CN110335147A - 一种基于区块链的数字资产信息交换系统及方法 - Google Patents

一种基于区块链的数字资产信息交换系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于区块链技术以及互联网信息技术领域，公开了一种基于区块链的数字资产信息交换系统及方法，所述基于区块链的数字资产信息交换系统包括：数据提供者模块、数据消费者模块、区块链网络模块、智能合约模块。本发明基于区块链的智能合约技术，提出一种预设定的数字资产交换模式，无需考虑各主体之间的信任问题。针对传统数据交换机制依赖第三方支付机构，数据记录容易遭受篡改、伪造等问题；基于区块链加密货币的交换媒介，多主体共同维护账本，保障记录真实可靠，不被篡改。本发明所公开的数字资产交换机制，基于区块链机密性、完整性和不可抵赖性等特性，开发出一种数字资产交换机制，促进数据资产交换和共享。

Description

一种基于区块链的数字资产信息交换系统及方法
技术领域
本发明属于区块链技术以及互联网信息技术领域，尤其涉及一种基于区块链的数字资产信息交换系统及方法。
背景技术
目前，最接近的现有技术：在物联网、云计算等新兴科技的影响下，数据正以惊人的速度进行爆发式的增长，海量数据标志着大数据时代已经来临。如何处理好“大数据词典”里共享、开放和安全三者之间的关系，是共享开放大数据时代是值得我们思考的问题，也是推进真正大数据时代的必经之路。
为了实现真正的大数据共享时代，如何安全有保障的进行数据共享是值得考虑的一个重大问题。现有的数据交换架构中心都是中心化、集中式的。在这样的方式下，数据需要通过网络传输到中心化的数据中心。这种方式可能在现在数据量比较小的情况下能够正常运作，但是在未来，随着数据量急速的增长，这种中心化的方式会造成网络拥堵、效率低下等一系列的问题。
现有的数据交换机制主要依托中心化的服务器作为信任机构，交换双方需要首先对这个中间人建立信任，这样中心化服务器就会被视为一个主要的攻击目标，操作记录容易被篡改和伪造，数据交换存在不公平、不可靠的问题。同时，数据交换伴随着价值的交换，传统的数据交换机制需要依托一个像银行、第三方支付机构完成交易，同时存在第三方支付机构不可信的问题，导致交易失败，造成数据价值流失。
区块链技术可以实现记录追溯，自动执行交易，以及以分布式的方式存储记录信息。区块链网络将大量的设备以P2P的方式连接起来，通过共识机制共同维护区块链上发生的交易信息。基于区块链的智能合约技术可以在双方或者多方之间建立一个合约，这个合约在满足预先设定的条件下可以自动执行来完成具体场景下的业务。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)传统的数据交换系统一般采用中心化的架构，服务器中心化的部署方式存在单点故障、可靠性低、网络拥塞等问题
(2)传统数据交换机制中各交易主体之间存在信任问题，交易模式达成往往需要很多财力、时间，另外，中心化的架构也存在信任问题。
(3)由于传统数据交换机制依赖第三方支付机构，数据记录容易遭受篡改、伪造。
解决上述技术问题的难度：
目前主流的应用、系统都是中心化的架构模式，依赖中央服务器来处理交易事务，日志系统记录在中央服务器上，这种模式已趋于成熟，由中心化的架构模式转为去中心化的架构有一定的难度，分布式服务器之间的共识达成也需要克服共识机制的难题；各主体之间难以达成信任，并且中央服务器也不能满足完全的可信；目前还不存在除第三方支付机构之外的积分系统，能直接跟价值绑定，替换第三方支付机构也存在一定的难题。
解决上述技术问题的意义：去中心化的数字资产信息交换系统，有效解决现有的中心化系统中存在的单点故障、可靠性低、网络拥塞等问题，系统的可用性更强；实现高效智能化的交易体系，用户无需考虑信任问题，交易信息公开透明；有效解决第三方机构将交易记录伪造、篡改等的行为给用户带来的困扰。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于区块链的数字资产信息交换系统及方法。
本发明是这样实现的，一种基于区块链的数字资产信息交换系统，所述基于区块链的数字资产信息交换系统包括：
数据提供者模块，用于通过数据资产交换机制发布自己拥有的数字资产，数字资产包括数据、服务、以及文件版权电子形式保存的数字资产；
数据消费者模块，用于持有一定的数字货币用于购买所需要的数字资产，实现数据的交换和共享，打破现存的数据孤岛；
