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基于区块链智能合约的物联网数据资产化方法
资料介绍
使用基于区块链智能合约的物联网数据资产化方法解决物联网系统中个人数据难以确权、数据资产的量化跟踪和价值转移无法高效完成等问题.借助区块链数字指纹将数据所有权和控制权从设备生产商转移至用户,为个人数据确权;通过全生命周期管理和数字签名等技术,将设备状态和数据哈希值存储至区块链,保证数据的可靠性;使用智能合约构建去第三方数据交易平台,保证数据共享的安全性,便捷地完成数据变现和数据价值转移.攻击可能性和攻击成功概率的量化分析结果表明,区块链智能合约技术可以为数据提供防篡改性,消除数据交易过程中的信任问题.借助区块链智能合约技术能够初步实现物联网数据的资产化,促进物联网设备的数据价值转移和共享.
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江
大
学
学
报 (工学版)
Vol.52 No.11
Nov. 2018
第 52 卷第 11 期
2018 年 11 月
Journal of Zhejiang University (Engineering Science)
DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2018.11.014
基于区块链智能合约的物联网数据资产化方法
盛念祖1,2，李芳1，李晓风1,2，赵赫1，周桐1,2
(1. 中国科学院合肥物质科学研究院，安徽合肥230031；2. 中国科学技术大学，安徽合肥230026)
摘 要：使用基于区块链智能合约的物联网数据资产化方法解决物联网系统中个人数据难以确权、数据资产的量
化跟踪和价值转移无法高效完成等问题. 借助区块链数字指纹将数据所有权和控制权从设备生产商转移至用
户，为个人数据确权；通过全生命周期管理和数字签名等技术，将设备状态和数据哈希值存储至区块链，保证数
据的可靠性；使用智能合约构建去第三方数据交易平台，保证数据共享的安全性，便捷地完成数据变现和数据价
值转移. 攻击可能性和攻击成功概率的量化分析结果表明，区块链智能合约技术可以为数据提供防篡改性，消除
数据交易过程中的信任问题. 借助区块链智能合约技术能够初步实现物联网数据的资产化，促进物联网设备的
数据价值转移和共享.
关键词： 区块链；智能合约；物联网；数据资产化；数据确权
中图分类号： TP 311
文献标志码： A
文章编号： 1008−973X（2018）11−2150−09
Data capitalization method based on blockchain smart contract
for Internet of Things
SHENG Nian-zu1,2, LI Fang1, LI Xiao-feng1,2, ZHAO He1, ZHOU Tong1,2
(1. Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China;
2. University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China)
Abstract: The Internet of Things data capitalization method based on blockchain smart contract was used as a
solution to the challenges when ascertaining data ownership, dealing with the inefficiency of quantification and value
transfer of digital asset. The data’s right was determined by transferring data ownership and control from the
equipment manufacturers to the users, with the aid of digital fingerprints stored in the blockchain. The data reliability
was ensured by storing the up-to-date device status and hash of the data into the blockchain, which was achieved by
the full lifecycle management and digital signatures. A data trading platform without any third-party was established
based on smart contract to guarantee the security of data sharing and accomplish the realization and migration of
data’s value. The quantitative analysis of attack probability and attack success rate shows that the technology of
blockchain smart contract provides data tamper resistance and eliminates the trust crisis in data transaction processes.
The proposed method realizes the capitalization of data in the Internet of Things initially and may help promote the
data value migration and data sharing in the Internet of Things in future.
Key words: blockchain; smart contract; Internet of Things (IoT); data capitalization; determination of data
ownership
随着传感器相关技术的发展，硬件成本不断 网大数据具有极高的潜在价值，是一种重要的资
降低，各式各样的物联网设备越来越普及. 物联 产. 数据资产具有可控制性、可计量性、可靠性、
收稿日期：2018−01−26.
网址：
基金项目：国家自然科学基金资助项目（61602435）；安徽省自然科学基金资助项目（1708085QF153）.
作者简介：盛念祖（1993—），男，硕士生，从事计算机应用研究. orcid.org/0000-0003-0634-3015. E-mail:
通信联系人：赵赫，男，高级工程师. orcid.org/0000-0003-2646-7306. E-mail:
万方数据
盛念祖, 等：基于区块链智能合约的物联网数据资产化方法[J]. 浙江大学学报：工学版,
第 11 期
2018, 52(11): 2150ꢀ2158.
2151
可变现性[-]等特征. 可控制性是指数据资产具有 何体现设备数据价值和实现设备数据资产化.
