【技术实现步骤摘要】
基于区块链的可信安全高性能智能网联动态组网协作方法
本专利技术涉及一种基于区块链的高可信高安全高性能智能网联动态组网协作方法。
技术介绍
区块链涉及数学、密码学、互联网和计算机编程等很多科学技术问题，是一个分布式的共享账本和数据库。区块链具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。这些特点保证了区块链的“诚实”与“透明”，为区块链创造信任奠定基础。而区块链丰富的应用场景，基本上都基于区块链能够解决信息不对称问题，实现多个主体之间的协作信任与一致行动。区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。自组网是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，网络的信息交换采用计算机网络中的分组交换机制，用户终端是可以移动的便携式终端，自组网中每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机，终端需要运行各种面向用户的应用程序，如编辑器、浏览器等；作为路由器，终端需要运行相应的路由协议，根据路由策略和路由表完成数据分组的转发和路由维护工作，故要求节点实现合适的路由协议。自组网路由协议的目标是快速、准确和高效，要求在尽可能短的时间内查找到准确可用的路由信息，并能适应网络拓扑的快速变化，同时减小引入的额外时延和维护路由的控制信息，降低路由协议的开销，以满足移动终端计算能力、储存空间以及电源等方面的限制。将区块链与自组网技术相结合，可以发挥两者的优势，但目前鲜有相关的技术方案被公开。于20190524公开的公开号为CN109802993A的专利技术专利申请提出了一种...
【技术保护点】
1.一种基于区块链的可信安全高性能智能网联动态组网协作方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：向区块链公网发出智能设备终端及用户的注册请求，区块链公网为用户及与该用户相关联的智能设备终端生成账号信息、设备信息、区块链私钥、区块链公钥以及区块链数字证书，其中，区块链公网通过区块链公钥来唯一标识智能设备终端，账号信息中至少包含与当前用户相匹配的唯一的用户ID，设备信息中至少包含与当前智能设备终端相匹配的唯一的设备ID、当前智能设备终端的经纬度信息以及当前智能设备终端的通信质量信息；/n区块链公网将账号信息与设备ID绑定，并将账号信息、设备信息以及区块链公钥关联后入链存档；/n区块链公网至少将账号信息、区块链私钥及区块链数字证书反馈给当前用户以及当前智能设备终端，实现当前用户的账号信息与当前智能设备终端的绑定，当前智能设备终端注册为区块链公网的一个合法节点，当前智能设备终端通过区块链客户端与区块链公网实现数据交互；/n步骤2：合法节点向区块链公网注册功能服务，功能服务包括通过区块链公网调用的公共服务及通过实时点对点服务网络调用的专用服务，包括以下步骤：/n步骤201：根据当前智能设备终端...
【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的可信安全高性能智能网联动态组网协作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：向区块链公网发出智能设备终端及用户的注册请求，区块链公网为用户及与该用户相关联的智能设备终端生成账号信息、设备信息、区块链私钥、区块链公钥以及区块链数字证书，其中，区块链公网通过区块链公钥来唯一标识智能设备终端，账号信息中至少包含与当前用户相匹配的唯一的用户ID，设备信息中至少包含与当前智能设备终端相匹配的唯一的设备ID、当前智能设备终端的经纬度信息以及当前智能设备终端的通信质量信息；
区块链公网将账号信息与设备ID绑定，并将账号信息、设备信息以及区块链公钥关联后入链存档；
区块链公网至少将账号信息、区块链私钥及区块链数字证书反馈给当前用户以及当前智能设备终端，实现当前用户的账号信息与当前智能设备终端的绑定，当前智能设备终端注册为区块链公网的一个合法节点，当前智能设备终端通过区块链客户端与区块链公网实现数据交互；
步骤2：合法节点向区块链公网注册功能服务，功能服务包括通过区块链公网调用的公共服务及通过实时点对点服务网络调用的专用服务，包括以下步骤：
步骤201：根据当前智能设备终端可以实现的功能，将与该功能匹配的各功能服务与当前智能设备终端进行绑定；
