一种去中心化物联网系统的风险防控方法

本发明涉及物联网系统风险防控，尤其涉及一种去中心化物联网系统的风险防控方法。

背景技术：

1、物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其将众多的异构设备连接在一起，以完成信息的通讯。伴随着物联网中终端用户设备(user device，ud)数量的飞速增长和中心化的网络架构，给中心节点带来了安全风险即数据经过其他服务商或者个人的智能节点进行数据传输时，数据本身可能被非法篡改或者丢失，造成系统可靠性的下降，与此同时，物联网内ud间、ud与服务器间的信任问题以及个人隐私等问题也在面临着严峻挑战。基于上述问题，中心化网络结构正在迎来一次突变，应用服务将逐步从中心化向终端迁移，形成分布式网络，在此网络中终端的协同和自组织特点极为明显，这就能很好地保证信任以及安全隐私两大问题。区块链技术是一个分布式的可信任的数据基础设施，其中有两个关键点，一是分布式，不是集中式架构，分布在全网各个节点上；二是可信任，任何在区块链上写下的数据都无法篡改。正是这两点特性，为其在物联网领域的应用提供了空间。

2、区块链提供的去中心化信用创造方式，其原理是运用了一套基于共识的数学算法。如果说区块链是系统的躯干，那么共识机制就是系统的灵魂，其中工作量证明(proofofwork，pow)共识机制是最早提出也是最能保证安全隐私的共识机制，它需要节点通过不断计算求得一个满足要求的随机数，之后需通过其余节点验证。由于此机制需要强大算力，物联网系统中的ud很难满足，因此引用将传统集中式服务器部署在网络边缘的边缘计算技术和拥有强大算力的云计算技术。然而在此机制下，如果某个节点拥有全网51％以上的算力，那么他就可以实现导致同一笔代币被至少花费两次的51％双花攻击。

3、现有的风险防控方法多数只考虑了利用何种技术来直接避免攻击，并没有结合云\边设备合作以及发生概率来考虑，这就导致无法大规模提高其安全性。

技术实现思路

1、针对背景技术中指出的技术问题，本发明的目的在于提供一种去中心化物联网系统的风险防控方法。

2、为实现本发明的目的，本发明提供的技术方案具体如下：

3、一种去中心化物联网系统的风险防控方法，包括如下步骤：

4、步骤1：确定基于区块链的系统模型三个实体各自功能，三个实体包括云计算服务提供商csp、边缘计算服务提供商esp以及移动设备ud；

5、步骤2：将物联网系统进行形式化建模，模型中的pow共识策略包括单独pow共识策略与合作pow共识策略，综合考虑pow共识策略中对收益期望可能产生影响的各因素；

6、步骤3：根据步骤1和步骤2，构建具体的系统模型；

7、步骤4：根据步骤3构建的具体的系统模型，确定pow共识策略的详细步骤：

8、步骤5：根据步骤1-4，在确定了系统模型以及pow共识策略后，通过对移动设备ud之间基于演化博弈的相互作用进行形式化建模设计出具体协议；

9、步骤6：确认系统模型中是否存在纳什均衡；

10、步骤7：确认系统模型中是否存在演化稳定策略；

11、步骤8：基于区块链的智能合约技术，设计出风险防控方法框架；

12、步骤9：当系统中的移动设备ud根据实际情况选择适合自己的pow共识策略后，此智能合约协议根据策略的选择来控制关键参数，使系统能够长时间处于低风险的安全状态。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

14、利用本申请使得有限理性的ud根据自身利益需求选择系统提供的pow共识策略，在此方案中边缘\云设备分工合作：云计算服务提供商为其提供计算资源，边缘计算服务提供商提供通信与管理功能。有限理性的ud根据自身利益选择o1或o2策略。在此基础上提出的原生区块链智能合约，此合约可以为系统做高、低风险的判别以此来预测遭受51％双花攻击的可能性，并通过控制关键参数，使系统长时间处于低风险的安全状态。此协议具有完备性和可行性，能够适用于大部分区块链系统。

技术特征：

1.一种去中心化物联网系统的风险防控方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种去中心化物联网系统的风险防控方法，其特征在于，步骤1中，系统模型三个实体包括如下：

3.根据权利要求2所述的一种去中心化物联网系统的风险防控方法，其特征在于，步骤2中，模型中移动设备ud具有以下两种pow共识策略o＝{o1，o2}：

4.根据权利要求3所述的一种去中心化物联网系统的风险防控方法，其特征在于，步骤3中，构建具体的系统模型，具体实现方法为：

5.根据权利要求4所述的一种去中心化物联网系统的风险防控方法，其特征在于，步骤4中，在步骤3建模的基础上，确定pow共识策略的方法，具体实现方法为：

6.根据权利要求5所述的一种去中心化物联网系统的风险防控方法，其特征在于，步骤6中，找出该系统模型中是否存在纳什均衡，具体如下：

7.根据权利要求6所述的一种去中心化物联网系统的风险防控方法，其特征在于，步骤7中，找出该系统模型中是否存在演化稳定策略，具体如下：

8.根据权利要求7所述的一种去中心化物联网系统的风险防控方法，其特征在于，步骤8中，基于区块链的智能合约技术，设计出风险防控方法框架，其包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种去中心化物联网系统的风险防控方法，包括如下步骤：确定系统模型三个实体各自功能；将系统进行形式化建模；构建系统模型；确定POW共识策略的详细步骤：通过对移动设备UD之间基于演化博弈的相互作用进行形式化建模设计出具体协议；确认系统模型中是否存在纳什均衡；确认系统模型中是否存在演化稳定策略；设计出风险防控方法框架；当系统中的移动设备UD根据实际情况选择适合自己的POW共识策略后，此智能合约协议根据策略的选择来控制关键参数，使系统能够长时间处于低风险的安全状态。利用本申请使得可以系统做高、低风险的判别以此来预测遭受51％双花攻击的可能性，并通过控制关键参数，使系统长时间处于低风险的安全状态。技术研发人员：王劲松,张航受保护的技术使用者：天津理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9