CN110019463A - 一种多方共享的数据存储查询方法和系统 - Google Patents

一种多方共享的数据存储查询方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多方共享的数据存储查询方法及系统。申请数据信息的标识和秘钥，对数据信息进行加密，生成共享数据记录并添加到共享账本中，依次使用每一位有权访问者的公钥对数据秘钥进行加密，生成秘钥记录并添加到共享账本中；在共享账本中查询共享给自己的秘钥记录，使用私钥对数据记录秘钥进行解密，在共享账本中查询秘钥记录对应的数据信息记录，并进行解密，获取共享的数据信息。本发明将每一组数据信息采用密文形式共享存储，并且将加密秘钥授权给每一位有权访问者，可以对每一组数据信息的共享范围进行精细的管理，提升数据信息共享策略的灵活性。

Description

一种多方共享的数据存储查询方法和系统
技术领域
本发明涉及信息共享技术领域，特别是涉及一种多方共享的数据存储查询方法及系统。
背景技术
在很多应用场景中，经常会出现多个系统或者多个机构之间的数据共享需要。目前常见的处理方法有基于访问接口的方法、基于批量导入的统一存储方法和基于第三方的统一存储方法等。
基于访问接口的方法：数据提供方直接将共享的数据推送给数据使用方的服务接口，或者数据使用方访问数据提供方的服务接口获取共享数据。在数据提供方和使用方的数量比较多时，这种方式系统复杂，开发和维护的工作量大。
基于批量导入的统一存储方法：将各数据提供方的数据批量导入到一个统一平台共同存储，通过访问统一平台实现所有数据的访问。这种方式下数据使用方一次获取全部数据，数据的隐私得不到保护。
基于第三方的统一存储方法：由第三方建立集中统一的数据平台，数据提供方的数据被提交到平台共同存储，使用方通过访问平台的服务接口获取共享数据。这种方式需要一个强有力且可信的第三方来搭建统一数据平台，在很多场景很难找到这样的第三方。
因此需要一种多方共享的数据存储查询方法，可以对每一条数据信息的共享范围进行精细的管理，保护隐私，提升数据信息共享策略的灵活性。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种多方共享的数据存储查询方法及系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种多方共享的数据存储查询方法及系统，所述数据存储为：系统申请数据信息的标识和秘钥，使用该秘钥对数据信息进行加密，生成共享数据记录并添加到共享账本中，依次使用每一位有权访问者的公钥对数据记录秘钥进行加密，生成秘钥记录并添加到共享账本中；所述数据查询为：根据参与者标记在共享账本中查询共享给自己的秘钥记录，使用私钥对数据记录秘钥进行解密，在共享账本中查询秘钥记录对应的数据记录，并进行解密处理，获取共享的数据信息。
本发明技术方案通过将每一组数据信息采用密文形式共享存储，并且将加密秘钥授权给每一位有权访问者，可以对每一组数据信息的共享范围进行精细的管理，提升数据信息共享策略的灵活性。
具体而言，本发明提供了一种多方共享的数据存储方法，所述方法包括：
(1)系统申请数据信息的标识和秘钥，所述数据信息的标识用于标识一组数据信息，该组数据信息中的每条记录都具有相同的有权访问者，不同组的数据信息之间具有不同的标识；所述数据信息的秘钥用于数据信息的编码，该秘钥与数据信息的标识对应，即具有相同标识的数据信息采用相同的秘钥；
(2)对数据信息采用申请的秘钥进行加密处理，生成共享数据记录，所述共享数据记录中至少包括加密后的数据信息以及数据信息的标识；
(3)将生成的共享数据记录添加到共享账本中，所述共享账本是指采用区块链技术实现的各参与方共同维护的分布式账本，各参与方都有相同的数据副本，并且各参与方共同维护各数据副本中数据的一致性；
