用于通过至少两个移动的组件传输数据的方法、计算机程序产品、发射器和接收器与流程-j9九游会真人

1.本发明涉及一种用于通过至少两个相对于传输源和/或传输目标移动的组件将数据从传输源传输到传输目标的方法。本发明还涉及计算机程序产品，并且还涉及发射器和接收器。


背景技术：

2.在全球性产业中，持续可用的联网能力和通信连接对于满足客户需求至关重要。在世界许多地区，并不存在针对联网能力和通信连接的前提条件。因此，在这种情况下有必要使用卫星通信。新的卫星通信技术由于其架构而将以与现今的通常对地静止的系统不同的方式和方法传输数据。因此，特别是在未来的leo卫星系统中，“存储和转发”数据的方案的进一步发展是一项非常重要的技术。这里的一项挑战是确保通过多颗卫星传输的数据的完整性。


技术实现要素：

3.因此，本发明的一个目的是说明一种经改进的用于通过至少两个相对于传输源和/或传输目标移动的组件将数据从传输源传输到传输目标的方法。优选地应当能够确保通过该方法传输的数据的完整性。本发明的另一个目的是说明一种经改进的计算机程序产品以及经改进的发射器和经改进的接收器，通过它们能够执行该方法。
4.本发明的这些目的通过一种具有权利要求1中说明的特征的用于通过至少两个相对于传输源和/或传输目标移动的组件将数据从传输源传输到传输目标的方法以及通过一种具有权利要求10中说明的特征的计算机程序产品以及通过具有权利要求11中说明的特征的发射器和接收器而得以实现。本发明的优选扩展方案在相关联的从属权利要求、下面的描述和附图中得以说明。
5.在通过网络的至少两个相对于传输源和/或传输目标移动的组件将数据从传输源传输到传输目标的方法中，通过分布式数据库进行传输，该分布式数据库具有至少两个部分，其中这些部分通过其中至少两个组件来传输，并且其中分布式数据库的这些部分以密码方式彼此链接。
6.因此，根据本发明的方法克服了已知方法中确保通过网络的移动的组件所传输的数据的完整性的困难。为此，根据本发明，使用具有密码链接的部分的分布式数据库，即从区块链技术已知的数据结构。根据本发明，通过已经用于确保区块链中交易的完整性的这种数据结构也可以确保容忍延迟的网络中的传输的完整性。因此，特别是在具有诸如卫星之类的移动的组件的这种网络中，可以确保所传输数据的完整性。因此，通过这样的密码链接，特别是校验和、散列值和/或数字签名，可以确保完整性，而不仅仅是按时间顺序的区块。根据本发明，通过密码链接还可以确保具有多个部分的空间分布式数据库的数据的完整性。
7.有利地，密码链接可以用于重建分布式数据库的这些部分。优选地，在根据本发明的方法中，通过密码链接而记录分布式数据库的这些部分之间的关系，使得当接收到数据时，密码链接可以被适宜地考虑用于将分布式数据库的这些部分正确地重新组合成原始数据。
8.在根据本发明的方法中，所述传输优选地至少包括发送和/或接收，也就是说，根据本发明的方法可以应用于发送和接收两者以及用于交替地或同时地发送和接收。在本发明的有利扩展方案中，在该方法中，所传输的数据构成数据集或文档。
9.在根据本发明的方法中，所述至少两个相对于彼此移动的组件优选地包括至少一个交通工具，特别是海洋交通工具和/或陆地交通工具和/或飞行器，和/或卫星作为至少一个组件。特别优选地，这些组件是例如在地球表面上方600-800公里处移动的卫星，其例如具有与太阳同步的轨道周期，并且例如轨道周期在60和120之间、优选地大约90分钟。
10.在根据本发明的方法的一个优选的扩展方案中，这些部分之一分别通过组件其中的各一个来传输。在本发明的这一扩展方案中，分布式数据库的各个部分因此分别通过一个组件来传输并且不必特地分布在多个组件之间。然而，可选地且有利地，这些部分可以被冗余地传输，也就是说，分别通过各组件多次传输。通过这种方式而附加地保护传输免受传输错误和操纵尝试的影响。
11.适宜地，在根据本发明的方法中，这些部分之一分别通过这些组件中的各一个、但不必是同一个组件来多次传输。在本发明的这一扩展方案中，其中每个部分都适宜地以密码方式链接到分布式数据库的其他部分。
