[发明专利]一种基于区块链的5G物联网数据共享交易方法

说明书

本发明公开一种基于区块链的5G物联网数据共享交易方法，包括：建立基于联盟链的数据共享交易网络拓扑结构，其分为六层包括物理层、数据层、网络层、共识层、安全层、合约层。本发明主要集中在安全层和合约层，安全层由一部分拥有可信执行环境的边缘计算服务器组成，用于提供可信计算服务；合约层集成一系列智能合约，以确保安全和高效的数据共享交易交互，同时针对数据“可用不可见”的特性，设计了一个两阶段的Stackelberg博弈模型来优化数据所有者和数据消费者之间的定价；本发明为5G物联网中的数据共享交易提供一种安全、有效的方式，促进了5G物联网数据的流通，发挥数据的价值。

技术领域

本发明涉及一种基于区块链的5G物联网数据共享交易方法，属于区块链和物联网技术领域。

背景技术

5G的到来已经开启了一个“万物互联”的时代，随着5G物联网的快速发展，物联网中的各种接入设备急剧增加，同时物联网中产生的数据量也呈爆发式增长，数据成为物联网中最重要的商品之一；传统物联网中的数据交易具有以下特点；(1)在数据交易过程中的多方参与(如:数据所有者，数据消费者，数据服务商)；(2)参与的各方之间的利益冲突使得没有任何一方可以真正被信任；(3)数据交易仅依赖于双方的担保和信用，增加了更多商业实体的加入门槛；因此，物联网中的数据交易面临着信息透明度低和非法数据篡改的挑战，人们认为传统的数据交易生态模式是不够可信的。

区块链技术允许物联网通过区块链的分布式、防篡改、安全和可追踪的特点来保持信息透明度，并在参与者之间建立信任，这将促进物联网数据交易生态系统的实质性和可持续增长。详细的数据交易和验证范围，关于数据所有权的信息以及数据收集、存储、交易和数据分析的过程都可以记录在区块链中。因此，基于区块链的数据交易可以被追踪，从而在大规模的物联网数据交易中进一步保证数据的质量。

安全计算能够更大程度上保证数据所有者的数据安全，安全多方计算(securemulti-party computation，MPC)作为密码学的一个分支，是安全计算问题的直接解决方案。使用可信硬件是实现安全计算的另一种方案，如可信执行环境(trust executionenvironment，TEE)；TEE是一个通用概念，在这里指处理器的一个安全区域，它保证装载在其中的代码和数据在隐私和安全方面受到保护。数据所有者可以发送他们的数据到TEE设备，买方的计算任务在TEE中进行计算，并以安全的方式将结果返回买方，这样以来可以更大程度上保证数据安全。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种基于区块链的5G物联网数据共享交易方法，具体包括以下步骤：

建立基于联盟链的5G物联网数据共享交易网络拓扑结构，其分为六层包括物理层、数据层、网络层、共识层、安全层、合约层。

所述物理层主要由物联网设备及边缘计算设备构成，与授权的边缘服务器通信连接，为数据的收集、计算、存储和传输提供物理媒体支持，物联网设备将其收集的数据作为商品进行共享，需要特定数据的消费者向数据所有者支付数据硬币获得数据的使用权；边缘计算设备为区块链提供强大的存储资源和计算资源。

所述数据层由IoT数据子层和区块链数据子层组成，IoT数据子层负责通过物联网设备收集和存储数据，区块链数据子层由一系列区块组成，每个区块中都记录了某个时间段内的交易数据，且交易数据经过加密数字签名以确保安全；每个区块都包含指向前一个区块的哈希值，以此形成块链。

所述网络层主要包括P2P组网机制、数据传播、验证机制和边缘计算服务网络，其功能是实现区块链网络中节点与节点之间的信息交流，所述边缘服务器提供计算资源以促进区块链共识和智能数据定位和定价过程。

所述合约层由各类智能合约构成，这些合约以数字形式定义，通过区块链保证各参与方共同处理事物、执行代码和维护状态与资源的一致性，以确保安全和高效的数据交易交互，同时采用Stackelberg博弈模型来优化数据所有者和数据消费者之间定价过程。