(4)顺序取一位有权访问者，判断是否存在，如果存在未处理的有权访问者，则将数据信息秘钥分享给该有权访问者；如果不存在，则流程结束；
(5)获取有权访问者的公钥，用该公钥对数据记录秘钥进行加密，生成秘钥记录，所述秘钥记录中至少包括加密后的数据秘钥、数据信息标识以及参与者标识；
(6)将生成的秘钥记录添加到共享账本中，所述共享账本是指采用区块链技术实现的各参与方共同维护的分布式账本，各参与方都有相同的数据副本，并且各参与方共同维护各数据副本中数据的一致性。
本发明提供了一种多方共享的数据查询方法，所述方法包括：
(1)根据参与者标记信息在共享账本中查询共享给自己的秘钥记录；
(2)顺序取一条秘钥记录，判断是否存在，如果存在秘钥记录，则继续获取数据信息的处理；如果不存在，则流程结束；
(3)获取有权访问者自身的私钥，用该私钥将秘钥记录解密，获取数据信息的标识和秘钥；
(4)根据数据信息的标识在共享账本中查询共享数据记录；
(5)对共享数据记录进行解密处理，读取记录中的数据信息。
本发明还提供了一种多方共享的数据存储查询系统，所述系统包括：数据存储处理单元、数据查询处理单元、标识管理单元、秘钥管理单元、秘钥记录读写单元、共享数据记录读写单元以及数据共享账本管理单元。所述数据存储处理单元为处理多方共享数据存储的核心单元，主要实现数据存储和密钥共享的逻辑控制；所述数据查询处理单元为处理多方共享数据查询的核心单元，主要实现秘钥记录和数据信息查询的逻辑控制；所述标识管理单元主要实现数据信息标识的生成和管理；所述秘钥管理单元主要实现数据秘钥的生成、各参与者公钥的管理以及数据的加解密功能；所述秘钥记录读写单元主要实现秘钥记录的生成和解析以及到共享账本的读写操作；所述共享数据记录读写单元主要实现共享数据记录的生成和解析以及到共享账本的读写操作；所述数据共享账本管理单元为各参与方都有权访问的统一数据存储，是采用区块链技术实现的各参与方共同维护的分布式账本及相关读写操作。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
图1为一种多方共享的数据存储方法流程图。
图2为一种多方共享的数据查询方法流程图。
图3为一种多方共享的数据存储查询系统逻辑结构图。
具体实施方式
容易理解，依据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本发明多方共享的数据存储查询方法及系统的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限制或限定。
本发明所述多方共享的数据存储查询方法及系统，通过将每一组数据信息采用密文形式共享存储，并且将加密秘钥授权给每一位有权访问者，可以对每一组数据信息的共享范围进行精细的管理，提升数据信息共享策略的灵活性。
举例说明：本实施例中假设共有3个数据共享的参与者，分别为数据提供者A，有权访问者B和C。数据提供者A将一组数据信息msg1和msg2加密存储到系统中并分享给有权访问者B和有权访问者C；有权访问者B从系统中读取A分享的记录并解密获取原信息msg1和msg2。数据信息msg1和msg2并不限定具体的内容，可以为商品订单信息、征信用户信息等各类原始信息，也可以是对各类原始信息的描述说明。参与者A、B和C拥有的公钥分别为pub_keyA、pub_keyB和pub_keyC，拥有的私钥分别为priv_keyA、priv_keyB和priv_keyC，其中，公钥信息公开，各参与者均可获取对方的公钥；私钥信息只有各参与者自身拥有。
如图1所示，是本发明实施例一种多方共享的数据存储方法流程图。参照上例，下面将以一组数据信息msg1和msg2的存储处理过程为例进行说明，具体包括以下基本步骤：