合法的控制权和使用权，可计量性是指数据资产
本研究基于区块链技术提出物联网数据资产
具有可靠的计量方法，可靠性是指数据资产具有 化方法. 通过设备签名传输协议统一上传数据的
可追溯、可证伪、可分析等特点，可变现性是指数 方式，提供数据价值计量方法，将数据保存在用
户本地或去中心化数据库，为个人数据确权；通
过设备全生命周期管理合约，为物联网设备提供
从出厂开始的全生命周期事件存储[]，为设备数
据提供证伪性，增强数据可靠性；通过物联网数
据订单合约，为研究机构等数据需求者提供价值
交换的数据收集方法，实现设备数据资产化.
据资产具有转化为经济利益的可能性. 目前用户
普遍使用的物联网数据存储方案主要为设备生产
商提供的云存储服务，云存储服务具有价格低
廉、部署方便、易于管理等优点，但是存在如下问题.
1）个人数据难以确权[]. 数据持有者通常是
设备生产商而不是用户，用户的同意权、知情权、
异议权等权利被剥夺，一般只具有查阅数据的
权利.
1 技术基础
2）数据可靠性差并且不可证伪. 设备生产商
对云存储数据库具有绝对控制权，能够篡改用户
数据，甚至捏造虚假数据，相关研究机构与设备
生产商之间难以达成数据信任关系.
区块链技术具有分布式对等、链式数据块、
防伪造、防篡改、透明度高和可靠性高等典型特
征[]，通过分布式节点验证和共识机制，解决了拜
占庭将军问题[]，无需信任单个节点就可以构建
去中心化可信任系统[]. 将区块链技术优势与物
联网相融合，有助于保障用户权利，提升数据可
靠性，促进数据互通，实现高效、稳定、可靠的物
联网数据资产化方法.
3）数据无法共享，不具备可变现性. 用户只能
使用设备生产商提供的服务支持，无法将数据有
偿分享给其他数据收集者.
4）用户隐私难以得到保护. 数据与用户个人
信息之间通常存在强绑定关系，有泄露个人信息
的风险. 隐私泄露风险严重影响了用户数据共享
的积极性，破坏了数据资产的变现能力.
智能合约是一系列部署于区块链上的具有状
态的链上代码，具有不可篡改、去中心化、自治化
等特性. 代码和状态信息存储于区块链上，通过
交易事件触发并且在所有节点上运行，在所有节
点产生共识结果后，将共识结果引起的状态信息
变化记录在区块链上. 智能合约的代码和状态通
过区块链获得，可复制可验证，具有不可篡改、透
明、可信等区块链的一般特性；代码在所有节点
上共同运行，不存在中心服务器，具有去中心化
特性；智能合约根据事先约定好的触发条件及运
行机制控制管理智能资产，不需要任何第三方机
构的控制，具有自治化的特性. 使用智能合约可
以消除中间平台等第三方机构，转移、存储及发
送以太币及代币等价值物，对链上资产进行管
理，实现可编程自动化的资产管理系统[-].
比特币是最早也是最具影响力的区块链技术
的应用. 比特币区块链的脚本语言在一定程度上
能够实现智能合约，但是缺少图灵完备性，无法
实现物联网数据资产化方法的设计. 新建一个区
区块链是一种无需信任、去中心化的分布式
账簿技术，具有透明可信、防篡改、可追溯、高可
靠性等特点，有望解决物联网发展中的大数据管
理、信任、安全和隐私等关键问题[]. 国内外学者
和相关研究机构已经开展了将区块链技术应用到
物联网和大数据安全的研究工作. Zyskind 等[]为
实现数据隐私保护和数据共享等功能，使用区块
链技术和分布式哈希表（distributed hash table，DHT）
存储方法，构建了用户数据权限管理系统. Azaria
等[]利用智能合约构建分布式管理系统，管理各
中心化的电子医学数据库，促进了医学机构间的
数据共享. 上述研究对如何利用区块链实现数据
共享和隐私保护进行了研究探讨，但是没有涉及
如何将数据变现，实现数据资产化. Zhang 等[]提
出了一种新型电子商务模式，通过区块链兑换物
联网币与物联网设备进行交易，实现去第三方的
智能设备和物联网数据交易，但是不能保证数据
可靠性，个人数据的价值转移存在局限性. IBM 块链是有风险的，特别是在初期总计算量较小的
公司在物联网白皮书[]中指出，通过利用区块链 情况下，恶意计算量居优的攻击者可以自由生成
技术消除信任需求、促进交易处理和设备交互可 分支，产生恶意数据. 稳定的区块链的总计算量
以实现“去中心化自治物联网”，但是没有提及如 非常大，攻击者很难产生计算量优势[]，风险比
万方数据
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