12.在在根据本发明的方法中，优选地不使用该网络的移动的组件分别地传输分布式数据库的所有部分，也就是说，不使用各一个组件来传输分布式数据库的所有部分。优选地，在根据本发明的方法中，使用各一个组件来传输分布式数据库的这些部分的最多一个真子集或真部分集。在此，所述真子集或真部分集并不包含所有部分，而是包含更少的部分，例如至少一个部分包含少于或优选地最多一半的部分，或者特别是少于一半的部分。通过这种方式，分布式数据库可以通过以所谓分片型式的部分来传输，其中根据本发明的方法由于所述分布式数据库的真子集、也就是说由于并非传输分布式数据库的所有部分而能够特别好地进行伸缩。由于根据本发明的方法，因此不必需要倍增传输容量。有利地，通过根据本发明的方法使得可以使用网络的移动的组件的如下传输窗口，这些传输窗口本身不足以传输整个分布式数据库。相反，通过根据本发明的方法使用多个移动的组件而共同地、即合起来传输完整的数据库。在根据本发明的方法中，特别有利地利用其中每个移动的组件来传输分布式数据库的这些部分的最多一个真子集。在该扩展方案中，根据本发明的方法能够特别好地伸缩。在该方法中，根据本发明的一个有利的扩展方案，这些部分以密码方式彼此链接，使得这些部分以至少一个序列而相继排列，其中该序列中，在前一部分之后的每个部分都配备有所述前一部分的至少一个散列值。原则上，也可以冗余地传输多个或所有部分，其中，该序列中的在冗余地、即多次出现的部分之后接下来的每个部分都至少配备有分别相同的、多次出现的这些部分的散列值。
13.在根据本发明的方法中，优选地分别请求或接收由用于传输这些部分的组件所进行的对这些部分的签名。在该扩展方案中，签名是指由组件进行的对相应部分的签名。通过这种方式，该组件验证相应的部分，使得根据本发明的方法被附加地保护免受未发现的操
纵或数据传输错误的影响，因为由于无效签名而使得各个部分的操纵或数据传输错误能够被容易地识别。在此，适宜地附加传输与签名相对应的公钥，使得能够容易地检查签名。
14.在本发明的一个有利的扩展方案中，该方法是计算机实现的。
15.根据本发明的计算机程序产品被设计和配置为，按照上述的根据本发明的方法通过至少两个相对于传输源和/或传输目标移动的组件将数据从传输源传输到传输目标。根据本发明的计算机程序产品被设计为，将数据分布到具有至少两个部分的分布式数据库中或者由具有至少两个部分的分布式数据库组成所述数据，其中分布式数据库的这些部分彼此以密码方式链接，并且通过其中至少两个组件来传输这些部分，其中，该计算机程序产品优选地被配置为，分别请求或接收由用于传输这些部分的组件所进行的对这些部分的签名。
16.根据本发明的发射器和/或接收器被设计用于执行如上所述的根据本发明的方法和/或具有如上所述的根据本发明的计算机程序产品。
附图说明
17.下面根据附图中所示的实施例更详细地解释本发明。其中：
18.图1示意性地以原理草图示出了用于执行根据本发明的用于通过至少两个移动的组件传输数据的方法的数据库，以及
19.图2示意性地以原理草图示出了在执行根据本发明的方法的情况下的发射器和接收器。
具体实施方式
20.在根据图1和图2示出的根据本发明的方法中，数据从以边缘设备dp型式的发射器发送到以服务器dc型式的接收器。在所示的实施例中，这些数据构成文档，但在未特地示出的其他实施例中也可以构成其他数据，例如数据库。
21.所述数据通过例如50颗卫星dsc1、dsc2、dsc3、dscn作为网络的组成部分的卫星网络来传输。这些卫星dsc1、dsc2、dsc3、dscn围绕距地球700至800公里高度的近地轨道而运行，其中轨道周期为90分钟。
22.边缘设备dp将文档以如下方式发送给服务器dc：
23.在准备步骤中，边缘设备dp将文档的数据划分为具有多个部分s1、s2、s3、sn的分布式数据库ddb，这些部分也以本身已知的方式被称为分片。s1、s2、s3、sn这些部分通过加密链接l彼此加密地链接，就像blockchain(区块链)或者说区块链的区块那样。分布式数据库ddb的s1、s2、s3、sn这些部分的密码链接l确保了文档的完整性。
24.通过在附图中未特地示出的现场设备dp的软件模块将数据划分为分布式数据库的各个部分。该软件模块根据卫星dsc1、dsc2、dsc3、dscn的可用通信窗口来规划s1、s2、s3这些部分的大小。这种通信窗口例如通过传输窗口组件根据卫星dsc1、dsc2、dsc1、dsc2、dsc3、dscn的状态数据来确定。
25.当经过边缘设备dp的第一卫星dsc1的合适的通信窗口打开时，第一卫星dsc1通过可用性信号来用信号通知其对于边缘设备dp的可用性，并且向边缘设备dp发送传送资源的提议，例如第一卫星dsc1的数据传输速率和存储可用性。
