CN117032592B - 一种基于区块链的收款机收款数据储存系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链的收款机收款数据储存系统，涉及数据安全技术领域，解决了现有技术对收款机收款数据进行存储时，定时传输难以保证收款数据的完整性，而且对收款数据简单加密仍然不能解决收款数据安全的技术问题；本发明通过设置若干加密算法来对若干收款数据进行随机加密，之后对加密算法的使用规则进行加密；在对收款数据进行解密时，需要匹配各收款数据准确的加密算法，才能够对收款数据进行快速且准确的解密，同时能够避免数据被篡改；本发明基于若干周期哈希值对若干收款哈希值进行变更加密，并与周期哈希值进行关联，得到收款加密序列；本发明对加密算法及其使用顺序进行多重加密，提高了解密的难度。

Description

一种基于区块链的收款机收款数据储存系统

技术领域

本发明属于数据安全领域，涉及基于区块链的收款机收款数据存储技术，具体是一种基于区块链的收款机收款数据储存系统。

背景技术

收款机通常用于商业和零售环境中，以便跟踪销售和收入情况，进行财务分析和报告。收款机的收款数据中包含了很多敏感信息，如交易金额、客户信息等，而且会受到网络终端、系统故障等因素的影响导致数据不完整，因此如何保证收款机收款数据的存储安全是至关重要的。

现有技术在对收款机收款数据进行存储时，很多敏感数据会暂存在收款机中，这其中包含的敏感数据会存在泄露风险，而且增加收款机的存储成本；另外一些收款机会通过加密算法定时将收款数据加密发送至存储模块中进行存储，不合理的定时传输会影响收款数据的完整性，而且简单的加密算法存在被快速破解的风险，仍然不能解决收款数据的安全问题。

本发明提供了一种基于区块链的收款机收款数据储存系统，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种基于区块链的收款机收款数据储存系统，用于解决现有技术对收款机收款数据进行存储时，定时传输难以保证收款数据的完整性，而且对收款数据简单加密仍然不能解决收款数据安全的技术问题。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种基于区块链的收款机收款数据储存系统，包括中枢控制模块，以及与之相连接的区块链存储模块和若干边缘采集模块；边缘采集模块与收款机一一关联；边缘采集模块：采集与之关联收款机的若干收款数据，提取若干收款数据的收款时长作为收款周期；通过混淆加密方式对收款周期和收款数据加密，得到收款加密数据；中枢控制模块：通过混淆解密方式对收款加密数据进行解密，整合获取若干收款数据序列；通过哈希算法对收款数据序列中的收款密码序列和周期密码序列进行哈希计算，得到若干收款哈希值和若干周期哈希值；以及，基于若干周期哈希值对若干收款哈希值进行变更加密，并与周期哈希值进行关联，得到收款加密序列；将收款加密序列与对应的收款加密数据发送至区块链存储。

现有技术一般是通过某个复杂的加密算法对收款数据进行加密，但加密算法一旦被破解则无法保证收款数据的安全，而且无法识别出收款数据是否被篡改。本发明通过设置若干加密算法来对若干收款数据进行随机加密，之后对加密算法的使用规则进行加密，一同发送至区块链存储模块进行存储；在对收款数据进行解密时，需要匹配各收款数据准确的加密算法，才能够对收款数据进行快速且准确的解密。

本发明中的中枢控制模块分别与区块链存储模块和若干边缘采集模块通信和/或电气连接；区块链存储模块用于数据存储；边缘采集模块与收款机通信和/或电气连接；且收款机在进行收款数据的记录过程中，记录各收款数据的收款时长。边缘采集模块对收款机的收款数据和收款周期进行加密，传输至中枢控制模块；中枢控制模块则对收款密码序列和周期密码序列进行变更加密，进而上传至区块链存储模块进行存储。需要说明的是，在能够保证收款数据和收款周期安全传输至中枢控制模块的情况下，可将收款密码序列或者周期密码序列的生成环节放在中枢控制模块中进行处理。

本发明中的收款数据是指一次收款从开始到结束所记录的数据，包括客户信息、金额信息、会员信息等，这样可以保证数据传输的完整性；而收款周期则时一次首款从开始到结束的时长，收款周期理论上具有唯一性，因此可用于辅助加密。

