[发明专利]一种基于区块链的IOT设备行为可信监管方法

说明书

本发明提出一种基于区块链的IOT设备行为可信监管方法，基于区块链、物联网技术，应用于物联网领域。针对目前物联网行业中存在的大量设备缺乏有效安全保护机制，易被攻击进而做出不可信行为的问题，设计了基于区块链的IOT设备监督管理网络架构，利用区块链技术对物联网节点进行监管，发现并处理做出不可信行为的节点，有效提高物联网设备的安全性。具体包括：在物联网平台上部署区块链，链上验证节点根据普通节点工作时产生的数据利用深度学习，神经网络等算法为普通节点生成综合信誉值，利用人工智能算法对各节点综合信誉值进行判定，将判定低于所设信誉值阈值的节点产生的不可信行为进行上报，并为后续采取相应管控操作提供支持。

技术领域

本发明涉及区块链及物联网技术领域，是一种利用区块链技术对物联网网络节点行为进行监管的方案。该方案对所有物联网网络节点生成信誉值并记录在区块链上，对判定低于所设信誉值阈值的节点的不可信行为进行上报，并为后续采取相应管控操作提供支持。

背景技术

随着进入大数据时代，物联网行业的高速发展使物联网技术开始大规模的运用在多个行业。由于物联网设备具有节点数量巨大、计算与存储能力脆弱、开放式环境等特点，基于成本和管理等多方面的因素，大量物联网设备被部署在无人监控的恶劣环境中，缺乏有效的安全保护机制，例如，家庭摄像头、智能灯、路灯监视器等。这些物联网设备容易被劫持。被劫持的物联网设备经常被恶意软件非法调用且肆意控制，致使网络节点发生拒绝服务、信息截取、注入大量冗余数据分组等异常行为，进而使不法分子达到破坏网络设备和篡改数据的目的。因此，对物联网网络节点的行为进行监管，对其传输信息进行可信度评价与监管，对网络安全具有重大意义。

为了解决这类问题，需要发现并禁止被劫持的物联网设备连接到通信网络，并在它们访问目标服务器之前就切断它们的网络连接。相关机构可以升级物联网，并将物联网与区块链连接起来，共同监控、标识和处理物联网设备的网络活动，保障并提升网络安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于区块链的IOT设备行为可信监管方法，来解决上述背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

首先在物联网网络中部署区块链架构，并提供设备认证、基础权限控制功能。

为提高区块链并发性以适应节点数量巨大的物联网网络环境，本发明采取基于DAG有向无环图的区块链底层架构来替代传统区块链单链式底层架构。基于DAG有向无环图结构的区块链网络架构为多链式结构，可看作是传统单链式结构的横向拓展，各个节点或账户分别维护一条链以记录本地信息，各链之间通过交互引用构成基于平行链的DAG。账本内每个基本单元可以引用一至多个前驱单元，且可以同时被多个后继单元同时引用，这使得多个节点可以同时向帐本中新增交易或区块单元，从而大大提高系统吞吐量。由于此结构与传统单链式区块链结构类似，所以对于智能合约具有良好的支持性。本发明中每条单链由对等基站管理维护，本发明中假定基站可信。链上节点通过PBFT共识机制进行共识。每一条对等的单链作为一个节点簇，链上由验证节点与普通节点共同组成。簇与簇之间即链与链之间的验证节点根据预先设置的时间戳定时进行数据交互，以达到在整个物联网区块链网络中实现信息互联互通的目的。图1为基于DAG有向无环图的区块链结构示意图。

物联网节点通过数据采集程序将工作时所产生的数据通过智能合约自动上传至区块链，达到数据安全不可篡改，可追溯的目的。物联网节点所采集的数据可以包括节点ID、时间、地点、事件、传输时延、数据分组转发量、数据分组重复率等等，具体由物联网设备节点所工作的环境而定。比如节点为环境传感器所采集到的数据可能包括温度、湿度、压力值等等。若物联网节点所收集到的数据包含温度、湿度、压力值等等，需要事先在智能合约中写入正常数值波动范围、阈值范围，以进行比较来判定节点是否出现异常或出现不可信行为，以此判定节点可信度。