26.当传送资源的提议与边缘设备dp的要求相符时，则边缘设备dp对分布式数据库ddb的第一部分s1的数据s1d进行加密，然后将第一卫星dsc1的计费数据以及接收器数据添加到第一部分s1的数据s1d中，其中所述接收器数据将服务器dc标识为预期接收器。然后边缘设备用边缘设备dp的数字签名dps对以此方式补充的第一部分s1进行签名。在未特地示出的其他实施例中，根据要传输的数据的敏感性而定，也可以省去边缘设备dp对第一部分s1的数据s1d的加密。
27.然后，边缘设备dp将分布式数据库的第一部分s1发送到第一卫星dsc1。
28.当第一部分s1到第一卫星dsc1的传输结束之后，第一卫星dsc1计算第一部分s1的散列值并用第一卫星dsc1的本地私钥对第一部分s1进行签名。然后，第一卫星dsc1将第一部分s1的散列值s1h连同其公钥pkdsc1一起转发到边缘设备dp。边缘设备dp将第一卫星dsc1的签名dsc1s和公钥存储在边缘设备dp的密钥存储器中，并且将第一部分s1的散列值s1h保留在边缘设备dp的主存储器中。
29.然后，边缘设备dp对分布式数据库ddb的第二部分s2的数据s2d进行加密，并向其附加第一部分s1的散列值s1h和第一卫星dsc1的签名dsc1s。然后，边缘设备dp对分布式数据库的以此方式补充的第二部分s2进行签名。
30.如果第一卫星dsc1的通信窗口仍然打开，则边缘设备将第二部分s2转发到第一卫星dsc1。如果第一卫星dsc1的通信窗口关闭，则边缘设备dp等待第二卫星dsc2的后续通信窗口。后一种情况如图1所示。
31.分布式数据库ddb的全部部分通过这种方式被传输到具有可用传送资源的卫星dsc1、dsc2、dsc3、dscn。换句话说，卫星dsc3接收部分s3，其中边缘设备dp的签名dps、第二卫星dcs2的签名dcs2s和第二卫星dcs2的公钥pkdcs2以及分布式数据库的第二部分s2的散列值s2h是被附加到该部分s3的。当包含要传输的文档的数据的分布式数据库的所有部分都已被传输时，生成分布式数据库的最后部分sn，其方式为，生成包含要传输的文档的数据s3d的被传输的最后那个部分s3的散列值sn-1h并且添加卫星dsc1、dsc2、dsc3、dscn的缓存的签名dscns(通过其已对部分s1、s2、s3、sn进行签名)以及这些卫星dsc1、dsc2、dsc3、dscn的公钥pkdsc1、pkdsc2和边缘设备dp的签名dps。
32.在根据本发明的方法中，可以冗余地传输分布式数据库ddb的部分s1、s2、s3、sn，其中在该冗余传输的部分之后接下来传输的部分包含有参与对所述冗余传输的部分的传输的卫星dsc1、dsc2、dsc3、dscn的全部签名。
33.通过根据本发明的方法传输的分布式数据库ddb具有图1中所示的结构，并且通过在图2中所示的传输步骤tdpdc从边缘设备dp传输到服务器dc。
34.在根据本发明的方法中，使用分布式数据库ddb的部分s1、s2、s3、sn的密码链接l来重建原始文档：
35.当卫星dsc2之一经过服务器dc并且尚未将分布式数据库ddb的传送到卫星dsc2的部分s2传送到服务器dc时，卫星dsc2将该部分s2转发到服务器dc。
36.服务器dc收集分布式数据库ddb的所有部分s1、s2、s3、sn。一旦服务器dc已获得了分布式数据库ddb的所有部分s1、s2、s3、sn，服务器就开始基于通过散列值s1h、s2h、sn-1h对这些部分s1、s2、s3、sn进行的链接借助于分布式数据库的这些部分的次序来重建所传输的数据。为此，服务器dc具有基于软件的再现模块。所述再现模块基于卫星dsc1、dsc2、
dsc3、dscn的公钥pkdsc1、pkdsc2、
…
以及部分s1、s2、s3、sn的签名dsc1s、dsc2s、dscns来验证部分s1、s2、s3、sn的完整性。
37.在成功验证所获得的部分s1、s2、s3、sn之后，服务器dc的再现模块解密分布式数据库ddb的部分s1、s2、s3、sn，重建分布式数据库ddb并将分布式数据库ddb的部分s1、s2、d3、sn重新组合成待传输的文档。因此，文档已经通过根据本发明的方法从边缘设备dp传输到服务器dc。
38.在未特地示出的另外对应于所示实施例的一个实施例中，并不通过卫星dsc1、dsc2、dsc3、dscn中的每一个来传输整个分布式数据库ddb，而是通过卫星dsc1、dsc2、dsc3、dscn中的每一个来仅传输分布式数据库ddb的部分s1、s2、d3、sn的最多一个真子集。