[发明专利]基于区块链激励的wsn数据存储方法

摘要

本发明公开了基于区块链激励的wsn数据存储机制，该方案将传感器网络节点存储的一组数据，看做区块链中的一个区块，采用可证明数据持有(Provable Data Possession，PDP)机制来进行新数据块的挖矿和存储，大大减少了传统区块链中使用PoW机制所产生的大量计算问题，极大减少了电能的消耗。此外，本发明采用保序hash函数比较节点已存储数据和新数据块，能够让新数据存储在最接近已有数据的网络节点中，并只存储不同的子数据块，所以能够大大节约网络节点的存储空间，而且系统給予该节点一个单位的数字货币奖励。

主权项

1.基于区块链激励的wsn数据存储机制，其特征在于，给存储数据的节点奖励数字货币，节点存储的数据越多給予的奖励就越多；设G、GT分别是同为q阶的加法群和乘法群，g和u为G的生成元；在群G、GT中离散对数问题是难解的，双线性对映射e：G×G→GT是一个安全的双线性对；H是一个hash函数；存储的数据块标记为：M＝{m1,m2,...,mn}，每块的PDP认证器为：σ＝{σ1,σ2,...,σn}；μ是被检验的集成数据块；H1是一个保序hash函数；每个有效的数据块的块头包含下面的内容：(1)集成到本数据块的数据的Merkle树根：root；(2)前一个数据块的块头的hsah值；(3)M是需要被存储的数据块；具体方法如下：一个新的数据块要被存储的信息在传感器网络中广播，各网络节点随后对该数据块的PDP挑战进行计算，如果该PDP被正确检验，那么该数据块就由这个节点存储，该节点也由此获得存储该数据块的奖励，即一个单位的数字货币；步骤如下：步骤1)一个新的要被存储的数据块M＝{m₁,m₂,...,m_n}，数据发布者的公钥为(g^x,u)，私钥为x；H₁是一个保序hash函数，数据发布者计算H₁(M)，并为每个子数据块m_i产生认证器存储数据的请求信息在传感器网络中广播；步骤2)每个网络节点根据H1(M)值，寻找和该值最接近的数据块M′，计算H1(M′)，然后为数据块M的子数据块i选取随机数vi，记Q＝(i,vi)；网络节点将H1(M′)和Q发送给数据发布者；步骤3)数据发布者从各个网络节点接收到H₁(M′)，并将它们与H₁(M)值进行比较，最后选择与H₁(M)值最接近的H₁(M′)值，并记发送该H₁(M′)值的网络节点为J节点；然后根据从J节点接收到的Q，进行如下计算：后，将(σ,μ)发送给J节点；步骤4)J节点接收到(σ,μ)后，验证下面的公式是否成立：如果成立，数据发布者将数据块M＝{m₁,m₂,...,m_n}发送给网络节点J进行存储，并給予J节点一个单位的数字货币奖励；步骤5)由保序hash函数的性质可知，J节点原有数据块包含了与新数据块M＝{m1,m2,...,mn}相同的数据，因此它只需要存储与原有数据不相同的子数据块即可；因此通过这样的存储方式，能够大大减少所需的存储空间。