区块链网络模块，由分布在不同位置的各个区块链节点组成，用于通过公式机制达成一致，将区块链上发生的交易打包成区块，记录在区块链上；
智能合约模块，用于实现数字资产交换的业务逻辑，预先设定交易模型，当请求者满足这一条件时，交易将自动达成；智能合约将记录此操作，并且根据数据使用者的请求生成对应的License，完成订阅过程，智能合约是基于区块链网络的一种合约机制，用于实现资产交换的功能，并且与区块链结合记录交易信息。
进一步，所述基于区块链的数字资产信息交换系统的区块链为联盟链，各节点加入网络需要通过CA颁发的证书进行认证；各节点的身份信息都存储在所归属的认证机构CA下；各节点都同时可作为交易发起节点与背书节点，验证各个交易的合法性。
进一步，所述基于区块链的数字资产信息交换系统的区块链网络由2个组织，4个普通节点和一个排序节点共同维护的网络，每两个节点归属一个组织；
每当发生交易时，4个节点都将进行签名背书所发生的交易，验证此交易的合法性，通过排序节点按照交易的先后顺序将交易打包成区块，各节点验证通过后，将区块链入到自己维护的区块链上，保证区块链网络上维护的一条相同的区块链。
进一步，所述基于区块链的数字资产信息交换系统的License的结构包括：
证书索引单元，证书索引包括证书的版本和ID，ID用来唯一索引此证书；
授权账户单元，授权账户是证书的拥有者，表示此账户有权限访问指定的数据；
数字资产ID单元，证书授权访问的数字资产，此ID作为数字资产的唯一索引用于智能合约验证是否为对应的数字资产；
权限单元，权限表示对数字资产的不同使用权利；
用例规则单元，用例规则表示数据消费者可以通过不同的方式来使用数字资产；
访问令牌单元，以Hash的方式用来定义上面所有的单一，验证证书的正确性和完整性。
本发明的另一目的在于提供一种执行所述基于区块链的数字资产信息交换系统的基于区块链的数字资产信息交换方法，所述基于区块链的数字资产信息交换方法包括：
第一步，数据提供者和数据使用者通过智能合约来完成交易，智能合约负责完成与区块链网络各节点的通信，完成对区块链网络存储数据的管理；
第二步，数据提供者可以通过智能合约发布自己的数字资产，并且设置价格，设置权限，操作由数据提供者发出请求，传递参数到智能合约，智能合约通过与区块链网络交互将数据提供者所设置的价格、权限的信息存入区块链上的状态数据库中，完成操作；将被视为区块链上的交易，打包成区块然后记录在区块链上；
第三步，数据消费者通过智能合约查找自己所需的数字资产，进查询具体的信息；如果满足需求，数据使用者发出订阅请求，并且支付对用的费用给数据提供者，智能合约判断请求是否合法以及是否满足订阅的条件；若满足，智能合约将记录此操作，并且根据数据使用者的请求生成对应的License，完成订阅过程，数据使用者通过License获取所订阅的数字资产并使用。
进一步，所述基于区块链的数字资产信息交换方法采用发布订阅模式，数据提供者发布资产并注册在区块链上，数据消费者通过订阅所需的数据来完成数字资产的交换；
引入基于区块链的加密货币，作为价值媒介完成资产交换，实现去中心化的交易方式，免除第三方支付机构的参与所带来的问题；
数据提供者发布数据时按照多种策略来设定价格；数据提供者发布资产以及设定价格和数据使用者订阅数据这些操作都被视为区块链的交易，将被打包成区块记录在区块链上。
进一步，所述基于区块链的数字资产信息交换方法还包括：
(1)数据提供者通过数据交换合约发布自己的数据，并且为不同的权限不同的用例规则设定不同的价格；
(2)数据消费者通过与数据交换合约的交换，发现可选的数字资产。根据数据使用需求，数据消费者选择自己需要的权限和用例规则；
(3)数据消费者需要订阅所需的数据并且支付给数据交换合约相应的费用；
(4)数据交换合约通过评判预先设定的交易模型，然后将费用转移给数据提供者，同时，数据交换合约为数据消费者生成一个License用于请求所订阅的数字资产；
(5)数据交换合约根据数据消费者选择的使用权限和用例规则生成相应的License，并且发送给数据消费者；
(6)数据消费者收到License之后，可以通过License请求自己订阅的数据；