优选的，所述通过混淆加密方式对收款周期和收款数据加密，包括：通过设置的若干加密算法分别对收款数据和对应的收款周期进行随机加密，得到原始加密序列；通过哈希算法分别计算收款数据对应加密算法和收款周期对应的加密算法，得到若干哈希值一和若干哈希值二；基于相邻的哈希值一生成混淆值一，将混淆值一插入到相邻的哈希值一之间生成收款密码序列；以及基于相邻的哈希值二生成混淆值二，将混淆值二插入到相邻的哈希值二之间，生成周期密码序列；整合收款密码序列、周期密码序列和原始加密序列，得到收款加密数据。

本发明预先设置若干安全性高的加密算法，每次获取收款数据或者收款周期时，则从若干加密算法中随机选择一个进行加密，提高数据解密难度，从而增加了数据安全性。将最终得到的收款密码序列、周期密码序列和原始加密序列进行关联，整合成一个数据包，该数据包即为收款加密数据；当然，在另外一些优选的方案中，还可以将收款密码序列、周期密码序列和原始加密序列(都是数据)拼接起来，得到一个数据串，该数据串即为收款加密数据。

需要注意的是，通过加密算法对收款数据和收款周期进行加密，完成了第一重加密；之后对使用的加密算法进行混淆加密，完成二重加密。在解密时，需要先加密获取对应的加密算法，再通过得到的加密算法对原始加密序列进行解密，得到收款数据和收款周期。

本发明中混淆值一和混淆值二的生成方式相同，即混淆值一和混淆值二在生成过程中的数据处理流程相同，只是二者生成过程中的基础数据存在区别。本发明在对收款数据或者收款周期进行加密之后，对其加密算法的顺序也进行了加密，进一步提高解密难度。

优选的，所述通过设置的若干加密算法分别对收款数据和对应的收款周期进行随机加密，包括：获取设置的若干加密算法；在获取需要加密的收款数据或者收款周期之后，从若干加密算法中随机选择一个对收款数据或者收款周期进行加密，得到原始加密序列。

本发明对收款周期或者收款数据进行加密时，需要筛选出尽可能多安全性高的加密算法(当然也需要获取对应的解密算法)，通过加密算法进行随机加密增加了破解难度。加密算法及对应的解密算法需要存储在中枢控制模块或者边缘采集模块中，以便解密时需要。

优选的，所述基于相邻的哈希值一生成混淆值一，包括：将相邻哈希值一中的字母用0代替，得到两个哈希序列；按照哈希值一的格式构建空的混淆序列；依次获取两个哈希序列对应位置的数值均值，将数值均值依次填充至空的混淆序列，将混淆序列标记为混淆值一。

本发明中的哈希值一是通过对收款数据的加密算法进行哈希计算得到的，哈希值二通过对收款周期的加密算法进行哈希计算得到的。哈希值一和哈希值二是由256位的数字或者字母组成的。本发明在基于相邻的哈希值一生成混淆值一时，先将前后相邻的哈希值一中的字母进行处理，然后将二者相同位置上的数值均值依次填充到空的混淆序列中。

本发明利用相邻的哈希值一来生成对应的混淆值一，将混淆值一插入到相邻哈希值一之间，起到混淆作用，提高收款密码序列和周期密码序列的迷惑性。

在另外一个优选的方案中，所述基于相邻的哈希值一生成混淆值一，包括：提取相邻哈希值一中的字母，得到两个哈希序列；按照哈希值一的格式构建空的混淆序列；获取相邻哈希值一对应位置的数值均值，将数值均值填充至空的混淆序列，之后利用哈希序列中的字母对混淆序列中的空余位置进行补充填充，将填充之后的混淆序列标记为混淆值一。

在该方案中并没有剔除哈希值一中的字母，而是当相邻哈希值一中对应位置均为数字时，则计算数值均值填充到空的混淆序列中的对应位置。通过数值均值填充之后，定然会有部分位置为空，则优先使用前一哈希值一中的字母进行填充。这样得到的混淆值一包含字母和数字，更具迷惑性。

值得注意的是，本发明对空的混淆序列进行填充时主要填充两种内容，一种是数字，另外一种是字母。填充数字时只有一种情况，即相邻哈希值一对应位置上的数值均为数字，将这两个数字的均值填充到空的混淆序列中的对应位置上。填充字母则有两种情况，即相邻哈希值一对应位置上至少存在一个字母时，若相邻哈希值一对应位置只有一个字母，则将该字母填充到空的混淆序列中的对应位置上；若相邻哈希值一对应位置两个都是字母，则将前一个哈希值一中的字母填充到空的混淆序列中。最终得到的混淆序列一中既有数字也有字母，但是数字和字母均是通过相邻哈希值一演变而来的。

