[发明专利]一种基于区块链和IPFS的物联网数据管理系统和方法

说明书

本发明涉及一种基于区块链和IPFS的物联网数据管理系统，用于物联网数据的存储和管理，包括：分支划分模块：根据数据属性将物联网数据划分为多个分支，分支为同一属性的物联网数据；快照生成模块：将各分支内的物联网数据切分为多个快照文件；存储管理模块：通过分支合并，向IPFS系统中存储或索引快照文件；智能合约：存储快照切分规则和快照索引表，分别用于管理快照文件的切分和快照文件的索引，与现有技术相比，本发明具有存储价格低、资源利用率高且保证隐私安全等优点。

技术领域

本发明涉及区块链领域，尤其是涉及一种基于区块链和IPFS的物联网数据管理系统和方法。

背景技术

随着物联网技术的不断发展和广泛应用，物联网设备的数据生成总量大幅度提升。现有物联网设备的计算、存储和带宽有限，大规模的物联网设备管理和数据存储就成了一个令人头疼的问题。如何实现物联网设备网络的有效标识，保证信息的传输安全，同时对设备产生的数据进行有效的管理，是许多物联网的应用场景都需要解决的问题，而区块链的去中心化特性以及非对称加密算法的使用，可以有效地降低物联网系统的维护成本，同时提高网络的抗攻击能力。

随着诸如IPFS的去中心化存储系统的出现，在去中心化环境中存储大规模数据有了可能，这些存储系统通过使用Merkle DAG或者分布式哈希表，将区块链中原本高度冗余的账本数据进行拆分存储，可以降低数据的存储成本。

如Ayoade Gbadebo等人提出使用一种可信的处理环境(TEE)来维护并且存储物联网设备记录的信息，Ali Muhammad Salek等人提出使用IPFS存储物联网设备的隐私数据。IPFS作为一种去中心化的文件存储协议，以公开文件数据为代价保证了其内容的可信程度，用另一种方式实现了TEE的需求。

通过结合区块链和去中心化存储系统能够以较低的开销实现物联网数据的安全管理，然而现有的基于区块链的物联网数据管理应用依然有着存储价格高、资源利用率低、隐私难以保证的问题，会在记录数据时产生大量的存储冗余。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种存储价格低、资源利用率高且保证隐私安全的基于区块链和IPFS的物联网数据管理系统和方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于区块链和IPFS的物联网数据管理系统，用于物联网数据的存储和管理，包括：

分支划分模块：根据数据属性将物联网数据划分为多个分支，分支为同一属性的物联网数据；

快照生成模块：将各分支内的物联网数据切分为多个快照文件；

存储管理模块：通过分支合并，向IPFS系统中存储或索引快照文件；

智能合约：存储快照切分规则和快照索引表，分别用于管理快照文件的切分和快照文件的索引。

进一步地，所述的数据属性包括数据名称、数据生产者或数据来源，即拥有相同名称、相同生产者或是相同数据来源的物联网数据可以被分作同一分支，例如：某地连续的气温数据可以被视作是一个分支；某个物联网设备记录的所有数据可以被视作是一个分支；针对某个特定商品的溯源数据也可以被视作是一个分支。但是在数据更新存储过程中，拥有相同名称或者相同数据来源的分支才可能发生分支合并，而以相同生产者划分的分支将仅由单机维护，一般不会有合并分支的需求。

进一步地，所述的快照文件以唯一对应的哈希值为依据，存储于IPFS系统中。在本发明的区块链当中，智能合约的每一笔调用交易都会被分别存储在不同区块当中，它们以生成时间的先后次序连接在一起，并且凭借哈希值支持迭代验证。