[发明专利]一种基于联盟链的智能农机调度系统及其调度方法

权利要求书

1.一种基于联盟链的智能农机调度系统，其特征在于：该调度系统涉及以下参与方：认证中心CA、农机拥有者AO、农机使用者AU和系统监管方BO，系统包括认证层、交易层、数据层和区块链层，

所述认证层中，认证中心CA向农机拥有者AO、农机使用者AU和系统监管方BO授权，授予CA证以给予加入联盟链的权限，并向这三个参与方分发对应公钥与私钥；

所述交易层执行农机调度匹配以及区块生产，具体方法为：农机使用者AU发送与时间戳绑定且由自身密钥与记账节点BC公钥加密的请求信息，记账节点BC接受并验证调度请求，验证通过后调用智能合约SC；SC执行内部匹配和定价函数，通过基于经济剩余理论的优化遗传算法将最优匹配结果与定价结果发送至对应记账节点BC，记账节点BC将调度数据记入新区块中；记账节点BC将新区块生产完成后，将新区块与一随机数一起由自身密钥与系统监管方BO公钥加密，然后发送至BO给其进行验证；如果验证通过，则返回验证结果并附带电子签名，由自身密钥与BC公钥加密发予记账节点BC，记账节BC用自身密钥与系统监管方BO公钥解密，将新区块与验证结果全网广播；如果验证不通过，对BC采取扣款的惩罚措施，并重新选举新BC进行区块生产；

其中通过智能合约SC实现农机拥有者AO与农机使用者AU的匹配，记账节点BC负责生产区块，系统监管方BO在监控调度过程中对新区块进行验证，即验证新区块里的交易是否合法，验证区块是否合法，即区块中的时间戳，哈希值是否正确；

所述数据层来存储调度所需数据，数据包括农机数据、农田数据以及实时道路与天气数据；同时，数据层向预言机提供外部实时数据，预言机收到后将数据传输至智能合约SC中；

所述区块链层存储调度数据的链：所述记账节点BC完成新区块生产后所有系统中的节点均在区块链层中保存新区块，每个区块包含时间戳，由多个调度信息与数据的哈希值组成的默克尔树的树根的哈希值，以及上一个区块的哈希值；区块链中的所有调度与交易数据都由哈希函数加密，进而保护用户隐私；

上述过程中，系统在所有农机拥有者AO和农机使用者AU节点中随机选取记账节点BC负责区块生产，选取过程中，每个记账节点负责生产数量Q个区块，Q区块完成后重新进行随机选取。

2.根据权利要求1所述的基于联盟链的智能农机调度系统，其特征在于：所述认证层中的公钥是公开的，公钥由农机拥有者AO、农机使用者AU和系统监管方BO的组织名称生成；所述私钥是不公开的，由所述CA授予，由农机拥有者AO、农机使用者AU和系统监管方BO各自保存，且因系统监管方BO是绝对可信的，每个参与方私钥都被系统监管方BO知晓；

所述私钥加密后的信息由对应的公钥解密，而所述公钥加密后的信息由对应的私钥解密。

3.根据权利要求1所述的基于联盟链的智能农机调度系统，其特征在于：所述交易层调度和交易过程中系统监管方BO知晓农机拥有者AO和农机使用者AU的公钥与私钥，可对交易层中的每条信息交互实施监控，保证系统安全稳定地运行，且仅有系统监管方BO有权限监控智能合约SC的内部执行过程。

4.一种基于权利要求1至3任意一项所述的基于联盟链进行农机调度系统的调度方法，其特征在于：包括以下步骤：

认证中心CA农机拥有者AO、农机使用者AU和系统监管方BO分发CA证，给予加入联盟链的授权，并采用身份认证的准入机制，以农机拥有者AO、农机使用者AU和系统监管方BO的组织名称生成对应公钥，所述认证中心CA生成对应私钥发给农机拥有者AO、农机使用者AU和系统监管方BO；

农机使用者AU发送与时间戳绑定且由自身私钥与记账节点BC公钥加密的调度请求；

系统监管方BO收到调度请求后，通过自身密钥与农机使用者AU公钥解密并验证该调度请求，如果请求通过，则记账节点BC将调用智能合约SC从而进行调度匹配，且匹配过程通过函数，并采用基于经济剩余理论的优化遗传算法，最小化无谓损失，得出最优匹配与最优定价；如果验证的请求不合法，则不处理该请求，且系统将对AU所在组织采取扣款与扣除信誉的惩罚；

通过基于可信监管方验证的共识方法记账节点BC将调度数据记入新区块并生产出来后由系统监管方BO进行验证，如果验证通过，则广播给系统中所有农机拥有者AO和农机使用者AU节点本地保存所述新区块链状态。