[发明专利]基于区块链的边缘计算节点压缩方法及轻量级存储系统

说明书

本发明公开了一种基于区块链的边缘计算节点数据压缩方法及轻量级存储系统，所述方法包括：向区块链上传若干区块链数据的数据压缩请求；当同意数据压缩的边缘计算节点node_j大于设定值时，基于同意数据压缩的边缘计算节点发送的返回值，生成多重签名；基于所述多重签名与所述区块编号范围，生成并向区块链上传检查点。本发明通过区块链技术，实现边缘计算节点数据的分布式存储，所有节点按照共识算法，确保数据的一致性、完整性与可追溯。结合SM2签名算法，设计数据压缩机制，边缘计算节点分别投票，生成多重签名，建立检查点，降低节点存储开销，适用于资源受限的物联网设备，具有很高的实用性。

技术领域

本发明属于边缘计算、区块链技术领域，涉及一种基于区块链的边缘计算节点数据压缩方法及轻量级存储系统。

背景技术

随着计算机技术、通信与微电子技术的高速发展，物联网技术逐渐兴起，已经进入到智能家居、智慧城市、医疗保健、能源产业等各个领域。传统的云计算场景中，物联网设备将采集的感知数据直接传送至云平台进行分析处理，由云平台下发决策指令。但是数量不断增长的物联网设备产生了海量的感知数据，存在网络拥塞、延迟高、效率低、能耗多、数据泄露等诸多问题。

为解决上述问题，边缘计算将部分数据计算工作转移到网络边缘处，作为云计算的补充，一定程度上减轻云平台的计算压力，节约网络带宽。边缘计算场景中，物联网设备对数据进行预处理，保护数据隐私，改善服务性能。但是边缘计算具有分布式特点，物联网设备地理位置分散、环境差异大、安全等级各异，难以确保其内部存储的感知数据的安全性，一旦受到恶意攻击或出现内部故障，可能会发生数据丢失。如何保证边缘计算场景下设备的数据安全，成为亟待解决的问题。

区块链技术具备去中心化、难以篡改、可追溯、分布式存储的特点，为互不信任的物联网设备节点提供信任环境，实现感知数据多点备份和统一管理，保障数据的安全可信。但是，每个物联网设备节点都需要同步所有的区块链数据，存储数据高度冗余，区块验证的通信和计算开销大，限制了物联网设备的可扩展性。

发明内容

本发明旨在解决边缘计算中数据安全与存储空间有限的问题，提出一种基于区块链的边缘计算节点数据压缩方法及轻量级存储系统，边缘计算节点无需存储所有历史区块数据，通过定期进行数据压缩，不仅确保数据一致性与可靠性，还还大大节约边缘计算节点的存储空间。

本发明的技术内容包括：

一种基于区块链的边缘计算节点数据压缩方法，应用于边缘计算节点node_i，其步骤包括：

向区块链上传若干区块链数据的数据压缩请求，其中，所述数据压缩请求包括数据压缩的区块编号范围、数据压缩的区块摘要和边缘计算节点node_i的证书与签名；

当同意数据压缩的边缘计算节点node_j大于设定值时，基于同意数据压缩的边缘计算节点发送的返回值，生成多重签名；

基于所述多重签名与所述区块编号范围，生成并向区块链上传检查点。

进一步地，通过以下步骤得到所述区块链数据：

判断待上传的数据m是否为隐私数据：

若否，则直接将所述待上传的数据m上传至区块链，以得到所述区块链数据；

若是，则通过以下步骤将待上传的数据m上传至区块链：

调用密码算法选取一随机数r；

计算椭圆曲线点e₁＝(x₁，y₁)＝r·G与椭圆曲线点(x₂，y₂)＝r·A_i，其中G为椭圆曲线上的基点，A_i为边缘计算节点node_i的公钥；