一种基于区块链的物联网架构以及已验证数据证明共识方法技术

本发明专利技术公开了一种基于区块链的物联网架构以及已验证数据证明共识方法，本方法结合了区块链和物联网的特征，无人机辅助物联网进行数据收集使得在偏远地区没有高速无线链路覆盖的情况下，数据能够通过无人机有效的传输，引入区块链技术，以加密货币的形式激励无人机采集数据，无人机充当区块链节点将采集到的原始传感数据上传到区块链。同时传感器节点计算其收集的原始传感数据的哈希值，通过宏基站上传到区块链中。此外，本发明专利技术还提出了已验证数据证明共识机制，验证数据的真实性，同时确保了奖励的公平性。

An Internet of Things Architecture Based on Block Chain and the Approach of Verified Data Proving Consensus

The invention discloses an Internet of Things architecture based on block chain and a consensus method for validated data proving. The method combines the characteristics of block chain and Internet of Things. UAV assists the Internet of Things to collect data so that data can be effectively transmitted by UAV without high-speed wireless link coverage in remote areas. Block chain technology is introduced to encrypt the shape of money. The UAV acts as the node of the block chain to upload the original sensing data to the block chain. At the same time, the sensor node calculates the hash value of the original sensor data it collects and uploads it to the block chain through the macro base station. In addition, the invention also proposes a consensus mechanism for verifying the data, verifying the authenticity of the data, and ensuring the fairness of the reward.

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的物联网架构以及已验证数据证明共识方法
本专利技术属于区块链
，以基于区块链的物联网架构及共识算法为研究对象，在此基础上提出了一种基于区块链的物联网架构以及已验证数据证明共识方法。
技术介绍
近年来，无人机技术的不断提升引起了各行业的广泛关注，无人机的应用范围从军事、农业等领域发展到了物联网中的各个方面，例如无人机搭载通信设施作为空中基站为地面通信设备提供通信服务，以及作为物联网节点协助传感器节点提供缓存服务。物联网中基于无人机节点的数据收集能够均衡网络能耗，延长网络生命周期。物联网设备尤其是在无线传感器网络中传感器，大多由小型电池供电，无法进行远距离的数据传输，无人机作为数据收集的移动节点，可将收集到的物联网设备的数据传输到距离网络区域较远的基站或其他设备。区块链和共识技术的发展解决了分布式系统中的去中心化和安全性等问题。前期基于比特币的区块链采用工作量证明(POW,ProofofWork)共识机制，高度依赖节点算力来保证区块链各节点分布式记账的一致性和去中心性，同时，通过算力竞争也保障了系统的安全性，但是强大的算力造成了电力等资源的极大浪费。基于以上问题，随着本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链的物联网架构以及已验证数据证明共识方法，其特征在于：步骤1：物联网区域内随机分布有带有固定电量并且具有一定通信能力的传感器节点，用于采集传感数据并计算原始传感数据的哈希值；步骤2：无人机在网络区域上方移动，通过无人机与传感器之间短距离/高速率的通信链路有效的收集传感器所采集的数据；步骤3：无人机在从传感器接收到传感数据后，充当区块链节点将原始传感数据上传到区块链：同时传感器节点计算其收集的原始传感数据的哈希值，通过远距离/低速率的链路将哈希值发送到宏基站，并由宏基站上传到区块链中；步骤4：UIB系统引入7层逻辑架构，从下到上依次为数据层、网络层、共识层、分布式账本拓扑层、激励...

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的物联网架构以及已验证数据证明共识方法，其特征在于：步骤1：物联网区域内随机分布有带有固定电量并且具有一定通信能力的传感器节点，用于采集传感数据并计算原始传感数据的哈希值；步骤2：无人机在网络区域上方移动，通过无人机与传感器之间短距离/高速率的通信链路有效的收集传感器所采集的数据；步骤3：无人机在从传感器接收到传感数据后，充当区块链节点将原始传感数据上传到区块链：同时传感器节点计算其收集的原始传感数据的哈希值，通过远距离/低速率的链路将哈希值发送到宏基站，并由宏基站上传到区块链中；步骤4：UIB系统引入7层逻辑架构，从下到上依次为数据层、网络层、共识层、分布式账本拓扑层、激励层、合约层以及应用层。2.如权利要求1所述的一种基于区块链的物联网架构以及已验证数据证明共识方法，其特征在于，步骤2具体为：步骤2.1：在UIB系统中，无人机具有两种通信模式，一种无人机将部分区块链功能转移给地面站以减小其计算和存储负荷，无人机仅将传感器的传感数据传递给作为区块链节点的地面站即可；另一种则具有数据上传、区块创建以及共识完整的区块链功能。3.如权利要求1所述的一种基于区块链的物联网架构以及已验证数据证明共识方法，其特征在于：步骤3的实施过程如下，步骤3.1：上报哈希值：在th，传感器e计算出哈希值H(∈(e，th))，并通过低速率无线信道通过宏基站将带有签名的哈希值H(∈(e，th))上传到区块链；步骤3.2：创建HB：采用改进的POS共识机制在链上创建HB，与POS不同的是节点持有的股权不再是其账户中加密货币的数量，而是在th时传感器e需要发送的传感数据量|∈(e，th)|，无人机没有股权，因此没有权利创建HB：这样设计不可信节点伪造哈希值以获得奖励的潜在风险：步骤3.3：上传传感数据：当传感器到无人机之间的高速通信链路可用时，无人机移动到传感器e上方收集传感数据∈(e，th)：...

【专利技术属性】
技术研发人员：司鹏搏，刘雯琪，于航，杨睿哲，孙恩昌，张延华，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11