步骤101中系统申请数据信息的标识和秘钥。所述数据信息的标识用于标识一组数据信息，该组数据信息中的每条记录都具有相同的有权访问者，不同组的数据信息之间具有不同的标识；所述数据信息的秘钥用于数据信息的编码，该秘钥与数据信息的标识对应，即具有相同标识的数据信息采用相同的秘钥。
按照本发明的一个实施例，数据提供者A在系统中申请数据信息msg1和msg2的标识和秘钥，假设申请的该组数据信息的标识为tag1，秘钥为key1。
步骤102中对数据信息采用申请的秘钥进行加密处理，生成共享数据记录。在本实施例中，对数据信息msg1和msg2分别采用秘钥key1进行加密处理，得到加密后的信息D(msg1)和D(msg2)，生成的两条共享数据记录的关键字段如表1所示，其中DID为记录的唯一索引，用于唯一标记一条数据记录；生成时间为该记录生成的时间。
DID 信息 标识 生成时间
DID1 D(msg1) tag1 data_time1
DID2 D(msg2) tag1 data_time2
表1
步骤103中将生成的共享数据记录添加到共享账本中。所述共享账本是指采用区块链技术实现的各参与方共同维护的分布式账本，各参与方都有相同的数据副本，并且各参与方共同维护各数据副本中数据的一致性。在本实施例中具体采用基于区块链技术的HyperLedger Fabric实现多方共享的账本，将表1中记录添加到共享账本中。由于数据信息采用了加密方式存储，因此各参与方虽然能够访问数据但是不能有效解析数据。
步骤104中顺序取一位有权访问者，判断是否存在。如果存在未处理的有权访问者，则将数据信息秘钥分享给该有权访问者；如果不存在，则流程结束。在本实施例中选取的有权访问者为B和C，假设首先获取到有权访问者B。
步骤105中获取有权访问者的公钥，用该公钥对数据记录秘钥进行加密，生成秘钥记录。在本实施例中，有权访问者B的公钥为pub_keyB，用该公钥对key1进行加密处理，得到加密后的秘钥记录KB(key1)，生成的秘钥记录的关键字段如表2所示，其中KID为秘钥记录的唯一索引，用于唯一标记一条秘钥记录；参与者标识为对应有权访问者的标识；生成时间为该记录生成的时间。
KID 信息 标识 参与者标识 生成时间
KID1 KB(key1) tag1 B key_time1
表2
步骤106中将生成的秘钥记录添加到共享账本中。所述共享账本是指采用区块链技术实现的各参与方共同维护的分布式账本，各参与方都有相同的数据副本，并且各参与方共同维护各数据副本中数据的一致性。在本实施例中具体采用基于区块链技术的HyperLedger Fabric实现多方共享的账本，将表2中记录添加到共享账本中。
步骤106执行完成后回到步骤104，顺序取下一位有权访问者并进行数据信息秘钥的分享，直到所有有权访问者都处理完。本具体实施例中，参与者A作为数据提供者虽然也有访问权限，但是并没有在共享账本中添加针对A的秘钥记录，实际上数据提供者A也可以作为一个特殊的有权访问者进行处理，在共享账本中添加针对A的秘钥记录。
如图2所示，是本发明实施例一种多方共享的数据查询方法流程图。参照上例，下面将以有权访问者B读取解析一组数据信息msg1和msg2的查询处理过程为例进行说明，具体包括以下基本步骤：
步骤201中，根据参与者标记信息在共享账本中查询共享给自己的秘钥记录。本具体实施例中，参与者B为有权访问者，通过参与者标识B以及其它字段设置过滤条件查询共享账本中的所有秘钥记录。
步骤202中顺序取一条秘钥记录，判断是否存在。如果存在秘钥记录，则继续获取数据信息的处理；如果不存在，则流程结束。在本实施例中假设查询结果为表2所示的一条秘钥记录。