步骤202：若当前智能设备终端已经注册为区块链公网的合法节点，则进入步骤203，否则按照步骤1注册为区块链公网的合法节点后，进入步骤203；
步骤203：当前合法节点向区块链公网发出注册服务请求，注册服务请求至少包括功能服务请求数据、当前合法节点利用区块链私钥生成的数字签名以及区块链数字证书，功能服务请求数据至少包括功能服务信息；
步骤204：区块链公网利用区块链数字证书获得当前合法节点上传的区块链公钥，将该区块链公钥与区块链公网已存的与当前合法节点相对应的区块链公钥相匹配，若匹配失败，则拒绝当前的注册服务请求，若匹配成功，则进入步骤205；
步骤205：区块链公网利用区块链公钥解密数字签名获得摘要信息，将该摘要信息与区块链公网利用接收到的注册服务请求生成的摘要信息相匹配，若匹配失败，则拒绝当前的注册服务请求，若匹配成功，则依据注册服务请求数据完成与当前合法节点绑定的功能服务在区块链公网上的注册；
步骤3：每个合法节点每隔一固定时间周期T1对其经纬度信息进行更新，包括以下步骤：
步骤301：当前合法节点向区块链公网发出设备信息更新请求，该设备信息更新请求包括设备信息更新请求数据、当前合法节点利用区块链私钥生成的数字签名以及区块链数字证书，设备信息更新请求数据至少包含当前合法节点在当前时刻的经纬度信息；
步骤302：区块链公网利用区块链数字证书获得当前合法节点上传的区块链公钥，将该区块链公钥与区块链公网已存的与当前合法节点相对应的区块链公钥相匹配，若匹配失败，则拒绝当前的设备信息更新请求，若匹配成功，则进入步骤303；
步骤303：利用区块链公钥解密数字签名获得摘要信息，将该摘要信息与区块链公网利用接收到的设备信息更新请求生成的摘要信息相匹配，若匹配失败，则拒绝当前的设备信息更新请求，若匹配成功，则依据设备信息更新请求数据中的经纬度信息对已存设备信息中的经纬度信息进行更新，从而完成当前合法节点的经纬度信息的链上更新；
步骤4：各合法节点通过区块链公网查询其他节点已注册在区块链公网上的功能服务；
步骤5：合法节点可以通过公网完成一次对已查询到的功能服务中的公共服务的调用，或者可以通过公网完成对已查询到的功能服务中的公共服务的订阅，将为当前合法节点提供服务的合法节点定义为合法服务节点，由合法服务节点为当前合法节点提供公共服务并计费；
步骤6：连接在同一物理网络上的M个合法节点中的至少K个合法节点采用自组网技术组成实时点对点服务网络，M≥K≥1，该实时点对点服务网络为业务动态网络，业务动态网络中的所有合法节点可以实现实时高效安全互联互信，彼此提供专用服务和计费，包括以下步骤：
步骤601：任意一个合法节点作为一个业务动态网络向区块链公网进行注册，或者至少两个位于同一物理网络的合法节点基于自组网技术组成一个业务动态网络向区块链公网进行注册，包括以下步骤：
步骤6011：业务动态网络中的任一合法节点向区块链公网发送业务动态网络注册请求，该业务动态网络注册请求包含业务动态网络信息、当前合法节点利用区块链私钥生成的数字签名以及区块链数字证书，业务动态网络信息至少包括当前业务动态网络所在物理网络的物理链路信息、当前业务动态网络的地址、组成当前业务动态网络的所有合法节点的信息、当前业务动态网络的经纬度信息、当前业务动态网络的通信质量信息，当前业务动态网络的地址及经纬度信息依据业务动态网络中所有合法节点的地址及经纬度信息生成；
步骤6012：区块链公网利用区块链数字证书获得当前合法节点上传的区块链公钥，若获取失败，则拒绝当前业务动态网络注册请求，若获取成功，则将该区块链公钥与区块链公网已存的与当前合法节点相对应的区块链公钥相匹配，若匹配失败，则拒绝当前业务动态网络注册请求，若匹配成功，则进入步骤6013；
步骤6013：利用区块链公钥解密数字签名获得摘要信息，将该摘要信息与区块链公网利用接收到的业务动态网络注册请求生成的摘要信息相匹配，若匹配失败，则拒绝当前的业务动态网络注册请求，若匹配成功，根据业务动态网络信息中的所有合法节点的信息获得所对应的所有已注册的功能服务的服务信息，将该服务信息与业务动态网络信息关联上链存储；
步骤602：已注册的业务动态网络为组成业务动态网络的所有合法节点制作相应的动态网络公钥、动态网络私钥以及动态网络数字证书，将动态网络私钥以及动态网络数字证书反馈给对应的合法节点；
已注册的业务动态网络中的合法节点向业务动态网络注册服务，业务动态网络将待注册服务的服务信息在区块链公网上进行链上查询，判断待注册服务是否已在区块链公网上完成注册，若是，则完成业务动态网络的服务注册，若待注册服务未区块链公网上注册，则拒绝此次注册；
