[发明专利]一种基于区块链的能源物联网信息安全传输与存储方法

说明书

本发明公开了一种基于区块链的能源物联网信息安全传输与存储方法，包括以下步骤：通过加密物联网设备与服务中心之间的通信实现信息的安全传输；通过将物联网设备授权认证与物联网设备通信分离，并通过RAFT服务器集群实现授权认证；通过将数据存储在区块链数据结构中，并使用哈希指针保证数据存储的完整性及难度，以满足信息存储的安全性要求；通过架构中的RAFT集群路由与各物联网设备进行通信实现远程通信，该方法能够实现物联网信息的安全传输与存储。

技术领域

本发明涉及一种信息安全传输与存储方法，具体涉及一种基于区块链的能源物联网信息安全传输与存储方法。

背景技术

物联网市场正经历一个前所未有的快速发展时期。根据高德纳的预测，到2020年，全球物联网终端数量将达到208亿台，复合增长率为34％。物联网将渗透到人们生活的各个方面，并进入广泛的行业，如智能城市、智能家庭、可穿戴设备、汽车网络和其他应用场景。根据麦肯锡的预测，到2025年，物联网技术的潜在经济总量将达到11.1万亿美元。然而，这些诱人的数字隐藏着巨大的挑战和危机。海量物联网终端设备的接入对网络扩展和集中式平台性能提出了巨大挑战。同时，更重要的是关注大规模物联网终端。设备访问导致的信息安全风险，如终端假冒、节点控制、数据篡改、DDoS攻击等。

现有的解决方案是选定一个中心设备，让其发送数据或者指令到物联网设备，同时物联网设备通过用户名和密码授权认证机制来接受中心设备的指令与数据，否则任一传感器都可感应获取这些传输数据或者指令，这将导致网络混乱，甚至对人类正常生活造成破坏。但是控制中心为了认证授权这些物联网设备，常常使用用户名和密码组合机制，而绝大多数的无粮网设备是由非技术人员部署的，他们不知道或者不关注如何将设备的默认出厂用户名和密码修改。近几年，黑客利用这一漏洞已经发起了几次重大的网络攻击事件。

在数据存储方面，目前大多数服务中心都采用主从备份等机制，以保证数据的高可靠性。主从备份较好地解决了服务中心单点故障的问题，但并没有对存储的数据本身起到完整性保护的作用。

因此针对物联网的安全现状，传统的网络安全防护技术无法满足物联网的安全需求。需要新的物联网安全保护技术来应对日益严重的物联网安全和隐私问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于区块链的能源物联网信息安全传输与存储方法，该方法能够实现物联网信息的安全传输与存储。

为达到上述目的，本发明所述的基于区块链的能源物联网信息安全传输与存储方法包括以下步骤：

通过加密物联网设备与服务中心之间的通信实现信息的安全传输；通过将物联网设备授权认证与物联网设备通信分离，并通过RAFT服务器集群实现授权认证；通过将数据存储在区块链数据结构中，并使用哈希指针保证数据存储的完整性及难度，以满足信息存储的安全性要求；通过架构中的RAFT集群路由与各物联网设备进行通信实现远程通信。

服务中心及物联网设备采用椭圆曲线密码算法进行加密，并利用服务中心存储的物联网设备公钥数据进行D-H密钥交换,使得物联网设备通信前能够根据本地非对称密钥对及对方公钥确定本次会话的对称密码。

通过加密物联网设备与服务中心之间的通信实现信息的安全传输的具体过程为：

S1)根据椭圆曲线生成公钥及私钥；

S2)物联网设备经过D-H密钥交换协议确定会话对称密钥；

S3)Alice节点和Bob节点获取共享密钥，在通信过程中，使用共享密钥对数据对称加密后进行传输。

步骤S1)的具体过程为：

S11)定义NaN圆曲线：A为大于3的整数，有限域上的椭圆曲线为：

y²＝x³+ax+b