(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211353865.7 (22)申请日 2022.11.01 (71)申请人 国网浙江省电力有限公司金华供电 公司 地址 321000 浙江省金华市 婺城区双溪西 路420号 (72)发明人 赵冠军　贾立忠　刘畅　 (74)专利代理 机构 浙江千克知识产权代理有限 公司 33246 专利代理师 王丰毅 (51)Int.Cl. H04L 9/40(2022.01) H04L 67/12(2022.01) G06F 21/62(2013.01) (54)发明名称 一种基于信誉共识机制的安全的数据共享 方法 (57)摘要 本发明涉及配电网信息化技术领域， 是一种 基于信誉共识机制的安全的数据共享方法； 该方 法基于信誉改进的POW共识机制， 通过信誉值来 调整POW算法的难度； 其信誉值会根据节点的行 为实时变化， 正常行为会增加信用价值， 异常行 为会降低信誉值； POW机制的难度根据每个节点 的信誉值自适应调整， 信誉值越低， 交易达成运 行时间越长； 该机制可以使诚实节 点消耗更少的 资源， 同时迫使恶意节点增加攻击代价， 改进的 POW共识机制非常适用于能力受限的物联网设 备； 本发明依托tangle区块链技术， 具有无手续 费和低延 迟的特点， 易于扩展的tangle区块链系 统很好的解决了电网公司和分布式能源供应商 之间的数据共享的互信问题。 权利要求书3页 说明书10页 附图1页 CN 115412374 A 2022.11.29 CN 115412374 A 1.一种基于信誉共识机制的安全的数据共享方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1： 初始化物联网中的所有节点， 生成全节点账户 和轻节点账户； 初始化每个节点 通过管理设备生成一对对应的公私钥对来初始化账户， 并分配给对应的节点； 其中物联网 中的所有节点包括设备节点和网关节点； 步骤2： 管理设备会检验每个节点是否产生公私钥； 若产生了公私钥， 则进入步骤3； 否 则， 降低未生成公私钥的节点的信誉值， 再返回步骤1； 步骤3： 数据拥有者向数据请求者共享数据来达成交易， 并形成交易信息， 交易信息包 括数据请求 者、 数据拥有者以及交易的内容； 步骤4： 物联网中的管理设备收集交易信 息， 并采用马尔科夫蒙特卡洛游走算法随机选 取一部分交易信息， 并从这些交易信息上开始随机游走， 直到 达到某个边 缘交易tip； 步骤5： 管理设备统计步骤4中随机游走的每条路径， 随机选择出两条路径对应的边缘 交易tip， 通过网关节点请求 获得这两个边缘交易t ip的相关信息， 得到交易信息； 所述边缘 交易tip表示没有任何其 他交易信息直接或者间接指向的节点； 步骤6： 网关节点返回交易信息给物联网中的设备节点， 设备节点验证这两笔交易信 息 中的签名的合法性以及交易信息对应的交易是否有效； 若验证通过， 则进入下一步骤； 若验 证不通过， 则返回步骤5， 重新选择边 缘交易tip； 步骤7： 物联网中的管理设备运行POW共识算法引用通过验证的两个边缘交易tip， 并赋 予参与两个边缘交易t ip对应的交易信息的设备节点信誉 值； 其中引用两个边缘交易t ip表 示对这两笔交易的确认； 交易被直接或间接引用越多， 表示对应交易的权重越大， 则交易信 息越难被篡改； 步骤8： 设备节点将交易信息发送给网关节点， 网关节点接收交易信息， 并将其广播到 整个tangle网络， 并且将交易信息存 储在物联网设备中； 步骤9： 数据请求者将请求的数据信息和数据信息对应的物联网设备ID号作为交易信 息发送给物联网中的智能合约； 步骤10： 智能合约接收交易信息， 并准确执行交易中的条款， 包括数据量和要选定想要 获取数据的物联网设备ID； 其中， 智能合约在接收交易信息后， 会验证数据请求者的签名、 私钥的信息来确认数据请求 者的身份， 结束步骤。 2.根据权利要求1所述的一种基于信誉共识机制的安全的数据共享方法， 其特征在于， 所述初始化物联网中所有节点的过程包括： 步骤11： 管理设备对物联网中的设备节点生成轻节点账户， 每个轻节点账户拥有一对 轻节点公私钥对 ； 轻节点会通过生成的轻节点公私钥对去寻找开放了RPC端口的 最近的网关节点； 对物联网中的网关节点生成全节点账户， 每个全节点账户拥有一对全节 点公私钥对； 步骤12： 网关节点产生若干个注册的数据拥有者， 数据拥有者具备各自的拥有者公私 钥对； 步骤13： 数据拥有者通过硬编码将拥有者公钥编入网络， 以获得该物联网内的设备节 点的访问授权， 完成交易初始化。 3.根据权利要求2所述的一种基于信誉共识机制的安全的数据共享方法， 其特征在于， 所述步骤13中， 数据拥有者获得所述访问授权后， 能够在该物联网内发布交易T X， 交易TX为权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115412374 A 2交易信息中的一部分； 通过交易TX来对该物联网内的设备进行授权； 每个数据拥有者可以 拥有多个物联网终端设备， 通过这些终端设备来收集不同物联网的数据， 然后通过对应物 联网网关节点传输 到对应的数据存 储服务器， 实现链下存 储； 数据拥有者在收集 不同物联网数据前， 需要先进行验证， 验证的过程如下式所示： 其中， 表示管理设备的密钥； 表示物联网中的所有设备的公钥， 所有设 备包括设备节点； Sign表示签名， 为管理设备签名。 4.根据权利要求2所述的一种基于信誉共识机制的安全的数据共享方法， 其特征在于， 所述步骤3中， 数据拥有者向数据请求 者共享数据的过程包括： 步骤31： 数据请求 者注册账户并生成一对 对称密钥 ； 步骤32： 数据拥有者利用物联网中的轻节点公钥 对对称密钥 进行加密 传输； 步骤33： 数据请求者利用智能合约将步骤32中加密后的对称密钥 发送给物联网中的 设备节点； 步骤34： 物联网中的设备节点接收加密后的对称密钥 ， 并通过设备节点对应的轻节 点私钥 进行解密， 获得对称密钥 ； 步骤35： 物联网中的设备节点通过解密获得的对称密钥 对需要传输的数据进行加 密； 其中需要传输的数据为数据拥有者的数据。 5.根据权利要求4所述的一种基于信誉共识机制的安全的数据共享方法， 其特征在于， 所述步骤32中， 加密 传输的式子为： 其中， Enc表示加密， 表示通过轻节点公钥 进行加密； Sign表示签名； TS 表示用于 防范重放 攻击的时间戳； 表示随机数； 为管理者签名。 6.根据权利要求1所述的一种基于信誉共识机制的安全的数据共享方法， 其特征在于， 所述步骤7中， 信誉值会根据 设备节点的行为实时变化； 每个设备节点i定义了信誉值 ， 如 下式所示：                （1） 其中， 表示信誉值中的积极部分； 表示信誉值中的消极部分； 和 分别表示根据惩 罚的难度动态调整系数， 其中调整的过程 根据惩罚的难度自动调节， 调节范围为 （0,1） 。 7.根据权利要求6所述的一种基于信誉共识机制的安全的数据共享方法， 其特征在于， 所述积极部分 如下式所示：               （2） 其中， 表示△T时间段内设备节点i的正常交易次数； 表示第k次交易的权重， R表示设 备节点积极参与电网调控指令的程度； 所述消极部分 如下式所示：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115412374 A 3