已注册的业务动态网络每隔一固定时间周期T1利用更新后的业务动态网络中每个合法节点的经纬度信息重新计算当前业务动态网络的经纬度信息，并由业务动态网络中任一合法节点按照步骤301至步骤303相同的方法完成对应的业务动态网络信息中经纬度信息在区块链公网上的更新；
步骤603：待组网的合法节点向区块链公网发送业务动态网络经纬度查询请求，该业务动态网络经纬度查询请求包含待组网的合法节点的经纬度信息、待组网的合法节点利用区块链私钥生成的数字签名以及区块链数字证书；
步骤604：区块链公网利用区块链数字证书获得待组网的合法节点上传的区块链公钥，若获取失败，则拒绝当前业务动态网络经纬度查询请求，若获取成功，则将该区块链公钥与区块链公网已存的与当前合法节点相对应的区块链公钥相匹配，若匹配失败，则拒绝当前业务动态网络经纬度查询请求，若匹配成功，则进入步骤605；
步骤605：利用区块链公钥解密数字签名获得摘要信息，将该摘要信息与区块链公网利用接收到的业务动态网络经纬度查询请求生成的摘要信息相匹配，若匹配失败，则拒绝当前的业务动态网络经纬度查询请求，若匹配成功，则利用链上的所有业务动态网络的经纬度信息匹配与当前业务动态网络经纬度查询请求中的经纬度信息距离最近的J个业务动态网络，获得该J个业务动态网络的服务信息及业务动态网络信息；
步骤606：依据待组网的合法节点所处的物理网络，根据业务动态网络信息中的物理链路信息获得L个与待组网的合法节点处于同一物理网络的业务动态网络，进一步根据业务动态网络信息中的通信质量信息，从L个业务动态网络中选择P个具有较高通信质量的业务动态网络；
步骤607：待组网的合法节点根据需要获得的服务需求从P个业务动态网络中任意选择一个服务信息相匹配的业务动态网络作为目标业务动态网络；
步骤608：待组网的合法节点向目标业务动态网络发送组网请求，组网请求中至少包含待组网的合法节点的区块链公钥，目标业务动态网络在区块链公网上查询链上是否存有与组网请求中的区块链公钥相匹配的区块链公钥，若获得相匹配的区块链公钥，则进入步骤609，否则，目标业务动态网络拒绝当前的组网请求；
步骤609：目标业务动态网络响应组网请求，待组网的合法节点加入目标业务动态网络，与目标业务动态网络中的已有合法节点完成自组网后，在链上更新当前业务动态网络的业务动态网络信息中的所有合法节点的信息以及对应的服务信息，并且目标业务动态网络根据更新后的所有合法节点在当前时刻的经纬度以及地址重新获得业务动态网络的地址以及经纬度信息后在链上更新相应的业务动态网络信息；
步骤6010：合法节点加入目标业务动态网络后，业务动态网络为新加入的合法节点制作相应的动态网络公钥、动态网络私钥以及动态网络数字证书，动态网络私钥以及动态网络数字证书反馈给新加入的合法节点；
合法节点加入目标业务动态网络后向业务动态网络注册服务，业务动态网络将待注册服务的服务信息在区块链公网上进行链上查询，判断待注册服务是否已在区块链公网上完成注册，若是，则完成业务动态网络的服务注册，若待注册服务未区块链公网上注册，则拒绝此次注册；
步骤6011：业务动态网络中的每个合法节点都可以调用在业务动态网络中注册的功能服务；合法节点可以在需要时调用服务，也可以对服务进行订阅，从而使得作为服务提供方的合法节点以固定时间间隔T2调用功能服务，并向作为服务使用方的合法节点反馈数据。
在调用功能服务时，作为服务使用方的合法节点与作为服务提供方的合法节点进行点对点的数据交互，将作为服务使用方的合法节点定义为服务使用节点，将作为服务提供方的合法节点定义为服务提供节点，则上述数据交互包括以下步骤：
步骤60111：服务使用节点向服务提供节点发出数据请求，该数据请求包括数据请求信息、服务使用节点利用动态网络私钥生成的数字签名以及服务使用节点的动态网络数字证书；
步骤60112：服务提供节点接收到数据请求后，先利用业务动态网络提供的动态网络数字证书公钥对动态网络数字证书进行解密，若解密失败，则拒绝当前的数据请求，若解密成功，则进入步骤60113；
步骤60113：服务提供节点通过对动态网络数字证书的解密获得动态网络公钥，利用该动态网络公钥对数据请求中的数字签名进行解密，若解密失败，则拒绝当前的数据请求，若解密成功，则进入步骤60114；
步骤60114：服务提供节点将通过对数字签名的解密获得的摘要信息与服务提供节点自身利用接收到的数据请求生成的摘要信息进行匹配，若匹配失败，则拒绝当前的数据请求，若匹配成功，则进入步骤60115；
