[发明专利]基于新型嵌套链架构的面向海量实时物联网的上链方法

权利要求书

1.一种基于新型嵌套链架构的面向海量实时物联网的上链方法，其特征在于，区块链系统由单条父链和多条子链组成，父链和子链的组成节点均分为两种类型：普通节点只负责本地数据管理功能；通信节点除和普通节点一样的功能外还具备跨链通信功能；父链和子链中的通信节点共同构建一个通信通道，即中继链，用于链间的数据交换；子链以嵌套的结构与父链共存，用以对接链下大规模应用数据，基于机器学习实现子链通信节点的动态感知，并排查恶意节点，高效选取和替换父链接入节点，实现高可用性的子链动态接入；

上链方法包括以下步骤：

S1、原始数据处理：物联网设备通过网关将原始数据发送到子链，首先网关将对物联网设备进行身份验证，验证通过后对原始数据进行上链前的预处理并发送到子链；

S2、请求发送：

子链向父链发起通信请求并将此请求发送给系统排序服务；

S3、通信交易节点选取：

定义子链每隔M次交易实现一次节点选取，子链根据对链内节点的态势感知选出高效节点，作为接入父链的通信节点；父链针对每条子链有固定的通信节点；

S4、数据发送：

排序服务新建一个通道并将双方选取的通信节点加入其中，形成中继链，子链通信节点从链内读取指定数据，经过特定智能合约的处理后，被提交到中继链中；

S5、数据验证与确认：

中继链中的双方通信节点达成共识，数据被写入双方通信节点本地区块中，父链通信节点从本地读取数据，并在验证所收到数据完整性与一致性之后，提交到链内并达成共识，从而完成数据交换；

S6、交易信息存储：

每次交易完成后，本次交易事件以键值对方式存储在子链，用于下一次节点选取，节点更新信息同时也会被发送到中继链进而备份在父链中，用于父链对子链节点的评估。

2.根据权利要求1所述的基于新型嵌套链架构的面向海量实时物联网的上链方法，其特征在于，子链接入节点的选取过程是利用改进的GCN算法进行节点的感知以及分类，从而筛选出子链中高效节点用于链间通信。

3.根据权利要求2所述的基于新型嵌套链架构的面向海量实时物联网的上链方法，其特征在于，子链接入节点的选取过程为：

S31、图构建：

利用区块链中节点的特征属性以及节点间的交易信息构建交易图，作为神经网络模型输入，每个交易图是由节点与边组成的包含边信息的有向图；

S32、图学习：

GCN模型初始输入为图构建产生的矩阵，之后通过层级传播对节点状态进行更新；

S33、节点分类与父链协同评估：

GCN模型最后一层得到T次迭代后每个节点的状态向量其中t为每一个节点的输出特征数，即节点类别数；对每个节点应用将模型输出值映射成概率值，得到每一个节点的分类概率：该向量代表第i个节点分别是这t个类别的概率，即节点分别作为接入节点、候补节点、普通节点、低效节点的概率值，取最大概率为节点类型，得到每一个节点的分类概率；同时，父链根据节点历史更新信息评估子链选取的接入节点，若该节点历史作为低效节点的次数T阈值Th，则父链向子链请求从候补节点列表中替换该接入节点。