[发明专利]一种构建时空区块链的设备及方法

说明书

本发明公开了一种构建时空区块链的设备及方法，涉及空间信息和区块链技术领域，旨在解决区块链节点设备缺乏时空约束的问题，用于构建基于时间和空间约束条件的时空区块链，该设备包括时空区块链主节点、子节点和星节点；该方法为区块链节点设置时空围栏，由时间围栏和空间围栏共同组成，空间围栏是虚拟的立体几何体，只有在正确的时空围栏内的设备才能参与构建时空区块链；是否能够生成和存储数据区块与节点所处的时间与空间相关，区块链系统根据时间和空间参数自动实现子节点和星节点上链和脱链，使可信的节点设备才能接入区块链网络；本发明通过卫星导航定位系统的授时时间和地理坐标，保障设备的时间和空间数据难以篡改，安全性更高。

技术领域

本发明涉及空间信息和区块链技术领域，具体为一种构建时空区块链的设备及方法。

背景技术

区块链技术利用块链式数据结构验证与存储数据，利用分布式节点共识算法生成和更新数据，利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全，每一个数据区块中保存了一定的信息，它们按照时间顺序连接成数据链，这个数据链被保存在区块链节点中，区块链节点是指安装了区块链软件的计算设备，如服务器、计算机个人电脑、专用计算设备等，有全节点、轻节点、广播节点等分类，全节点就是拥有全网所有的交易数据的节点，轻节点是只拥有和自己相关的交易数据的节点，广播节点只发出事务并接收来自第三方的区块链信息。

目前的区块链系统对区块链节点设备所处的空间位置没有直接的要求，即是否能够参与区块链交易不取决于区块链节点所处的空间位置，但在某些实际应用场景中把区块链节点的位置作为能否参与区块链交易的约束条件是必要的，例如，货物贸易过程中对物品流转信息进行可信的存证是进行产品溯源、原产地认证、跨境贸易、物流、仓储管理和建立可信数字仓单的重要基础数据，区块链链上数据不可篡改、可追溯、去中心化、分布式记账等特点特别适用于物品流转信息存储，如果区块链节点本身与位置关联，则更有利于对货物流转过程信息存证的认证，以保障数据的真实、可靠。

中国专利CN201910577313.6公开了一种时空可信的区块链生成方法及设备，技术方案是，将时空数据用于区块链方面，利用时空信息对区块链系统进行时间同步、建立统一的时间和空间基准；中国专利CN202010144331.8公开了以时空信息为函数模型的区块链数据加密方法，技术方案是，利用时空数据对区块链数据的传输进行加密；中国专利CN202010366254.0公开了一种利用时空信息认证区块链数据的设备及方法，采用的技术方案是，该设备包括时空区块链终端、时空编码模块、区块链模块和服务器，本发明确保了只有在指定的位置指定的时间内生成的数据是正确有效的才可以上传到区块链系统，杜绝了假冒终端向区块链系统传输数据的可能性，杜绝了假冒卫星定位数据生成时空编码和时空区块链标签向区块链系统传输数据的可能性，从而保证向区块链传输的数据来源是可靠的，保障了设备的时间难以篡改，采用了区块链智能合约，具有不可被篡改的特性，实现了分布式存储，保证了即使部分服务器节点数据丢失或损坏，系统仍能够正常运作，本技术方案中用到了全球导航卫星系统，包括北斗卫星导航定位系统、GPS、GLONASS、GALILEO等卫星导航定位系统，它们能面向全球提供时空信息，包括时间、经度、纬度和高程等数据，这些数据来自于卫星，因此具有用户无法篡改的特性，同时它又是覆盖全球的，具有在全球均可随时随地获取数据的特性；随着新一代导航定位技术的发展，将进一步实现室内外无缝定位，并在室内提供与室外的数据格式相同或可转换的时空信息，本技术方案中存在的问题是：仅限定了在指定的位置指定的时间内生成的数据是正确有效的才可以上传到区块链系统，即仅限定数据源在有效的多边形范围内才能上传到区块链系统，但是对构成区块链节点的设备本身没有时间和空间的限制，因此需要制造一种具备接收覆盖全球的GNSS时空数据功能的区块链节点设备，使其能够用于构建区块链，并用于物流、跨境贸易、原产地认证、产品溯源、仓单交易等领域，进而弥补现有区块链节点设备在实体产业应用方面的不足。

发明内容