(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210850258.5 (22)申请日 2022.07.20 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114928846 A (43)申请公布日 2022.08.19 (73)专利权人 南京航空航天大 学 地址 211106 江苏省南京市江宁区将军大 道29号 (72)发明人 王威　林功明　李祖广　韩路　 吴启晖　 (74)专利代理 机构 南京钟山专利代理有限公司 32252 专利代理师 徐燕 (51)Int.Cl. H04W 16/14(2009.01)H04W 12/08(2021.01) H04L 9/32(2006.01) H04L 67/1074(2022.01) (56)对比文件 CN 112512054 A,2021.0 3.16 CN 114022285 A,202 2.02.08 张婷.基于区块链的动态频谱 共享关键技 术 设计与实现. 《中国优秀硕士学位 论文全文数据 库》 .2022, 张婷.基于区块链的动态频谱 共享关键技 术 设计与实现. 《中国优秀硕士学位 论文全文数据 库》 .2022, 王威 等.基 于区块链的动态频谱 共享接入 技术. 《物联网学报》 .2020, 审查员 刘露玲 (54)发明名称 一种基于联盟链的频谱监管系统与方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于联盟链的频谱监管 系统， 所述频谱监管系统自顶向下分为用户层、 应用层、 服务层、 区块链层以及基础设施层； 所述 用户层包括用频机构和监管部门； 所述应用层包 括若干个用户层与频谱监管系统进行交互的应 用； 所述服务层基于基础设施层与区块链层提供 基于区块链的各种服务； 所述区块链层是由系统 中的节点组成的联盟区块链网络； 所述基础设施 层是指构成频谱监管系统的基础设施。 本发明能 够利用区块链去中心化、 不可篡改与可回溯的特 点， 实现了对 频谱资源交易与使用过程的全流程 监管， 监管过程公开透明， 实现对频谱交易过程 与用频行为的可信监管， 提高频谱交易与频谱资 源使用的合 规性与安全性。 权利要求书3页 说明书12页 附图5页 CN 114928846 B 2022.11.08 CN 114928846 B 1.一种基于联盟链的频谱监管 方法， 其特 征在于， 所述频谱监管 方法包括以下步骤： S1， 频谱资源需求方与 频谱资源提供方达成交易， 频谱资源提供方发起交易提案， 由监 管部门对交易提案进行合规性审批， 如果审批合格， 监管部门对交易提案数字签名后返回 给频谱资源提供方， 否则， 返回审批不合格原因； 所述交易提案包括交易双方的账户信息、 待交易频谱资源信息和待调用的智能合约信息； S2， 频谱资源提供方将监管部门返回的提案信息上传至区块链网络， 区块链网络的背 书节点对提案信息中的监管部门签名进行验证， 验证通过后根据背书 策略模拟执行提案信 息指定的智能合约， 生成模拟执 行结果， 数字签名后生成背 书信息返回给 频谱资源提供 方； S3， 频谱资源提供方收集多个背书节点反馈的背书信息， 如果执行结果符合交易预期 且背书节点的数量达到预设数量阈值， 通过频谱资源交易应用将交易提案、 监管部门的数 字签名和背书节点的背书信息上传至区块链网络中的排序 节点， 由排序 节点对其进行共识 排序并将相关信息添加至区块链账本； 智能合约自动 将应付款项从频谱资源需求方账户移 至频谱资源提供 方账户， 并将转账记录上传至区块链账本； S4， 区块链网络调用相关智能合约对交易提案进行自动化审计， 将审计结果上传至区 块链账本； 监管部门调取区块链账本上的交易信息与自动化审计结果形成统计报表； 步骤S1中， 频谱资源需求方与频谱资源提供方达成交易， 频谱资源提供方发起交易提 案的过程包括以下步骤： 用频机构向区块链网络发出加入请求， 接收区块链网络返回的CA证书并生成用于数字 签名的非对称加密 密钥对， 创建独有的频谱交易账户并绑定其CA证书； 设频谱资源需求方由M个用频机构组成， 其定义为 设频谱资 源提供方由N个用频机构组成， 定义 为 频谱资源提供方发布待交易频谱资源的相关信 息， 频谱资源需求方根据自身需求向频 谱资源提供 方发起交易请求； 交易达成后， 频谱资源提供 方发起交易 提案Trans： Trans＝{ID1， n， ID2， m， SpecMsg， Smar tCon， Signm， n， TimeStamp} 其中： Signm， n＝Sig1， n{Sig2， m{ID1， n， ID2， m， SpecMsg， Smar tCon}} 式中， ID1， n、 