[发明专利]基于工业互联网的分布式安全追溯区块链系统

说明书

本发明提出一种基于工业互联网的分布式安全追溯区块链系统，由第一区块链(1)和第二区块链(2)组成。第一区块链的部分生产端数据节点(11)与第二区块链的部分消费端数据节点(21)通过链间广播节点(3)通信；当生产端设备成为第一区块链的生产端数据节点后，注册至该生产端设备的所有消费端设备成为第二区块链的消费端数据节点。当消费端数据节点发送的消费数据超过预定通量值时，激活通量控制逻辑，通量控制逻辑启用预定的安全通量控制策略；通量控制逻辑还包括动态高通量机制，主动监视第二区块链吞吐量利用率并且对其进行调整。本发明实现了工业互联网环境下的生产数据和消费数据的通量控制通讯并且安全可追溯。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，尤其涉及一种基于工业互联网的分布式安全追溯区块链系统。

背景技术

随着第四次工业革命的发展，工业互联网将推动工业制造向信息化、数字化、智能化发展。从国际来看，各个国家持续加大了对工业互联网的重视和投入，除了制订相应的政策文件(如美国《先进制造业美国领导力战略》、德国《数字化战略2025》)，还不乏千万至亿级别的工业互联网投资；从国内来看，伴随《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》的发布，我国工业互联网领域的政策文件不断完善，工业互联网也被写入2019年国务院政府工作报告。党的十九大报告中也提到要加快建设制造强国和发展先进制造业、形成新动能，为工业互联网发展指明了方向，发展工业互联网成为我国国家战略的重要组成部分。

工业互联网通过构建连接机器、物料、人、信息系统的基础网络，实现了人、机器、产品和服务的泛在互联，为传统工业的发展提供了新动力，正成为当前研究的前沿热点。区块链技术作为数字加密货币的核心技术，能够通过分布式节点的验证和共识机制解决去中心化系统节点间信任建立的问题，实现去中心化、分布式的信任建立机制，从而在信息传输的同时完成价值的转移，能够实现当前网络架构由“信息互联网”向“价值互联网“的重大转变。

申请号为CN202010787893.4的中国发明专利申请提出一种基于区块链技术的配电网物资质量数据高可靠实时管控方法，包括如下步骤：步骤S10，利用区块链技术建立配电网物资质量管控流程；步骤S20，建立多维数据源的配电网物质质量管控数据区块链；步骤S30，配电网物质质量管控数据区块链上链；步骤S40，建立配电网物资质量管控智能合约；步骤S50，建立配电网物资质量管控业务应用平台和溯源区块链浏览器。该发明可以对配电网物资质量管控全过程进行跟踪溯源，所有的数据均按照统一的流程和要求进行上链操作，保证了全面监控物资质量，并且如果发现了问题，也可以更快的追溯来源。

申请号为CN202010664140.4的中国发明专利申请提出一种基于区块链技术的智能电网数据治理架构，架构建设的目的是保障数据完整性、规范性、一致性、准确性和安全性，并提高数据质量，形成数据资产，确保在数据产生过程中，保障数据源头的真实性和可追溯性；在数据交换和流通过程中，确保数据安全并保护隐私。

然而，大多数工业系统设备的资源有限，包括带宽，计算和内存，这与复杂区块链解决方案的要求相悖；工业互联网现场设备层的数据来源和数据需求可能有成百上千个，而异构网络环境下的节点需要对新挖出区块里所包含交易的正确性以及时序达成一致。如何降低区块内部以及区块之间数据交换的时延，以实现有效数据交换是一个比较大的挑战；虽然区块链提供了工业互联网中有效的数据安全和隐私保护技术，但同时也面临诸多挑战，包括复杂性、带宽和延迟开销以及可扩展性等问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于工业互联网的分布式安全追溯区块链系统，由第一区块链和第二区块链组成。第一区块链的部分生产端数据节点与第二区块链的部分消费端数据节点通过链间广播节点通信；当生产端设备成为第一区块链的生产端数据节点后，注册至该生产端设备的所有消费端设备成为第二区块链的消费端数据节点。当消费端数据节点发送的消费数据超过预定通量值时，激活通量控制逻辑，通量控制逻辑启用预定的安全通量控制策略；通量控制逻辑还包括动态高通量机制，主动监视第二区块链吞吐量利用率并且对其进行调整。