將信息整合發給臨時控制機A，并由臨時控制機A將信息整合連接于日志區塊鏈中，將臨時控制機A、臨時控制機B的身份解除。

4.根據權利要求1所述的一種基于多跳自組織網絡分級結構的高效指令傳輸方法，其特征在于，在進行集群內部無人機通信時，對信息進行通信加密，具體為：

通過全集群的公鑰對信息進行加密，收到信息的無人機使用全集群私鑰進行解密；

在目標無人機發出任何信息前通過私鑰進行簽名，收到信息的無人機通過公鑰驗證所述消息是否由目標無人機發出，并判斷目標無人機是否在信息認證鏈中被認證，同時通過CRC-32校驗信息完整性；

目標無人機請求獲取區塊鏈信息時，向信息認證鏈內認證的無人機發起請求，被請求的無人機將檢查請求的無人機是否在信息認證鏈中被認證。