[发明专利]一种基于区块链的物联网资源共享方法及系统

权利要求书

1.一种基于区块链的物联网资源共享方法，其特征在于，所述物联网资源共享方法包括：

获取域内网络结构参数；所述网络结构参数包括域内网络长度、域内网络宽度以及域内节点个数；

根据所述域内网络结构参数，结合已经建立的非线性目标函数，计算每个区半径；所述非线性目标函数为域内总能耗最小且各层区结构之间能耗均衡的目标函数；

根据所述区半径，建立层次型的分布式物联网系统框架；所述分布式物联网系统框架划分为多个管理域网络，每个所述管理域网络由若干个非均匀层区结构组成，每个层区结构包括若干个相同的区，且不同层区结构的区半径不同；

在所述分布式物联网系统框架的每个区内均构建一个子区块链，进而建立具有子区块链和全局区块链的两层区块链结构；

确定每个区内的数据源节点，并在所述子区块链中，通过所述数据源节点构建发布新区块，达到区内共识；

确定每个区内的区头节点，并分别计算每个所述区头节点的贡献度，将贡献度最大的区头节点确定为全局区块发布者；所述区头节点为区内剩余能量最多的节点；

结合主从多链结构的低开销共识算法，通过所述全局区块发布者构建发布新全局区块，达成全局区块共识；

所述非线性目标函数为

其中，表示整个域内网络节点的能量消耗；R为区半径的集合，R＝{r₁，r₂，……r_i，……r_n}，n为区半径的总数，r为区半径；W为域内网络宽度，r_i为第i层的区半径，表示一个区内参与协作传输的节点比例，c_i第i层的节点数量，l为传输数据长度，E_elec为发射电路损耗的能量，ε为传输衰减模型功率放大所需要的能量，为第i层合作节点之间的距离；

表示第i个层区结构内节点的能量消耗，N_i为第i层参与协作传输的节点数量；

L为域内网络长度，r₁为第1层的区半径，r₂为第2层的区半径，r_k为第k层的区半径，r_n为第n层的区半径。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的物联网资源共享方法，其特征在于，所述根据所述域内网络结构参数，结合已经建立的非线性目标函数，计算每个区半径，具体包括：

根据所述域内网络结构参数和已经建立的非线性目标函数，采用引力搜索算法，计算每个区半径。

3.根据权利要求1所述的基于区块链的物联网资源共享方法，其特征在于，在所述两层区块链结构中，每个区内维护的一个子区块链形成从链，多个区形成多链结构，从而构成全局区块链；其中，一个全局区块为t时刻各区头节点通过全局共识形成的区块；

每个所述子区块链均由子区块头和子区块体两部分组成；其中，所述子区块头包含的信息包括{子区块序号CBlockID，数据源节点签名DSig，区块Hash值，Merkle树根，合作节点列表NodeList，合作节点贡献度列表ContriList，时间戳t}，所述子区块体存储协作传输的数据包头信息；

所述全局区块链由全局区块头和全局区块体两部分组成，所述全局区块头包含的信息包括{区块序号GBlockID，区头节点签名CSig，区块Hash值，Merkle树根，时间戳t}，所述全局区块体存储协作传输列表List。