[发明专利]一种去中心化的基于区块链的物联网数据共享交互模型、构建方法及数据共享交互方法

说明书

一种去中心化的基于区块链的物联网数据共享交互模型、构建方法及数据共享交互方法，属于基于区块链的物联网数据处理领域。本发明包括：移除数据管理中心，由各参与节点共同维护交互数据；将关键信息存储在链上；构建数据交互模型的分层架构，在数据交互模型和分层架构的基础上，构建物联网数据共享智能合约架构；基于非同质化代币方法将需要交互的数据NFT化，建立基于区块链的数据确权机制；通过分发令牌和校验令牌进行数据的访问控制，建立基于区块链的权能访问控制机制；构建基于Fabric联盟链的物联网数据交互模型；通过各传感器节点采集物联网数据集，并保存到数据库中；系统选取Fabric联盟链作为底层区块链，通过Docker容器部署搭建区块链网络。

技术领域

本发明涉及数据交互模型及数据交互方法，特别涉及一种去中心化的基于区块链的物联网数据共享交互模型、构建方法及数据共享交互方法。

背景技术

当前，数字经济为全社会发展带来了变革性方向，尤其是近十年来兴起的区块链技术，以其特有的分布式账本以及不可篡改、可溯源的技术特性，为数字经济尤其是数字资产的创设和使用提供了全新发展机遇。2021年以后，以以太坊ERC-721和ERC-1155标准为基础衍生的非同质化代币(non-fungibletoken，NFT)开始成为金融市场中的又一个崭新领域。其作为表示数字资产的通证，是一种稀缺、不可拆分、不可替代的独特数字项目，通过将实际内容作为简单的URI字符串存储在元数据内，建立了区块链上具有数字资产所有权的全新生态系统。由于NFT能够为数字相关产品提供可证明的唯一性和所有权的独特属性，对数字资产领域产生了巨大震荡，引发广泛关注和讨论。

大部分学者将NFT应用到艺术品交易、游戏、金融等领域，少部分学者将其应用在新闻报纸等数据共享的领域。一些学者利用区块链技术具有不可篡改的特性，研究将区块链应用于数据确权领域，对于基于区块链技术在数据共享交互领域的应用，明确数据的所有权是首要条件。

但是目前在数据确权领域研究成果相对较少，且研究成果都存在不足。王海龙等人利用数字水印的可嵌入性和区块链的不可篡改性提出了一种新的大数据确权方法，确权方法通过在数据中嵌入数字水印来明确数据所有权，该方案从数据源头进行确权，但是对于数据的鉴权阶段没有具体描述。王帅宇等人针对数据交易过程中存在的确权问题，并结合区块链技术设计了一种大数据确权方法，通过交易信息判断数据的权属，进而达到数据确权的目的，但是文中未对数据起源做出验证。Cheng S等人分析总结大数据环境下的信息确权方法，并提出区块链在版权信息的确权保护方面有较大的潜力，但是并没有提出具体的确权方案。盛念祖等人指出当前物联网系统面临数据确权困难，数据资产难以控制和转移等问题，并结合区块链技术提出了一套数据资产化方案，通过智能合约实现数据价值变现和转移，但是本方案无法明确数据多次交易后数据所有权归谁所有。在物联网数据共享方面，乔康等人指出当前基于云的中心化数据共享模式面临的单点失效等问题，并针对 5G物联网数据提出基于区块链的数据共享方案。于金刚等人指出传统物联网数据共享模型易造成数据泄露和篡改、单点故障等问题，依靠区块链去中心化的设计思想，提出去中心化的物联网数据共享模型，并针对安全性和隐私性提出优化方法。Ahsan Manzoor等人针对物联网系统中可扩展性和信任问题，提出一种基于区块链的代理重加密方案，数据加密后存储到分布式云中，避免了单点故障的问题，并摒弃了第三方，通过智能合约实现数据的共享交互。Hossein Shafagh等人分析当前物联网场景下的数据共享模型大多采用以云为中心的管理模式，易造成数据孤岛问题，并针对该问题结合区块链技术提出了一种新的数据共享模型，模型实现了分布式的访问控制和数据管理，并将数据的所有权返还给用户。

综上所述，针对传统的中心化物联网数据交互模型中暴露出的问题，本发明预将NFT技术引入到数据所有权保护中，为物联网数据共享场景提供一种思路。区块链技术在解决不同场景下的数据共享问题上起到了重要的作用。针对不同共享场景中心化程度过高的问题，越来越多的研究通过区块链来构建去中心化的管理模型。因此本发明针对物联网数据共享的特殊场景，结合区块链、智能合约和IPFS等技术，构建一个基于区块链的物联网数据共享模型。

发明内容