[发明专利]一种基于联盟链的地质灾害应急指挥系统

权利要求书

1.一种基于联盟链的地质灾害应急指挥系统，其特征在于，包括数据层、网络层、共识层、合约层和应用层；

所述数据层位于联盟链的各节点中，用以存储关于地质灾害的专业监测数据和辅助分析数据；

所述网络层用于构建联盟链，且联盟中各节点之间采用P2P传输方式，各节点之间通过远程服务访问接口进行通信；

所述共识层嵌套在联盟链的链码中，用以对请求方上传至联盟链内的消息摘要的签名、授权、数据结构的正确性进行验证，通过背书节点模拟执行交易、签名、排序以及对接收到的提案进行共识排序，按照区块生成策略，将应急指挥提案生成新的区块，发送给提交节点进行校验，检查提案输入输出是否符合当前联盟链的状态，完成交易并记录到账本中；

所述合约层由联盟链内的各节点共同商定，采用JavaScript语言将相关的地质灾害应急处理标准、规范和指南编码为智能合约，形成可执行代码，经各节点同意后部署到联盟链并在链上运行；

所述应用层对请求方发出的地质灾害应急指挥提案进行处理和响应，并将处理结果反馈给联盟链上对应的应急指挥服务机构节点，

还包括所述共识层内的共识机制，所述共识机制采用实用拜占庭容错算法对请求方发出的地质灾害应急指挥提案进行处理和响应，所述共识层中的实用拜占庭容错算法流程如下：

（1）请求方节点发起提案请求：请求方寻找联盟链内最近的节点作为节点2，通过API+SDK向主节点发送请求调用服务操作；

（2）主节点广播：节点2收到请求端节点的请求后进行广播，广播至节点1、3和4；

（3）节点广播：节点1、3和4收到广播并对消息处理完后，再次向联盟链中的其他节点广播消息；

（4）执行请求：节点1-4在节点广播阶段，如果收到2f+1以上数量相同的请求，则进入执行请求阶段，开始广播执行请求；

（5）反馈：节点1、2、3、4在执行请求阶段，如果收到2f+1以上数量的相同请求，则对请求方节点反馈处理结果；

（6）所有节点都执行请求并将结果发回请求方，请求方需要等待f+1个不同节点返回相同的结果，作为整个操作的最终结果；在PBFT算法中，如果满足N≥3f+1，其中N为总节点数，f为有故障的节点总数。

2.根据权利要求1所述的一种基于联盟链的地质灾害应急指挥系统，其特征在于，所述专业数据包括但不限于卫星遥感、无人机倾斜摄影、雨量计、应力计、裂缝计、钻孔倾斜仪、位移计、测斜仪、光纤、微地震监测、重力监测、声波仪和次声探测仪测量所得数据，所述辅助分析数据包括但不限于风力、温度、降雨、地震和坡体挖掘数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于联盟链的地质灾害应急指挥系统，其特征在于，所述联盟链中的节点包括但不限于自然资源、应急管理、卫生健康、地震、气象、交通、水利、民政、财政各政府职能部门和研究自然灾害的科研机构。

4.根据权利要求1所述的一种基于联盟链的地质灾害应急指挥系统，其特征在于，所述联盟链内的各节点通过实用拜占庭容错算法对应急指挥方案进行响应，请求方收集各节点的数据和处理结果打包反馈到联盟链应急指挥服务机构进行验证、排序和记账，并将响应结果传输给应急指挥中心，由中心统一调度灾害点的应急救援、专业监测、防护治理、灾后重建、卫生健康和宣传报道等。

5.根据权利要求1所述的一种基于联盟链的地质灾害应急指挥系统，其特征在于，所述数据层、网络层、共识层、合约层和应用层均采用模块化设计。

6.根据权利要求1所述的一种基于联盟链的地质灾害应急指挥系统，其特征在于，所述应急指挥服务节点具有执行智能合约编码、MSP授权管理、账本记账、账本广播、与应急指挥中心通信和网络维护功能。

7.根据权利要求1所述的一种基于联盟链的地质灾害应急指挥系统，其特征在于，所述请求方具有联盟链应急指挥服务机构发布的数字证书CA，通过密钥进入联盟链，将应急指挥提案通过API接口和SDK程序包发布到联盟链的其他节点。

8.根据权利要求7所述的一种基于联盟链的地质灾害应急指挥系统，其特征在于，所述应急指挥提案的交易流程为：

 （1）节点1收到客户端发出的提案后，对提案进行检查和背书；

 （2）节点1对包括ACL权限、地址、数字签名等检查在内的各种检验，通过后则创建模拟执行环境；

(3)执行环境调用相关地质灾害应急处理标准、规范、指南等编码形成的智能合约，对提案进行认证和处理；

(4)将处理结果发给背书节点，组成新的区块，节点1将新的区块添加数字签名和时间戳后发送给节点2，并将处理结果反馈给客户端；

(5)节点2循环步骤第（1）-（4），将新的区块添加数字签名和时间戳后发送给下一节点；

(6)客户端将所有节点的反馈的结果打包到一起，对上一组交易认证并签名，通过通道发送给联盟链应急指挥服务机构；

(7)联盟链应急指挥服务机构是由背书策略指定的节点，同时具有排序服务节点、交易节点、记账节点、维护网络稳定和安全的功能。