[发明专利]一种基于区块链的物联网资源共享方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于区块链的物联网资源共享方法及系统，涉及区块链技术领域，包括根据域内网络结构参数，结合已建立的非线性目标函数，计算每个区半径，并根据区半径，建立层次型的由多个管理域网络组成的分布式物联网系统框架，且每个管理域网络内的每个层区结构的区半径相同，不同层区结构的区半径不同；在每个区内构建一个子区块链，进而建立具有子区块链和全局区块链的两层区块链结构；结合主从多链结构的低开销共识算法，将区内数据源节点作为发布者来构建发布新区块以达到区内共识，将贡献度最大的区头节点作为全局区块发布者来构建发布新全局区块以达成全局区块共识，从而实现去中心化网络能量资源可靠共享和最大化网络资源利用率。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，特别是涉及一种基于区块链的物联网资源共享方法及系统。

背景技术

据Gartner预测，预计2020年将有数百亿设备接入网络。大量的智能嵌入式设备接入网络形成具有功能性的智能物联网，如何实现去中心化网络资源管理保障物联网持续提供服务将成为面临的核心问题之一。其中，物联网的异构性是导致资源闲置率高，资源浪费问题的主要因素。因此，在物联网接入节点资源受限的制约下，如何管理网络资源，提高最大化网络资源利用率和物联网性能是关键。受滴滴出行、共享单车等共享经济模式的启发，充分调动社会闲置资源，将物联网中的资源共享是实现资源利用率最大化的有效方案，即将物联网中的接入终端充当资源实体，实现资源交互。然而在不可靠的分布式物联网环境下，如何避免自私或恶意节点侵占网络资源，在节点之间建立可靠的共享关系是首要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于区块链的物联网资源共享方法及系统，以实现去中心化网络能量资源可靠共享和最大化网络资源利用率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于区块链的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。

可选的，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。

可选的，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；表示第i个层区结构内节点的能量消耗。

可选的，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；