CN112335201A - 用于在第一***和第二***之间约定协作的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于在第一***（11）和第二***（12）之间约定协作的方法（10、30、40），其特征在于以下特征：‑由第一***（11）发送（14）第一***（11）关于第二***（12）的假设以及第一***（11）对第二***（12）的担保，‑由第二***（12）发送（15）第二***（12）关于第一***（11）的假设以及第二***（12）对第一***（11）的担保，‑如果相互的假设和担保彼此对应，则在第一***（11）和第二***（12）之间订立数字安全合同，以及‑在交易数据库（13）中记录安全合同。

Description

用于在第一***和第二***之间约定协作的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于在第一***和第二***之间约定协作的方法。本发明此外涉及相应的设备、相应的计算机程序以及相应的存储介质。
背景技术
在计算机网络中每种协议被称为分散式交易***或交易数据库（分布式账本（distributed ledger）），所述协议在特定交易的次序方面引起达成一致（共识（concensus）），所述特定交易例如涉及数据更新。这种***的常见表现形式利用区块链（blockchain（区块链））。
例如在US 9,794,074 B2中公开一种与区块链连接的计算机***。该计算机***接收用于在与第一标志相关联的第一数据交易和与第二标志相关联的第二数据交易之间的一致性的一致性数据。基于存储在区块链中的数据产生第一区块链交易。产生至少一个其他区块链交易，该其他区块链交易将一致性划分为两个不同的交易：一个交易在第一标志和调解人（Vermittler）之间，而第二交易在调解人之间。这些经由其他区块链交易被采集在区块链中。
发明内容
本发明提供根据独立权利要求所述的用于在第一***和第二***之间约定协作的方法、相应的设备、相应的计算机程序以及相应的存储介质。
根据本发明的方法基于以下认识：越来越多的安全关键***在运行中必须协作。这些***有时由不同的制造商开发。因此，这些***必须与其他***合作，所述其他***的性能和特性在其设计的时刻是未知的。这种***的示例是例如为了进行交通平顺或调节或为了急救服务而彼此调换（austauschen）的异构车辆、构成车队并且自动跟随具有人类驾驶员的领先的载重汽车的高度自动化载重汽车、构成车队并且自动跟随领先的高度自动化载重汽车的条件自动化载重汽车、在飞机场或滑雪道上自动跟随侧向错开的由人类驾驭的犁的扫雪机、与停车场上的领航***合作的汽车、像一群人一样（gleich einem Schwarm）为田地施肥或收割的农业机器人或者在行驶面上移动并且与其他机器人或者甚至人类协作用以履行共同任务的制造机器人。
由于可能的危害，应该对这些“***中的***”的运行安全性提出高的要求。为了在考虑安全性要求的情况下完成这种动态配置，在文献中已经提出了所谓的安全合同（safety contracts）。在其设计的时刻，根据该方案为每个***定义一系列（正式描述的）假设和担保。在给定的假设下每个***的担保同样可以利用已知的安全分析技术在设计的范围中被分析。在运行时，潜在地合作的***彼此交换其假设和担保。于是，每个***决定另一个***的担保是否对应于其假设。如果它们一致，则订立安全合同，这意味着只要满足每个***的假设，自身的担保也被满足。假设和担保也可以包含参数，以便能够实现更多的灵活性。
例如应该考虑两个高度自动化载重汽车，所述高度自动化载重汽车应该构成车队。在此应该假设，车辆将会来自不同的制造商，但是在设计时间应该已经约定了安全合同格式和交换协议。一个载重汽车的假设可能在于，当该载重汽车所跟随的载重汽车制动时，该载重汽车在预给定的时间间隔X内被告知。在这期间担保可能在于，当该载重汽车自身制动时，在其侧跟随该载重汽车的载重汽车在预给定的时间间隔Y内被告知。显然，只有在Y <X时才能订立安全合同并且因此才能构成车队，两个载重汽车必须检验这一点。
所提出的方案此外考虑一般存在***故障的风险的情况。如果一个***发生故障，则该***可能违背其担保，并且如果该***在发生故障的时刻与其他***协作，则该***破坏其安全合同。尽管安全合同具有技术起源，但尤其是因为人类未参与安全合同的订立，并且如果不同的制造商参与，这样的状况可能引起法律问题或要求澄清可能的保险索赔。
在此情况下，根据本发明的方案的基本特征在于，已经与另一***成功订立安全合同的每个***创建包含这些信息的数据记录，并且将这些信息传送给交易数据库。当另一***失灵并且通过该另一***破坏发出的担保的方式而违反安全合同时，该另一***不能否定合同的成立。以这种方式，为制造商实现法律安全性。制造商不必信任存储安全合同的单一实体，然而所述制造商必须同意所提出的协议并且实施所述协议。
