[发明专利]一种基于区块链的混合智慧城市网络结构

权利要求书

1.一种基于区块链的混合智慧城市网络结构，其特征在于：所述基于区块链的混合智慧城市网络结构包括核心网络和边缘网络，核心网络包含矿工节点，边缘网络包含边缘节点；

矿工节点自边缘节点收到事务后，在核心网络中执行挖掘处理过程。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的混合智慧城市网络结构，其特征在于：所述挖掘处理过程包括：

步骤1，边缘节点接收来自物联网设备或用户的一个新服务的事务请求后，向核心网络中每个矿工节点发送一个事务请求；

步骤2，矿工节点检查并核实接收的事务请求是否被修改和是否存在于区块链中；所述事务未被修改且不存在于区块链中，矿工节点将执行步骤3；否则，矿工节点中止开采过程并在核心网络中进行广播报告；

步骤3，矿工节点首先检索导区块ID，开始工作量证明机制过程，定义创世区块为区块链中第一个区块；如果事务判定为创世区块，定义先导区块ID为0；在工作量证明机制过程中，矿工节点创建一个新的区块迭代的散列信息，所述散列信息包括先导区块ID、创建区块ID、日期和时间戳、已验证事务以及矿工的数字签名；

步骤4，区块被创建后，核心区块检查并核实所有存在的区块；

步骤5，矿工节点发送一个更新的区块链到所有边缘节点，并向物联网设备或用户提供服务。

3.根据权利要求2所述的基于区块链的混合智慧城市网络结构，其特征在于：步骤3包括：

步骤3.1，构建区块，把拟写入区块的交易信息组成交易列表，通过Merkle树算法把交易列表信息生成Merkle根哈希；

步骤3.2，把Merkle根哈希、难度值d相关字段组装成区块头，把区块头80字节数据作为工作量证明的数据输入；

步骤3.3，持续变更区块头的随机数nonceN的数值，变更后不断采用SHA256运算，将运算结果与目标值作对比判断；如果运算结果小于目标值，则定义解题成功，完成工作量证明机制过程，即为PoW过程。

4.根据权利要求3所述的基于区块链的混合智慧城市网络结构，其特征在于：所述工作量证明机制过程为存储持续化的工作量证明机制过程：

所述存储持续化的工作量证明机制过程包括，输入挖掘任务X_I[1…T]和任务难度d，输出(N，I，L，Z)；

其中，定义T表示数组元素个数，N为随机数，I表示选择叶子的指标集合，L表示选择的叶子集合，Z表示默克尔树集合。

5.根据权利要求4所述的基于区块链的混合智慧城市网络结构，其特征在于：步骤3.3中还包括：

定义l表示一次搜索的长度，H_S表示可变大小的哈希函数；

步骤3.3.1，步骤建立挖掘任务X_I[1…T]，长度为l的独立段P，其中P；

步骤3.3.2，计算默克尔哈希树X_Merkle的根

步骤3.3.3，选择随机数N；

步骤3.3.4，计算

步骤3.3.5，如果1，计算i＝Y modT，Y_↓j＝H_↓S(Y_↓(j|1)||X_↓I(i_↓(j|1)]|I)；

步骤3.3.6，反向排序中间散列的反向扫描ω＝H_↓S(Y_↓l||...||Y_↓(1|lmod2)|I)；

步骤3.3.7，如果ω已经有d个二进制前导0，则pow结束，返回(N，I，L，Z)，否则，返还执行步骤3.3.3。