步骤203中获取有权访问者自身的私钥，用该私钥将秘钥记录解密，获取数据信息的标识和秘钥。在本实施例中利用秘钥priv_keyB对表2秘钥记录中的秘钥记录KB(key1)进行解密，获得数据信息的秘钥key1以及数据信息的标识tag1。
步骤204中根据数据信息的标识在共享账本中查询共享数据记录。在本实施例中查询共享账本中数据信息记录满足标识为tag1的所有记录，获取的结果为表1所示的两条数据信息记录。
步骤205中对共享数据记录进行解密处理，读取记录中的数据信息。在本实施例中利用数据秘钥key1对表1所示的两条数据信息记录中的信息D(msg1)和D(msg2)进行解密处理，获得数据提供者A共享的数据信息msg1和msg2。
步骤205执行完成后回到步骤202，顺序取下一条秘钥记录并进行获取数据信息的处理，直到所有查询到的密钥记录都处理完。
如图3所示，是本发明实施例一种多方共享的数据存储查询系统逻辑结构图。一种多方共享的数据存储查询系统主要包括数据存储处理单元U301、数据查询处理单元U302、标识管理单元U303、秘钥管理单元U304、秘钥记录读写单元U305、共享数据记录读写单元U306以及数据共享账本管理单元U307。所述数据存储处理单元U301为处理多方共享数据存储的核心单元，实现数据存储和密钥共享的逻辑控制；所述数据查询处理单元U302为处理多方共享数据查询的核心单元，实现秘钥记录和数据信息查询的逻辑控制；所述标识管理单元U303实现数据信息标识的生成和管理；所述秘钥管理单元U304实现数据秘钥的生成、各参与者公钥的管理以及数据的加解密功能；所述秘钥记录读写单元U305实现秘钥记录的生成和解析以及到共享账本的读写操作；所述共享数据记录读写单元U306实现共享数据记录的生成和解析以及到共享账本的读写操作；所述数据共享账本管理单元U307为各参与方都有权访问的统一数据存储，是采用区块链技术实现的各参与方共同维护的分布式账本及相关读写操作，在本实施例中具体采用基于区块链技术的HyperLedger Fabric实现多方共享的账本。
具体而言，本实施例中，在多方共享的数据存储时，数据提供者A将共享的数据信息msg1和msg2提交到数据存储处理单元U301进行存储处理；数据存储处理单元U301通过标识管理单元U303申请标识，记为tag1，通过秘钥管理单元U304申请数据秘钥，记为key1；秘钥管理单元U304对数据信息msg1和msg2分别采用秘钥key1进行加密处理，得到加密后的信息，由共享数据记录读写单元U306生成对应的两条共享数据记录；共享数据记录读写单元U306通过数据共享账本管理单元U307将生成的两条共享数据记录添加到共享账本中；数据存储处理单元U301通过秘钥管理单元U304依次获取有权访问者B和C的公钥并对数据记录秘钥进行加密，得到加密后的数据秘钥，由秘钥记录读写单元U305生成对应的秘钥记录；秘钥记录读写单元U305通过数据共享账本管理单元U307将生成的秘钥记录添加到共享账本中。
在多方共享的数据查询时，参与者B通过数据查询处理单元U302查询共享数据信息；数据查询处理单元U302通过秘钥记录读写单元U305查询共享账本中满足参与者标识为B以及其它字段条件的所有秘钥记录，在本实施例中假设查询结果为表2所示的一条秘钥记录；秘钥管理单元U304利用参与者B的私钥priv_keyB对表2秘钥记录中的信息KB(key1)进行解密处理，获得数据信息的秘钥key1以及数据信息的标识tag1；共享数据记录读写单元U306通过数据共享账本管理单元U307查询共享账本中数据信息记录满足标识为tag1的所有记录，获取的结果为表1所示的两条数据信息记录；秘钥管理单元U304利用数据秘钥key1对表1所示的两条数据信息记录中的信息D(msg1)和D(msg2)进行解密处理，获得数据提供者A共享的数据信息msg1和msg2。