通过在从属权利要求中列出的措施，对在独立权利要求中说明的基本思想的有利的改进和改善是可能的。因此可以规定，参与的***在接受协作之后分别重复地将环境模型发送给交易数据库，并且所述交易数据库将环境模型添加到区块链。在差错情况下，这些数据不能被否认并且有助于重构该状况。如果参加的***之一失灵，则对于其制造商而言以这种方式使证明不仅已存在安全合同而且另一***已经违背了该安全合同变得容易。
根据另一方面，可以规定，参与的***在接受协作之后分别重复地将环境模型的分散值（散列（hash））发送给交易数据库，并且该交易数据库仅将这些分散值添加到区块链。环境模型的散列具有比整个模型小得多的大小，并且因此可以快得多地被发送给交易数据库。在事故情况下，制造商可以证明在***数据库中记载的环境未被改变。
根据另一方面，可以规定，***建立相互的交易信道，所述***在接收了具有安全合同的区块之后经由相互的交易信道交换信息和经签名的通知。该概念减少与交易数据库的通信的范围，由此典型地减少交易费用（以加密货币形式）。此外，在差错情况下，可以自动识别出哪个***实际上违反了安全合同，并且可以自动地用两个***在创建数字合同时必须筹措的保证金（以加密货币形式）结清罚款。因为最后约定的信息以及其时间戳是已知的并且存储在交易数据库中，所以前述实施方式也改善在事故时的法律安全性。
根据另一方面，可以规定，交易数据库的区块链分布在众多终端设备上，并且参与安全合同的***管理数字钱袋，所述***从数字钱袋中对终端设备为了添加区块付报酬。利用这样的钱袋，向“勘探者”（miner（矿工））付款变得可能，其中参加的***可以向这些勘探者支付与用以验证与法律安全性相关的信息以及添加给区块链所需要的时间成反比的金额。此外，如果参加的***以这种方式为所涉及的款项（Leistung）付款，或者如果所述参加的***自身为其他***提供服务，例如在在前行驶的车辆情况下，其中所述在前行驶的车辆帮助随后的车辆估计在位于前方的转弯处的另一边超车机动动作的可能性，则为此被支付，则能够实现真正的“事物经济”（economy of things, EoT）。
附图说明
在附图中示出本发明的实施例，并且在随后的描述中对其更详细地进行阐述。其中：
图1示出一种方法，根据该方法，两个***借助于区块链约定合法的协作。
图2示出该方法的一种变型方案，其中交易数据库装备有计算功能，并且从而能够起草安全合同。
图3示出该方法的一种变型方案，其中***设立智能信道用以交换信息。在此情况下，一个***发送由另一***认为有错误的信息。借助于交易数据库中的数字合同的计算功能，可以检验：哪个***是合法的（im Recht）并且哪个是最后的票数胜过的（überstimmend）信息。
图4示意性地示出根据本发明的控制设备。
具体实施方式
图1示出分布式交易数据库（13）的不同制造商的两个***（11、12）的时间轴。***（11、12）经由因特网连接与分布式交易数据库（13）通信；在***（11、12）之间的通信直接从车辆到车辆（车对车（car to car），C2C）进行，或者同样经由因特网连接进行。首先，两个***（11、12）交换其假设（Annahmen）和担保（Garantien）（14、15），并且每个***检验（16、17）：所述假设和担保是否一致，也即是否可以签署安全合同。如果这是这种情况，则每个***（11、12）将数据记录（Datensatz）（18、19）发送给交易数据库（13）。各自数据记录（18、19）可以包含已订立了安全合同的基本信息以及所约定的假设和担保的特性或全部。由于两个***（11、12）均创建数据记录（18、19），因此每个数据记录（18、19）可以包含“对方”（12或11）的标志（标识符（identifier），ID）。
该ID在分布式交易数据库（13）中应该是唯一的，并且与加密货币的所谓钱包ID可比。
在直至将数据记录（18、19）接受到分布式交易数据库（13）中为止的时间间隔内，出现两种可能的途径：要么***（11、12）接受协作并且放弃最终的法律安全性（Rechtssicherheit）；直至数据记录（18、19）被添加到区块链为止，要么在所述***开始（23）协作之前等待直至已添加了数据记录（18、19）为止。在根据图1的实施方式中，两个***（11、12）等待，直至所述***从交易数据库（13）获得关于已经成功添加了该块的确认为止。
一旦数据记录（18、19）已被存放在交易数据库（13）中并且新的块（21）已经由两个***（11、12）接收，则每个***（11、12）可以检验（22、23）：分别另一方（12或11）是否已经创建了一致的数据记录（19或18）。如果数据记录未被添加，则对立方的ID是错误的；如果虽然已添加了数据记录，但其ID不一致，则差错或攻击是极为可能的，并且协作被抛弃。在图1中，两个***（11、12）的数据记录（18、19）一致，并且所述两个***接受协作（23）。
