基于MQTT协议扩展的数字资产可信IoT映射方法及系统与流程

本发明涉及区块链，具体地，涉及一种基于mqtt协议扩展的数字资产可信iot映射方法及系统；更为具体地，涉及一种基于mqtt协议扩展的实现实物资产与区块链链上数字资产的可信iot映射方法及系统。

背景技术：

1、在现实世界中，有很多需求要将实物映射到区块链上成为链上的数字资产，我们依赖物联网设备作为一种可靠可信手段。mqtt(message queuing telemetry transport)是物联网中最广泛使用的通信协议之一。它具有轻量级、高效的特点，适用于连接大量的物联网设备。

2、专利文献cn109816532b公开了一种基于区块链技术的资产数字化锚定系统，所述系统部署附条件智能合约以完成资产数字化锚定；还用于为参与方提供资产的映射和流转服务，并对资产映射和流转过程进行监督。但该发明没有通过协议层(mqtt)的改造，从协议上定义与链上数据对象和属性的映射。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于mqtt协议扩展的数字资产可信iot映射方法及系统。

2、根据本发明提供的一种基于mqtt协议扩展的数字资产可信iot映射方法，包括：

3、步骤s1：利用区块链协议的智能合约实现实物对象和资产对象；

4、步骤s2：扩展mqtt协议，与区块链协议的元数据进行映射；

5、步骤s3：将物联网身份与区块链身份对应，物联网设备对象与链上实物对象对应；

6、步骤s4：通过扩展的mqtt协议，将物联网设备的属性数据和工作时的遥测数据，与链上实物对象的元数据对应；

7、步骤s5：将不同来源的数据进行交叉验证，资产对象的状态由不同的物联网设备上报的数据聚合起来，实现分布式的映射关系。

8、优选地，在所述步骤s1中：

9、区块链链上以erc-721协议的智能合约实现实物对象，对应为链下的物联网设备；

10、区块链链上以erc-1155协议的智能合约实现资产对象，组合一个或多个erc-721协议，资产对象由实物对象组合；

11、在erc-1155协议的实现合约中，聚合一个或多个物联网设备，表示一份资产关联的所有设备，每个设备的token uri为设备帐号的地址；

12、物联网设备具备区块链身份的公私钥，由物联网网关代理计算能力弱于预设标准的物联网方设备的区块链身份；

13、设备的私钥使用内部的安全芯片生成，公私钥生成符合以太坊规范；

14、优选地，在所述步骤s2中：

15、扩展mqtt协议，与区块链的nft的metadata映射，其中，nft包括erc-721协议和erc-1155协议；

16、nft通过metadata uri json schema记录nft的属性，利用metadata uri jsonschema的第二层properties；

17、mqtt协议侧的扩展分为两种：

18、mqtt v5：在mqtt broker中直接将协议包中的user properties，映射为nftmetadata中的iot属性字段；

19、mqtt v3.x：在mqtt的publish通信的数据包中，增加iot_metadata的json字段，其中的内容直接遇到为nft metadata中的iot属性字段。

20、优选地，将物联网身份与区块链身份对应，物联网设备对象与链上实物对象对应；

21、在mqtt的连接过程中，设备侧使用压缩公钥做为用户名，默认情况下，使用私钥对自己的公钥进行签名，签名结果做为密码；

22、服务器侧主动让连接失败时，返回结果中包含一个字符串messagetosign，设备侧再次发起第二次连接，在这次连接，密码是对字符串messagetosign的签名结果；

23、通过扩展的mqtt协议，将物联网设备的属性数据和工作时的遥测数据，与链上实物对象的元数据nft metadata对应；

24、不同的物联网设备，对资产对象中的设备对象具有各自的所属权。

25、优选地，在所述步骤s5中：

26、对资产对象中预设的关键数据，在合约中要求关联上一个或多个实物对象，通过增加功能重叠的物联网设备或网络，将不同来源的数据进行交叉验证，保证资产对象中关键数据的可信度；