步骤60115：服务提供节点响应数据请求，调用相应的功能服务后产生反馈数据，依据该反馈数据生成反馈给服务使用节点的反馈信息，反馈信息包括反馈数据、服务提供节点利用动态网络私钥生成的数字签名以及服务提供节点的动态网络数字证书，服务提供节点对所提供的服务计费，通过当前服务提供节点的区块链私钥及区块链公钥将收自当前服务使用节点的数字货币存入相应的钱包中；
步骤60116：服务使用节点接收到反馈信息后，先利用业务动态网络提供的动态网络数字证书公钥对动态网络数字证书进行解密，若解密失败，则舍弃当前的反馈信息，若解密成功，则进入步骤60117；
步骤60117：服务使用节点通过对动态网络数字证书的解密获得动态网络公钥，利用该动态网络公钥对反馈信息中的数字签名进行解密，若解密失败，则舍弃当前的反馈信息，若解密成功，则进入步骤60118；
步骤60118：服务使用节点将通过对数字签名的解密获得的摘要信息与服务使用节点自身利用接收到的反馈信息生成的摘要信息进行匹配，若匹配失败，则舍弃当前的反馈信息，若匹配成功，则接收反馈信息中的反馈数据，完成一次服务调用过程；
步骤6012：业务动态网络更新后每间隔一固定时间周期T3统计在当前时间周期T3内的通信质量，并相应的采用与步骤301至步骤303相同的方法在区块链公网上更新对应业务动态网络信息中的通信质量信息；
业务动态网络中的每个服务提供节点每间隔一固定时间周期T4，T2≤T4≤T3，利用与服务使用节点在当前时间周期T4内交互的所有通信数据生成摘要信息，服务提供节点进一步利用区块链私钥对该摘要信息加密生成数字签名，每个服务提供节点将当前时间周期T4内与服务使用节点交互的所有通信数据与对应的数字签名一起上传至区块链公网进行上链存储，以便追责；
步骤6013：业务动态网络中的每个合法节点每间隔一固定时间周期T5计算当前合法节点在当前时刻的经纬度与当前业务动态网络的经纬度信息之间的距离，T1≤T5≤T2，若该距离大于预先设定的阈值，则当前合法节点从当前业务动态网络中断开，进入步骤6014；
业务动态网络中的每个合法节点每间隔一固定时间周期T6从当前业务动态网络中断开，进入步骤6014，T6≥T3；
步骤6014：当前合法节点的动态网络公钥、动态网络私钥以及动态网络数字证书全部失效，当前合法节点返回步骤603进行重新组网，当前业务动态网络在链上更新对应的业务动态网络信息以及服务信息；
当前业务动态网络解散后，返回步骤601进行重新组网。
2.如权利要求1所述的一种基于区块链的可信安全高性能智能网联动态组网协作方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：
步骤101：用户向区块链公网发送用户注册请求，用户注册请求中至少包含用户信息，区块链公网接收到用户注册请求后，将用户注册请求中所包含的用户信息与区块链公网中已存的账户信息进行匹配，若匹配成功，则拒绝当前用户注册请求的注册请求，若匹配失败，则根据用户信息为当前用户生成账号信息、，账号信息中至少包含与当前用户相匹配的唯一的用户ID，区块链公网将账号信息反馈给用户；
步骤102：用户在当前智能设备终端上利用账号信息向区块链公网发送区块链公网发送设备注册请求，设备注册请求至少包括与当前智能设备终端相匹配的唯一的设备ID、当前智能设备终端的当前经纬度信息以及当前通信质量信息；
步骤103：区块链公网接收到设备注册请求后，将设备注册请求中所包含的设备ID与区块链公网中已存的设备ID进行匹配，若匹配成功，则拒绝当前设备注册请求，若匹配失败，则进入步骤104；
步骤104：区块链公网为当前智能设备终端至少生成设备信息、区块链私钥、区块链公钥以及区块链数字证书，其中，区块链公网通过区块链公钥来唯一标识与智能设备终端，设备信息至少包括设备ID、当前智能设备终端的经纬度信息以及当前智能设备终端的通信质量信息；
步骤105：区块链公网将当前用户的账号信息与设备ID绑定，并将该账号信息、设备信息以及区块链公钥关联后入链存档，同时，区块链公网至少将...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶勇刚，原良晓，李强，赵怀柏，还斌，沈峰，
申请(专利权)人：上海电科智能系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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