ID2， m分别代表参与此次交易的频谱资源提供方与频谱资源需求方的账户 ID； SpecMsg为待交易频谱资源的详细参数信息， 包括频段、 带宽、 使用时长、 交易价格、 发 射功率限制； Smar tCon为待调用的智能合约； Signm， n为参与交易的买卖双方的数字签名； TimeStamp为交易达成时间戳； Sig1， n为使用频谱资源提供方私钥加密的签名函数； Sig2， m为使用频谱资源需求方私钥加密的签名函数； 步骤S1中， 监管部门对交易 提案进行合 规性审批的过程包括以下步骤： 监管部门验证接收到的交易 提案的签名有效性， 验证公式如下： H{ID1， n， ID2， m， SpecMsg， Smar tCon}＝Dec1， n{Dec2， m{Signm， n}} 其中H代表系统所约定的单向散列函数， Dec1， n为使用频谱资源提供方公钥解密的函 数， Dec2， m为使用频谱资源需求方公钥解密的函数； 签名验证通过后， 监管部门调用应用层的频谱资源交易审批应用对提案内容进行审权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114928846 B 2批， 评估其 合规性； 对于通过合 规性审查的交易 提案， 监管部门对其进行 数字签名： SignG＝SigG{Trans} 其中， SignG为监管部门对交易提案信息Trans进行的数字签名， SigG为使用监管部门的 私钥进行加密的签名函数； 监管部门将经过签名的交易提案返回给频谱资源提供方， 对于未通过审查的频谱交易 提案， 监管部门返回审批不 通过原因； 步骤S2中， 区块链网络的背书节点采用下述公式对提案信 息中的监管部门签名进行验 证： H{Trans}＝DecG{SignG} 其中DecG代表使用监管部门的公钥进行解密的函数； Trans是交易提案信息， H代表系统 所约定的单向散列函数， SignG为监管部门对交易提案信息Trans进行的数字签名； 步骤S2 中， 区块链网络的背书节点根据背书策 略模拟执行编号为SmartCon的智能合约， 生成模拟 执行结果Simulati on并对其进行 数字签名： Signe＝Sige{Simulati on} 其中， Signe代表背书节点对模拟执行结果Simulation的数字签名， Sige代表使用背书 节点的私钥进行加密的签名函数； 签名结束后， 背书节点向频谱资源提供方返回背书信息 {Simulati on， Signe}； 所述频谱监管 方法还包括以下步骤： 频谱监测设备对所属区域的频谱信号进行监测， 记录监测到的射频信息与时间戳， 并 将达到疑似干扰阈值以上的信号经由用频行为监管应用推送至监管部门， 由监管部门进 行 调查处理； 频谱监测设备定期将其所记 录的原始数据{Dataj， TimeStamp}上传至云存储 服务器， 同 时将原始数据的摘要信息 MetaDataj上传至区块链存证： MetaDataj＝{data_hashj， TimeStamp， L ocation， ID3， j， Signj} 其中， Dataj代表频谱监测设备j所记录的射频信 息； TimeStamp代表监测时间戳； data_ hashj代表频谱监测设备j所记录原始数据哈希值， data_hashj＝H{Dataj}， Location代表地 理位置信息， ID3， j代表频谱监测设备j的ID， Signj代表频谱监测设备j的数字签名； j＝1， 2， ...， J， J是频谱监测设备总数； 监管部门从云存储 服务器上获取原始数据{ Dataj， TimeStamp}， 提取信号的频率、 带宽、 功率、 调制方式参数， 并在区块链账本上搜索对应频段或时间的交易记录， 同时将链上达成 频谱资源交易的用频参数和 监测数据比对， 对频谱交易是否违规进行判断， 并将判断结果 及相关证据信息上传至区块链账本以存证； 所述频谱监管 方法还包括以下步骤： 监管部门接收投诉方发送 的交易投诉请求， 根据交易投诉请求中包含的涉事方ID、 交 易达成时间或者频谱资源信息在区块链账本上进行检索 并对相关频谱交易进行调查与 处 理， 将处理结果上传至区块链网络， 返回处 理结果至投诉方； 处 理结果Treatment为： Treatment＝{ID， TimeStamp， t rans_hash， Penalty， SignG} 其中， ID代表涉事用频机构ID、 TimeStamp代表违规交易行为发生的时间戳、 trans_ hash代表涉事频谱交易的哈希值、 Penalty代 表处罚措施， SignG代表监管部门的数字签名；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114928846 B 3