27、资产对象的状态由不同的物联网设备上报的可信数据聚合起来，实现分布式的映射关系，确保数字资产在区块链链上与链下世界的可信iot映射，映射关联是自动化的；

28、资产的可信度判断通过区块链的智能合约实现，合约依据资产和实物对象的nft的metadata，定义可信度的计算公式，智能合约的所有权为资产所有者。

29、根据本发明提供的一种基于mqtt协议扩展的数字资产可信iot映射系统，包括：

30、模块m1：利用区块链协议的智能合约实现实物对象和资产对象；

31、模块m2：扩展mqtt协议，与区块链协议的元数据进行映射；

32、模块m3：将物联网身份与区块链身份对应，物联网设备对象与链上实物对象对应；

33、模块m4：通过扩展的mqtt协议，将物联网设备的属性数据和工作时的遥测数据，与链上实物对象的元数据对应；

34、模块m5：将不同来源的数据进行交叉验证，资产对象的状态由不同的物联网设备上报的数据聚合起来，实现分布式的映射关系。

35、优选地，在所述模块m1中：

36、区块链链上以erc-721协议的智能合约实现实物对象，对应为链下的物联网设备；

37、区块链链上以erc-1155协议的智能合约实现资产对象，组合一个或多个erc-721协议，资产对象由实物对象组合；

38、在erc-1155协议的实现合约中，聚合一个或多个物联网设备，表示一份资产关联的所有设备，每个设备的token uri为设备帐号的地址；

39、物联网设备具备区块链身份的公私钥，由物联网网关代理计算能力弱于预设标准的物联网方设备的区块链身份；

40、设备的私钥使用内部的安全芯片生成，公私钥生成符合以太坊规范；

41、优选地，在所述模块m2中：

42、扩展mqtt协议，与区块链的nft的metadata映射，其中，nft包括erc-721协议和erc-1155协议；

43、nft通过metadata uri json schema记录nft的属性，利用metadata uri jsonschema的第二层properties；

44、mqtt协议侧的扩展分为两种：

45、mqtt v5：在mqtt broker中直接将协议包中的user properties，映射为nftmetadata中的iot属性字段；

46、mqtt v3.x：在mqtt的publish通信的数据包中，增加iot_metadata的json字段，其中的内容直接遇到为nft metadata中的iot属性字段。

47、优选地，将物联网身份与区块链身份对应，物联网设备对象与链上实物对象对应；

48、在mqtt的连接过程中，设备侧使用压缩公钥做为用户名，默认情况下，使用私钥对自己的公钥进行签名，签名结果做为密码；

49、服务器侧主动让连接失败时，返回结果中包含一个字符串messagetosign，设备侧再次发起第二次连接，在这次连接，密码是对字符串messagetosign的签名结果；

50、通过扩展的mqtt协议，将物联网设备的属性数据和工作时的遥测数据，与链上实物对象的元数据nft metadata对应；

51、不同的物联网设备，对资产对象中的设备对象具有各自的所属权。

52、优选地，在所述模块m5中：

53、对资产对象中预设的关键数据，在合约中要求关联上一个或多个实物对象，通过增加功能重叠的物联网设备或网络，将不同来源的数据进行交叉验证，保证资产对象中关键数据的可信度；

54、资产对象的状态由不同的物联网设备上报的可信数据聚合起来，实现分布式的映射关系，确保数字资产在区块链链上与链下世界的可信iot映射，映射关联是自动化的；

55、资产的可信度判断通过区块链的智能合约实现，合约依据资产和实物对象的nft的metadata，定义可信度的计算公式，智能合约的所有权为资产所有者。

56、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

57、1、本发明通过协议层(mqtt)的改造，从协议上定义与链上数据对象和属性的映射，很好的解决物联网侧向区块链表达实物时的公开性、通用性和易开发性；

58、2、本发明解决了实物的“资产性”，同时nft本身有很多协议，包括erc721，组合型的erc1155，以及各种nft扩展协议，非常好地解决了实物资产的属性多的问题；

59、3、本发明通过为物联网设备赋予区块链的帐号身份，物联网设备本身与实物的强关联性，从而确保链上资产的安全性和可信度。