现在应该考虑以下情况：一个***（11、12）发生故障并且违反其担保或安全合同，如在图1中在根据绘图右边的第二***（12）的情况下所示的那样。如果可能，第一***（11）监控从第二***（12）接收的数据，并且检验该***是否履行约定的担保。如果相应的监控组件断定违反（25）安全合同，则该监控组件结束协作（26）并且尝试将***（11）置于安全状态中。因为首先（erst）根本不能监控复杂的担保，所以这在个别情况下可能是不可能的。在每种情况下，两个制造商可以访问两个***（11、12）已订立的安全合同，并且因此两者之一不能对合同订立进行否定。因此，在违反担保或发生事故的情况下，每个制造商都必须证明其***（11、12）已履行了该安全合同。注意的是，该行动（Vorgehen）基本上与在常规车辆之间发生事故之后常见的方法相对应，其中街道交通规则与安全合同相对应。
方法（10）的第一变型方案假设以下问题：如果参加的***（11、12）失灵，其制造商虽然可以证明已存在安全合同，但不能证实分别另一***（12、11）已违背了该安全合同。使该证明容易的一种可能性在于，安全合同包含条款，两个***（11、12）据此必须周期性地将如在安全合同中定义的包括其环境模型在内的其***状态的表示（摄像机图像、地图中的位置等）发送给分布式交易数据库（13）。
第二变型方案类似于第一变型方案，其中但是每个***（11、12）创建其整个环境模型的密码散列，并且将模型和散列存储在本地数据库中。
第三变型方案（30—图2）使用几个分布式交易数据库的可能性，用以在多个终端设备上分布式地计算包含在数据记录中的可执行指令。一个这种交易数据库的已知的示例是加密货币“以太坊（Ethereum）”，所述加密货币“以太坊”履行用于数字合同的相应功能。因此也可能的是，如图2中所示，两个***（11、12）将其假设和担保发送给具有计算能力的分布式交易数据库（13）。分布式交易数据库（13）评价假设和担保，并且在成功情况下，存储安全合同（31）。一旦***（11、12）分别已获得了具有其安全合同（32）的区块，所述***就开始协作（23）。
图3中所示的第四变型方案（40）如下扩展第三变型方案：像“闪电（Lightning）”和“雷电（Raiden）”之类的区块链已经引入了称为交易或状态信道（state channel（状态信道））的概念。状态信道是***（11、12）之间的直接通信信道以及由这些***（11、12）订立的在区块链中的数字合同。***（11、12）经由该信道直接交换信息。如果接收***（11、12）同意所接收的消息，则该接收***以密码签名的通知（43、45）确认分别接收的信息（42、44、46）。如果两个***（11、12）想要结束协作，或者***（11、12）之一断定所接收的信息（此处为46）违反安全合同，例如相应地装备的车辆的制动力超过在安全合同中定义的最大值，则它可以在区块链中的数字合同中执行结算功能（47）。于是，两个***（11、12）必须在一定程度上使数字合同“确信”最后的融洽状态，其方式是所述***发出其同意通知。
迄今所阐述的实施方式的重点是由于区块链的操纵安全性而对于进行协作的***（11、12）的法律安全性。但是，由于使用计算效率用以保养和更新区块，因此用于为此提供的工作证明（proof of work（工作量证明），PoW）的酬劳也是值得期望的。因此，该方法（10）的第五变型方案规定，参加的***配备有机制用于例如借助于数字钱袋进行交易，以便存储虚拟货币的单位作为用于协作的价值单位。
根据第六变型方案，将由以前的合作伙伴评价的***可信度包括在内可以限制伙伴的选择用于以后协作。鉴于这种应用情况，虚拟密码钱包也可以存储前述可信度。例如，这将会使得能够认证产品用于在特定的交互场景中使用（并且由此给所述产品指派可信度），由此协作被限制于原则上应该是兼容的产品。向另一***表示的信任可能随着时间的推移根据其协作的数量和质量而提高。所得出的评价不仅对参与区块链的终端设备有好处，而且对认证机构和其他受托管理人有好处。
根据第七变型方案，最后安全合同可以由***而不是区块链发送给***的制造商信任的中央服务器或数据库。
如图4中的示意图所阐明的，该方法可以例如以软件或硬件或者以软件和硬件组成的混合形式例如在控制设备（50）中实现。

Claims (10)

1.一种用于在第一***（11）和第二***（12）之间约定协作的方法（10、30、40），其特征在于以下特征：
-由所述第一***（11）发送（14）所述第一***（11）关于所述第二***（12）的假设以及所述第一***（11）对所述第二***（12）的担保，
-由所述第二***（12）发送（15）所述第二***（12）关于所述第一***（11）的假设以及所述第二***（12）对所述第一***（11）的担保，
