近年来,随着微型芯片、通信与计算机网络等技术的不断发展成熟,物联网技术从最初的概念构想逐渐发展成为新一代信息技术的重要组成部分,物联网产业在世界各地迅速发展壮大。同时,由于区块链技术可在分布式网络中保证信息安全可靠、可追溯,因此使用区块链技术为物联网提供安全保护,保证信息存储安全、交易可靠、通信安全等成为物联网及区块链领域的研究热点。然而,由于物联网海量终端、设备资源受限、交易实时性高等特点,传统的区块链共识机制不适用于区块链与物联网融合场景。考虑两大经典共识机制:1)工作量证明机制(Proof-of-Work,简称PoW)资源消耗大、共识效率低且没有准入条件,不满足物联网设备资源受限、交易数据量大且实时性要求高、准入身份安全要求高等要求;2)实用拜占庭容错机制(Practical Byzantine Fault Tolerance,简称 PBFT)中共识权利集中于少数节点、共识性能随共识节点数增加而快速下降,不适用于物联网要求公平透明的应用场景,且不能实现在多节点参与情况下的高性能。为了解决上述问题,本文提出了一种基于角色划分的区块链与物联网深层融合的整体架构设计(Role based Blockchain and Internet of things Integration Architecture,简称 BlockIoT)以及面向区块链与物联网融合场景的基于双重投票验证的共识机制(Dual Vote Confirmation based Consensus,简称 DVCC)。在融合框架设计中,针对物联网设备资源受限问题,本文根据物联网不同层设备的资源和需求不同,赋予其不同的区块链节点角色。在共识机制设计中,首先,针对共识安全和公平性问题,提出了多维信用评分机制、双重验证机制、分类随机选举机制和基于信用评分的激励机制;其次,针对性能提升问题,提出了投票机制,使共识具有较短的延迟且避免了大量能源消耗。最后,本文针对共识机制的安全性、共识延迟以及吞吐量性能做了仿真分析,仿真结果表明所提DVCC共识机制能够有效地应用于区块链与物联网融合场景中,适应物联网海量终端、设备资源受限、交易实时性高、公平性要求高等特点。相比于PoW机制,DVCC具有能耗小、效率高的优势;相比于PBFT机制,DVCC在保证共识安全和公平的前提下,可实现多节点参与的低时延、高吞吐性能。