本领域的普通技术人员理解，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多方共享的数据存储查询方法，其特征在于，
所述数据存储为：系统申请数据信息的标识和秘钥，使用该秘钥对数据信息进行加密，生成共享数据记录并添加到共享账本中，依次使用每一位有权访问者的公钥对数据记录秘钥进行加密，生成秘钥记录并添加到共享账本中；
所述数据查询为：根据参与者标记在共享账本中查询共享给自己的秘钥记录，使用私钥对数据记录秘钥进行解密，在共享账本中查询秘钥记录对应的数据记录，并进行解密处理，获取共享的数据信息。
2.根据权利要求1所述的多方共享的数据存储查询方法，其特征在于：所述数据信息的标识用于标识一组数据信息，该组数据信息中的每条记录都具有相同的有权访问者，不同组的数据信息之间具有不同的标识。
3.根据权利要求1所述的多方共享的数据存储查询方法，其特征在于：所述数据信息的秘钥用于数据信息的编码，该秘钥与数据信息的标识对应，即具有相同标识的数据信息采用相同的秘钥。
4.根据权利要求1所述的多方共享的数据存储查询方法，其特征在于：所述共享数据记录中至少包括加密后的数据信息以及数据信息的标识。
5.根据权利要求1所述的多方共享的数据存储查询方法，其特征在于：所述秘钥记录中至少包括加密后的数据秘钥、数据信息标识以及参与者标识。
6.根据权利要求1所述的多方共享的数据存储查询方法，其特征在于：所述共享账本是指各参与方共同维护的分布式账本，各参与方都有相同的数据副本，并且各参与方共同维护各数据副本中数据的一致性。
7.一种多方共享的数据存储查询系统，其特征在于包括：数据存储处理单元、数据查询处理单元、标识管理单元、秘钥管理单元、秘钥记录读写单元、共享数据记录读写单元以及数据共享账本管理单元；
所述数据存储处理单元用于数据存储和密钥共享的逻辑控制；所述数据查询处理单元用于秘钥记录和数据信息查询的逻辑控制；所述标识管理单元用于数据信息标识的生成和管理；所述秘钥管理单元用于数据秘钥的生成、各参与者公钥的管理以及数据的加密解密；所述秘钥记录读写单元用于秘钥记录的生成和解析以及到共享账本的读写操作；所述共享数据记录读写单元用于共享数据记录的生成和解析以及到共享账本的读写操作；所述数据共享账本管理单元为用于各参与方共同维护分布式账本及相关读写操作。
8.如权利要求7所述多方共享的数据存储查询系统，其特征在于，数据提供者将共享的数据信息提交到数据存储处理单元进行存储处理；数据存储处理单元通过标识管理单元申请标识，通过秘钥管理单元申请数据秘钥；秘钥管理单元对数据信息采用秘钥进行加密处理，得到加密后的信息，由共享数据记录读写单元生成对应的共享数据记录；共享数据记录读写单元通过数据共享账本管理单元将生成的共享数据记录添加到共享账本中；数据存储处理单元通过秘钥管理单元依次获取有权访问者的公钥并对数据记录秘钥进行加密，得到加密后的数据秘钥，由秘钥记录读写单元生成对应的秘钥记录；秘钥记录读写单元通过数据共享账本管理单元将生成的秘钥记录添加到共享账本中。
9.如权利要求8所述多方共享的数据存储查询系统，其特征在于，在多方共享的数据查询时，参与者通过数据查询处理单元查询共享数据信息；数据查询处理单元通过秘钥记录读写单元查询共享账本中满足参与者标识以及其它字段条件的所有秘钥记录；秘钥管理单元利用参与者的私钥秘钥记录中的秘钥记录进行解密处理，获得数据信息的秘钥以及数据信息的标识；共享数据记录读写单元通过数据共享账本管理单元查询共享账本中数据信息记录满足标识的所有记录；秘钥管理单元利用秘钥对数据信息记录中的信息进行解密处理，获得数据提供者共享的数据信息。
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