[发明专利]一种面向物联网私有多账本区块链系统设计与实现的方法

权利要求书

1.一种面向物联网私有多账本区块链系统设计与实现的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立系统整体架构，构建整体的软硬件系统：

步骤1.1，在目标区域部署N个物联网终端，每个终端硬件上包括一个或多个传感器，用以感知目标数据；

步骤1.2，在目标区域部署M个物联网网关，每个网关硬件上包括一个传输模组用于接收终端上报的无线信号；一个MCU用以运行嵌入式系统；一个供电模组；一个蜂窝通信模块用以通过蜂窝通信的方式接入互联网，或一个以太网模块用以通过有线网方式接入互联网，在软件上，MCU在嵌入式系统基础上运行物联网数据协议和区块链节点；

步骤1.3，在互联网中部署服务器节点，用以运行具体的物联网应用以及区块链节点；

步骤2，建立区块链网络：

步骤2.1，在各个网关运行区块链节点程序以融入区块链网络；

步骤2.2，构建一个区块链组织，将各个网关纳入组织中，命名为网关组织；

步骤2.3，在各个服务器上运行区块链节点程序以融入区块链网络；

步骤2.4，在服务器中构建一个区块链组织，将所有应用服务器纳入组织中，命名为应用组织；

步骤2.5，构建一个区块链账本，称为会话账本，构建一个区块链通道，称为第一通道1，所有网关节点和服务器节点均加入第一通道1进行交互，所有节点共享会话账本，通道内部署M₁个共识节点用于完成区块共识，M₁的数量根据具体的应用需求任意指定；

步骤2.6，再次构建一个区块链账本，称为应用账本，构建一个区块链通道，称为第二通道2，所有服务器节点加入第二通道2进行交互，所有服务器节点共享应用账本，第二通道2内部署M₂个共识节点用于完成区块共识，M₂的数量根据具体的应用需求任意指定；

步骤3，终端注册及入网，完成终端设备的入网过程以运行物联网应用；

步骤4，应用数据上行传输、上链及后续分析，入网后，终端上报物联网应用数据；

步骤5，下行数据或控制指令传输：

步骤5.1，物联网应用程序准备下行数据或控制指令并依靠会话密钥进行加密，发送至服务器；

步骤5.2，服务器将数据包缓存并查询终端与网关的路由关系，将加密后的数据直接发送至对应网关；

步骤5.3，网关通过终端网络地址从会话账本中查询终端的会话密钥；

步骤5.4，网关依靠相应的协议将加密后的数据组成数据包并利用会话密钥计算数据包的MIC，附于数据包中；

步骤5.5，网关通过无线通信将数据包发送至终端；

步骤5.6，终端利用会话密钥校验数据包MIC，当MIC不相同，则直接丢弃数据包；当MIC相同，则终端向网关回复一个ACK信息，将数据包解析并利用会话密钥将应用数据解密，进行后续处理即执行控制指令；

步骤5.7，网关收到ACK信息后，向服务器转发ACK信息；

步骤5.8，服务器收到ACK信息后，将缓存的应用数据转换为交易格式并通过第二通道2发送至共识节点；

步骤5.9，共识节点将一段时间内收到的交易组成一个新的区块，将区块发送至第二通道2内其他节点中进行校验，通过后对区块进行背书，并依靠指定的共识方式生成一个新的区块，存储于第二通道2的各个节点的应用账本，并更新世界状态；

步骤5.10，在步骤5.8中，当服务器在预设时限之内没有收到ACK信息，则直接将缓存数据清空，数据包发送失败，不再写入区块链中；

步骤5.11，服务器向应用程序回复数据包发送成功或发送失败的响应，下行数据或控制指令过程完成。