随着互联网信息技术的高速发展和物联网应用的日益增长,人们对于物联网数据的归属权、准确性、高效性、隐私性及安全性愈发重视。此外,当前的物联网设备使用的并非同一种通信协议,不仅容易遭受黑客攻击,还需要消耗大量的带宽和算力进行通信,由此导致数据孤岛以及资源浪费等问题。因此,如何在保证物联网数据准确性的基础上,保护个人隐私,实现数据确权,打破数据壁垒,让数据高效安全地自由流通起来,成为了亟待解决的问题。本文基于区块链技术公开透明和不可篡改等特性,对于将区块链应用在物联网数据处理技术方面进行了深入的研究。本文针对现有的数据处理方案中数据处理效率低下等问题提出了新的解决方案,并完成了基于区块链的物联网数据处理技术方案的设计与实现。论文的主要创新工作如下:(1)改进了传统的基于区块链的数据处理架构。传统的基于区块链的数据处理架构把上链数据全部提交到单一链上进行处理及存储,导致区块链数据处理效率低下,安全性降低,难以满足物联网应用场景中对于高并发数据的处理需求。本文提出了一种分层数据处理架构,根据不同的应用需求在不同层中实现相应的区块链特性,并以“错位保证”的方式将各层耦合。通过使用基于多链的分层架构,不仅能提高区块链的数据处理及存储效率,提升网络总体的安全性,还能够满足企业在实际商用中的独立性及定制化需求,并确保上链数据的准确性和完整性。(2)改进了传统的基于区块链的数据交互方案。在分层架构的基础上,本文进一步提出了一种能够帮助主链迅速锚定子链局部状态,并实时更新全局状态的链间交互机制。通过使用这种链间交互机制,子链数据的准确性和有效性进一步收敛到更加安全的主链,保证数据的不可篡改。(3)提出一种基于分层架构的主链共识机制,即Po A-BFT机制。目前主流的区块链共识机制,可大致分为以解决哈希难题为主的工作量证明机制、以抵押保证金为主的权益证明机制、以可信验证节点为主的权威证明机制以及包含三阶段协商流程的拜占庭容错机制。Po A-BFT机制是一种结合权威证明机制和拜占庭容错机制的全新的区块链共识机制,其通过引入可证可信的权威证明模式来实现主链区块的瞬时可信化确认,并借助随机排序机制来保障主链验证节点间的主体公平。此外,在权威证明共识的基础上,Po A-BFT机制进一步引入了拜占庭容错共识的最终确认特性,并将拜占庭容错机制的协商流程流水化,从而大幅降低主链验证节点间的通信复杂度,提高共识效率。基于上述三点,本文完成了基于区块链的物联网数据处理技术方案的设计以及实现。该方案可实现物联网数据在区块链上快速处理、确权及自由流通,并保障数据的完整性、准确性、隐私性和安全性。