(7)数据交换合约同时提供数据反馈入口，数据消费者通过自己的使用情况以及数据的提供情况来反馈此次服务的质量。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述基于区块链的数字资产信息交换方法的物联网信息处理系统。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述基于区块链的数字资产信息交换方法的云计算信息处理系统。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述基于区块链的数字资产信息交换方法的数据交换处理终端。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：针对传统的数据交换系统中心化的架构带来的单点故障、可靠性低、网络拥塞等问题，本发明基于区块链去中心化的思想，实现去中心化的点对点式数字资产交换机制，保证交换机制稳定、可靠。针对传统数据交换机制中存在的信任问题，本发明基于区块链的智能合约技术，提出一种预设定的数字资产交换模式，无需考虑各主体之间的信任问题。针对传统数据交换机制依赖第三方支付机构，数据记录容易遭受篡改、伪造等问题，本发明提出一种基于区块链加密货币的交换媒介，多主体共同维护账本，保障记录真实可靠，不被篡改。
本发明所公开的数字资产交换机制，包括数据提供者、数据消费者、区块链网络和智能合约。基于区块链机密性、完整性和不可抵赖性等特性，开发出一种数字资产交换机制，促进数据资产交换和共享。所实现的数字资产交换机制无需第三方信任机构及支付机构的参与，保证交易的可信，采用点对点的交换方式，基于共识机制达成一致，保证数字资产交换稳定可靠。解决了现有技术存在的中心化交易机制网络拥堵问题、各主体之间不信任问题以及交易记录被篡改伪造等问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于区块链的数字资产信息交换系统的结构示意图；
图中：1、数据提供者模块；2、数据消费者模块；3、区块链网络模块；4、智能合约模块。
图2是本发明实施例提供的基于区块链的数字资产信息交换方法流程图。
图3是本发明实施例提供的基于区块链的数字资产信息交换方法实现流程图。
图4是本发明实施例提供的基于区块链的数字资产信息交换方法原理示意图。
图5是本发明实施例提供的证书结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对传统的数据交换系统中心化的架构带来的单点故障、可靠性低、网络拥塞；传统数据交换机制中存在的信任问题；传统数据交换机制依赖第三方支付机构，数据记录容易遭受篡改、伪造问题。本发明采用点对点的交换方式，基于共识机制达成一致，保证数字资产交换稳定可靠。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的基于区块链的数字资产信息交换系统包括：
数据提供者模块1，用于通过数据资产交换机制发布自己拥有的数字资产，数字资产包括数据、服务、以及文件版权等以电子形式保存的数字资产。
数据消费者模块2，即数据的使用者，用于持有一定的数字货币用于购买所需要的数字资产，实现数据的交换和共享，打破现存的数据孤岛。
区块链网络模块3，由分布在不同位置的各个区块链节点组成，用于通过公式机制来达成一致，将区块链上发生的交易打包成区块，记录在区块链上。
智能合约模块4，用于实现数字资产交换的业务逻辑，预先设定交易模型，当请求者满足这一条件时，交易将自动达成，智能合约是基于区块链网络的一种合约机制，用于实现资产交换的功能，并且与区块链结合记录交易信息。
在本发明的优选实施例中，区块链为联盟链，各节点加入网络需要通过CA 颁发的证书进行认证。各节点的身份信息都存储在所归属的认证机构CA下。各节点都同时可作为交易发起节点与背书节点，验证各个交易的合法性。
区块链网络是由2个组织，4个普通节点和一个排序节点共同维护的网络，每两个节点归属一个组织。每当发生交易时，4个节点都将进行签名背书所发生的交易，来验证此交易的合法性，通过排序节点按照交易的先后顺序将交易打包成区块，各节点验证通过后，将此区块链入到自己维护的区块链上，保证区块链网络上维护的一条相同的区块链。
如图2所示，本发明实施例提供的基于区块链的数字资产信息交换方法包括以下步骤：
S201：数据提供者和数据使用者通过智能合约来完成交易，智能合约负责完成与区块链网络各节点的通信，完成对区块链网络存储数据的管理；