-如果相互的假设和担保彼此对应，则在所述第一***（11）和所述第二***（12）之间订立数字安全合同，并且
-将所述安全合同记录在交易数据库（13）中。
2.根据权利要求1所述的方法（10、30、40），其特征在于以下特征：
-由所述第二***（12）接收所述第一***（11）关于所述第二***（12）的假设以及所述第一***（11）对所述第二***（12）的担保，
-由所述第一***（11）接收所述第二***（12）关于所述第一***（11）的假设以及所述第二***（12）对所述第一***（11）的担保，
-所述第一***（11）检验（16）所述第二***（12）的担保是否与所述第一***（11）的假设相对应，并且必要时将具有所述安全合同和所述第二***（12）的标志的第一项（18）发送给所述交易数据库（13），
-所述第二***（12）检验（17）所述第一***（11）的担保是否与所述第二***（12）的假设相对应，并且必要时将具有所述安全合同和所述第一***（11）的标志的第二项（19）发送给所述交易数据库（13），
-所述交易数据库（13）将所述项添加（20）到区块链，
-所述交易数据库（13）将所述区块链（21）的所添加的项发送给所述第一***（11）和所述第二***（12），
-所述第一***（11）检验（22）所述第二项，
-所述第二***（12）检验（23）所述第一项，
-如果所述项一致，则所述第一***（11）和所述第二***（12）接受（24）协作，并且
-如果***（11，12）之一断定由另一***（12，11）违反（25）所述安全合同，则所述***之一结束所述协作（26）。
3.根据权利要求2所述的方法（10、30、40），其特征在于以下特征：
-所述第一***（11）和所述第二***（12）在接受所述协作（24）之后分别重复地将环境模型发送给所述交易数据库（13），以及
-所述交易数据库（13）将所述环境模型添加到所述区块链。
4.根据权利要求2所述的方法（10、30、40），其特征在于以下特征：
-所述第一***（11）和所述第二***（12）在接受所述协作（24）之后分别重复地将环境模型的分散值发送给所述交易数据库（13），以及
-所述交易数据库（13）将所述分散值添加到所述区块链。
5.根据权利要求1所述的方法（10、30、40），其特征在于以下特征：
-由所述交易数据库（13）接收（14、15）所述第一***（11）关于所述第二***（12）的假设、所述第一***（11）对所述第二***（12）的担保、所述第二***（12）关于所述第一***（11）的假设以及所述第二***（12）对所述第一***（11）的担保，
-所述交易数据库（13）检验所述第二***（12）的担保是否与所述第一***（11）的假设相对应，以及所述第一***（11）的担保是否与所述第二***（12）的假设相对应，必要时起草（31）所述安全合同并且将相应的区块添加到所述区块链，
-所述交易数据库（13）将具有所述安全合同（32）的区块发送给所述第一***（11）和所述第二***（12），并且
-当所述第一***和所述第二***接收所述区块时，所述第一***（11）和所述第二***（12）接受（23）协作。
6.根据权利要求5所述的方法（10、30、40），其特征在于以下特征：
-所述第一***（11）和所述第二***（12）建立相互的交易信道，
-在接收到具有所述安全合同的区块（41）之后，所述***（11、12）经由所述交易信道交换信息（42、44、46）和经签名的通知（43、45），
-如果所述***（11、12）之一接收违反所述安全合同的信息（46），则所述***之一要求所述交易数据库（13）进行调解（47），
-所述交易数据库（13）告知另一***（12、11）所述调解（48），从所述另一***请求假定违反所述安全合同的信息（46），并且根据所述安全合同检验所述信息（49）。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法（10、30、40），其特征在于以下特征：
-所述区块链分布在多个终端设备上，
-所述***（11、12）管理数字钱袋，以及
-从所述钱袋中为所述终端设备为了添加区块付报酬。
8.一种计算机程序，其被设立用于执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法（10、30、40）。
9.一种机器可读存储介质，其上存储有根据权利要求8所述的计算机程序。
10.一种设备，其被设立用于执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法（10、30、40）。
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