README.md · liangfree/Open-DT-chain

# DT-chain

### 介绍

物联网设备已经成为重要的数据生产者，但是其数据源分散的特点进而导致了管理使用成本高、安全性差的问题，
针对上述问题，基于区块链天然的去中心化、可溯源的优势，提出了“DT-chain”——一种新的去中心化的、安全可信的物联网节点间数据的安全共享机制。

#### DT-chain可以做什么

DT-chain通过构建类区块链网络来实现多节点间的数据共享，
类似于经典Block-chain结构，在DT-chain网络中，每个节点平等存在，仅依靠初始化时生成的公钥（public-key）地址确定身份，
单个节点具备的功能包括：

- 初始化：初始化生成公私钥对，仅依靠公开的公钥确定身份，且公私钥对不唯一，这意味着单个节点可具备多个身份；
- 数据发布：作为数据生产者，将生产的数据打包上传至网络；
- 数据请求：作为数据消费者，请求使用已存在于网络中的数据，用于向数据所有者发送使用请求；
- 数据共享：作为数据生产者（所有者），同意或拒绝相应的使用请求；
- 数据评价：作为数据消费者（获得使用同意的数据使用者），对使用的数据进行评价；
- 节点状态查看：查看所有节点的参与情况；

一个完整的DT-chain数据共享流程包括“A上传数据-任意非A请求数据-A共享数据-非A评价数据”四个流程，上述过程中，DT-chain网络还包括：

- 所有节点的所有动作均以block的形式成为类区块链网络的一部分，得益于区块链的特点，所有记录均不可篡改、可溯源；
- 数据包加密存储，获得许可后得到密钥得以解密使用；
- 综合节点的数据发布、数据请求、数据共享和数据评价四种动作对节点的信誉进行度量，该信誉度始终公开可见，在设计的信誉评价机制基础上，高质量数据的上传、合规的数据请求和共享、客观的数据评价将会不同程度对节点信誉度的增加起积极作用，反之则起消极作用；

综合DT-chain的贡献如下：

- 改进了tx结构，将数据加入tx中并上传并在网络中共享；
- 数据全流程加密，采用RSA交换密钥，使用密钥由AES解密数据；
- 加入RP信誉系统，根据节点行为计算节点的信誉值，为网络交互提供参考；

（本工作基于工作[pysimpleblockchain](https://github.com/xiaobing94/pysimpleblockchain)，*No shoulders of giants, no coder.*）

### 项目说明

1. 程序共分为 **Full-version** 和 **Lite-version** 两种版本，区别在于前者包含实验环境（cnrp_experiment），后者不包含，快速运行建议后者；
2. 程序有 **web** 和 **cmd** 两个用户交互界面，二者基本功能相似，前者包含可视化界面，后者以命令行形式交互，一般及以上设备建议web入口，低算力设备（例如树莓派等）建议cmd入口；
3. 程序运行分为 **数据库（链数据同步）更新程序** 和 **交互界面程序** 两部分，二者互不影响，其中交互界面程序分为即上述2中web和cmd两种，至少启动其中一种；

### 快速运行

运行前首先安装Python环境及package。

> 注：在 windows 上安装 pycryptodome 时极少情况会遇到无法引入的问题，详见 https://www.cnblogs.com/banml/p/10731242.html 。

运行需要多台主机组网（同一局域网内）：

**启动首台主机**：使用 **命令1** 运行后台（链数据同步）主程序；

**启动后续主机**：

1. 修改 conf.py 文件中变量 "bootstrap_host" 的值为任意已启动主机的 IP 地址（一般为内网地址）并保存；
2. 使用 **命令1** 运行后台（链数据同步）主程序；

**命令1**:
```bash
python action.py
```

> 此时主机之间开始自动通信，链同步已开始。

---

以下对已加入的任意主机都适用：

- 启动web用户界面：

```bash
  python web_interface.py
  ```

- 启动cmd用户界面：

```bash
  python cmd_interface.py
  ```

（建议：以上两个用户界面至少启动一个）

---

若已启动web用户界面，则可以通过以下地址找到页面：

- 主页面：http://127.0.0.1:5000/
- 数据库页面：http://127.0.0.1:5000/db/

如果运行版本为Full-version，还可以通过以下地址辅助查看实验结果：

- 实验结果页面：http://127.0.0.1:5000/exp/

---

> Contact us: caoziwen@iie.ac.cn / liangfei@iie.ac.cn

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