S202：数据提供者可以通过智能合约发布自己的数字资产，并且设置价格，设置权限，操作由数据提供者发出请求，传递参数到智能合约，智能合约通过与区块链网络交互将数据提供者所设置的价格、权限等信息存入区块链上的状态数据库中，完成操作；将被视为区块链上的交易，打包成区块然后记录在区块链上；
S203：数据消费者可以通过智能合约查找自己所需的数字资产，进查询具体的信息，包括价格、使用权限、详细介绍等；如果满足需求，数据使用者发出订阅请求，并且支付对用的费用给数据提供者，智能合约判断请求是否合法以及是否满足订阅的条件；若满足，智能合约将记录此操作，并且根据数据使用者的请求生成对应的License，完成订阅过程，数据使用者即可通过License 获取所订阅的数字资产并使用。
下面结合附图对本发明的应用原理作进一步的描述。
如图3所示，数字资产交换机制的具体结构，其中包括数据提供者、数据消费者、区块链网络和智能合约。
在本发明的优选实施例中，采用发布订阅模式，数据提供者发布资产并注册在区块链上，数据消费者通过订阅所需的数据来完成数字资产的交换。
在本发明的优选实施例中，引入基于区块链的加密货币，作为价值媒介来完成资产交换，实现去中心化的交易方式，免除第三方支付机构的参与所带来的问题。
在本发明的优选实施例中，数据提供者发布数据时可以按照多种策略来设定价格，例如，下载数据的价格，请求数据的价格等；数据提供者也可以根据不同的用例规则来设定计价方式，可以通过时间，次数以及时间段的方式来定价。数据使用者即可根据自己的需求来灵活的调整订阅策略。
在本发明的优选实施例中，数据提供者发布资产以及设定价格和数据使用者订阅数据这些操作都被视为区块链的交易，将被打包成区块记录在区块链上。
如图4所示，数据资产的交易过程，其中包括数据提供者、数据消费者和数据交换合约。数据交易的过程如下：
(1)数据提供者通过数据交换合约发布自己的数据，并且为不同的权限不同的用例规则设定不同的价格；
(2)数据消费者通过与数据交换合约的交换，来发现可选的数字资产。根据数据使用需求，数据消费者选择自己需要的权限和用例规则；
(3)数据消费者需要订阅所需的数据并且支付给数据交换合约相应的费用；
(4)数据交换合约通过评判预先设定的交易模型，然后将费用转移给数据提供者，同时，数据交换合约为数据消费者生成一个License用于请求所订阅的数字资产；
(5)数据交换合约根据数据消费者选择的使用权限和用例规则生成相应的License，并且发送给数据消费者；
(6)数据消费者收到License之后，可以通过License请求自己订阅的数据；
(7)数据交换合约同时提供数据反馈入口，数据消费者可以通过自己的使用情况以及数据的提供情况来反馈此次服务的质量。
如图5所示，本发明的License的结构如图3所示，其中包括以下单元：
证书索引单元：证书索引包括证书的版本和ID，ID用来唯一索引此证书。
授权账户单元：授权账户是证书的拥有者，表示此账户有权限访问指定的数据。
数字资产ID单元：证书授权访问的数字资产，此ID作为数字资产的唯一索引用于智能合约验证是否为对应的数字资产。
权限单元：权限表示对数字资产的不同使用权利，例如：请求数据或者下载数据等。
用例规则单元：用例规则表示数据消费者可以通过不同的方式来使用数字资产，例如：通过时间，次数以及时间段。
访问令牌(Access token)单元：Access token以Hash的方式用来定义上面所有的单一，用来验证证书的正确性和完整性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于区块链的数字资产信息交换系统，其特征在于，所述基于区块链的数字资产信息交换系统包括：
数据提供者模块，用于通过数据资产交换机制发布自己拥有的数字资产，数字资产包括数据、服务、以及文件版权电子形式保存的数字资产；
数据消费者模块，用于持有一定的数字货币用于购买所需要的数字资产，实现数据的交换和共享，打破现存的数据孤岛；
区块链网络模块，由分布在不同位置的各个区块链节点组成，节点通过共识机制达成一致，将区块链上发生的交易打包成区块，记录在区块链上；
智能合约模块，用于实现数字资产交换的业务逻辑，预先设定交易模型，当请求者满足这一条件时，交易将自动达成；智能合约将记录此操作，并且根据数据使用者的请求生成对应的License，完成订阅过程，智能合约是基于区块链网络的一种合约机制，用于实现资产交换的功能，并且与区块链结合记录交易信息。
2.如权利要求1所述的基于区块链的数字资产信息交换系统，其特征在于，所述基于区块链的数字资产信息交换系统的区块链为联盟链，各节点加入网络需要通过CA颁发的证书进行认证；各节点的身份信息都存储在所归属的认证机构CA下；各节点都同时可作为交易发起节点与背书节点，验证各个交易的合法性。
3.如权利要求1所述的基于区块链的数字资产信息交换系统，其特征在于，所述基于区块链的数字资产信息交换系统的区块链网络由2个组织，4个普通节点和一个排序节点共同维护的网络，每两个节点归属一个组织；
每当发生交易时，4个节点都将进行签名背书所发生的交易，验证此交易的合法性，通过排序节点按照交易的先后顺序将交易打包成区块，各节点验证通过后，将区块链入到自己维护的区块链上，保证区块链网络上维护的一条相同的区块链。
4.如权利要求1所述的基于区块链的数字资产信息交换系统，其特征在于，所述基于区块链的数字资产信息交换系统的License的结构包括：
证书索引单元，证书索引包括证书的版本和ID，ID用来唯一索引此证书；
授权账户单元，授权账户是证书的拥有者，表示此账户有权限访问指定的数据；
数字资产ID单元，证书授权访问的数字资产，此ID作为数字资产的唯一索引用于智能合约验证是否为对应的数字资产；
权限单元，权限表示对数字资产的不同使用权利；
用例规则单元，用例规则表示数据消费者可以通过不同的方式来使用数字资产；
访问令牌单元，以Hash的方式用来定义上面所有的单一，验证证书的正确性和完整性。
5.一种执行权利要求1所述基于区块链的数字资产信息交换系统的基于区块链的数字资产信息交换方法，其特征在于，所述基于区块链的数字资产信息交换方法包括：
第一步，数据提供者和数据使用者通过智能合约来完成交易，智能合约负责完成与区块链网络各节点的通信，完成对区块链网络存储数据的管理；
第二步，数据提供者可以通过智能合约发布自己的数字资产，并且设置价格，设置权限，操作由数据提供者发出请求，传递参数到智能合约，智能合约通过与区块链网络交互将数据提供者所设置的价格、权限的信息存入区块链上的状态数据库中，完成操作；将被视为区块链上的交易，打包成区块然后记录在区块链上；
第三步，数据消费者通过智能合约查找自己所需的数字资产，进查询具体的信息；如果满足需求，数据使用者发出订阅请求，并且支付对用的费用给数据提供者，智能合约判断请求是否合法以及是否满足订阅的条件；若满足，智能合约将记录此操作，并且根据数据使用者的请求生成对应的License，完成订阅过程，数据使用者通过License获取所订阅的数字资产并使用。
6.如权利要求5所述的基于区块链的数字资产信息交换方法，其特征在于，所述基于区块链的数字资产信息交换方法采用发布订阅模式，数据提供者发布资产并注册在区块链上，数据消费者通过订阅所需的数据来完成数字资产的交换；
引入基于区块链的加密货币，作为价值媒介完成资产交换，实现去中心化的交易方式，免除第三方支付机构的参与所带来的问题；
数据提供者发布数据时按照多种策略来设定价格；数据提供者发布资产以及设定价格和数据使用者订阅数据这些操作都被视为区块链的交易，将被打包成区块记录在区块链上。
7.如权利要求5所述的基于区块链的数字资产信息交换方法，其特征在于，所述基于区块链的数字资产信息交换方法还包括：
(1)数据提供者通过数据交换合约发布自己的数据，并且为不同的权限不同的用例规则设定不同的价格；
(2)数据消费者通过与数据交换合约的交换，发现可选的数字资产；根据数据使用需求，数据消费者选择自己需要的权限和用例规则；
(3)数据消费者需要订阅所需的数据并且支付给数据交换合约相应的费用；
(4)数据交换合约通过评判预先设定的交易模型，然后将费用转移给数据提供者，同时，数据交换合约为数据消费者生成一个License用于请求所订阅的数字资产；
(5)数据交换合约根据数据消费者选择的使用权限和用例规则生成相应的License，并且发送给数据消费者；
(6)数据消费者收到License之后，可以通过License请求自己订阅的数据；
(7)数据交换合约同时提供数据反馈入口，数据消费者通过自己的使用情况以及数据的提供情况来反馈此次服务的质量。
8.一种应用权利要求5～7任意一项所述基于区块链的数字资产信息交换方法的物联网信息处理系统。
9.一种应用权利要求5～7任意一项所述基于区块链的数字资产信息交换方法的云计算信息处理系统。
10.一种应用权利要求5～7任意一项所述基于区块链的数字资产信息交换方法的数据交换处理终端。
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