优选的，所述基于若干周期哈希值对若干收款哈希值进行变更加密，包括：调取收款哈希值和对应的周期哈希值，分析获取周期哈希值中的特征信息；基于特征信息对收款哈希值中对应位置数据进行加/减处理，完成变更加密。

本发明中的特征信息包括特征数字及其特征位置，特征数字包括最大数字或最小数字；本发明中提到的对应位置或者特征位置均是哈希值中的第几位。

在通过混淆加密方式得到收款密码序列和周期密码序列之后，实际上收款密码序列和周期密码序列中只是部分哈希值是错误的，任然有部分哈希值是正确的，因此本发明通过周期密码序列来对收款密码序列进行变更加密，进一步提高安全性。

优选的，所述基于特征信息对收款哈希值中对应位置数据进行加/减处理，包括：提取特征信息中特征数字的特征位置；提取收款哈希值中特征位置相对应位置的数据，标记为待变更数据；基于特征数字对待变更数据进行字母替换和加/减处理，得到处理数字；将待变更数据变更为处理数字，将变更后的收款哈希值与周期哈希值进行关联。

本发明中的周期哈希值是固定的，利用其哈希值中的特征信息来对收款哈希值中进行变更加密。收款哈希值与周期哈希值一一对应，即收款哈希值的变更加密通过与其对应的周期哈希值进行。本发明对收款哈希值的变更加密能够答复提高收款数据的破解难度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过设置若干加密算法来对若干收款数据进行随机加密，之后对加密算法的使用规则进行加密，一同发送至区块链存储模块进行存储；在对收款数据进行解密时，需要匹配各收款数据准确的加密算法，才能够对收款数据进行快速且准确的解密，同时能够避免数据被篡改。

2.本发明通过哈希算法对收款数据序列中的收款密码序列和周期密码序列进行哈希计算，得到若干收款哈希值和若干周期哈希值；基于若干周期哈希值对若干收款哈希值进行变更加密，并与周期哈希值进行关联，得到收款加密序列；本发明对加密算法及其使用顺序进行多重加密，提高了解密的难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统原理示意图；

图2为本发明的方法步骤示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，本发明第一方面实施例提供了一种基于区块链的收款机收款数据储存系统，包括中枢控制模块，以及与之相连接的区块链存储模块和若干边缘采集模块；边缘采集模块与收款机一一关联；边缘采集模块：采集与之关联收款机的若干收款数据，提取若干收款数据的收款时长作为收款周期；通过混淆加密方式对收款周期和收款数据加密，得到收款加密数据；中枢控制模块：通过混淆解密方式对收款加密数据进行解密，整合获取若干收款数据序列；通过哈希算法对收款数据序列中的收款密码序列和周期密码序列进行哈希计算，得到若干收款哈希值和若干周期哈希值；以及，基于若干周期哈希值对若干收款哈希值进行变更加密，并与周期哈希值进行关联，得到收款加密序列；将收款加密序列与对应的收款加密数据发送至区块链存储。

本实施例的第一步是采集与之关联收款机的若干收款数据，提取若干收款数据的收款时长作为收款周期；通过混淆加密方式对收款周期和收款数据加密，得到收款加密数据。

在收款机进行收款过程中，不断采集收款数据以及对应的收款周期。通过设置的若干加密算法对收款数据或者收款周期进行随机加密，得到原始加密序列；原始加密序列中是加密之后的收款数据和收款周期，若想对原始加密序列进行全部解密，则需要知道各收款数据和收款周期的加密算法。需要说明的是，加密算法可以包括对称加密算法，如AES或者DES等；也可以包括非对称加密算法，如RSA或者ECC等；加算法能够起到对收款数据或者收款周期进行加密的效果即可。

获取收款数据对应的加密算法，通过哈希算法(如SHA256)依次计算这些加密算法的哈希值，得到若干哈希值一；得到收款周期对应的加密算法，通过哈希算法依次计算这些加密算法的哈希值，得到若干哈希值二。

一般情况下，将若干哈希值一按照收款数据的采集时间进行排序，即可得到收款密码序列(周期密码序列也是同理)，但是一旦入侵者获得了收款密码序列，则可以根据哈希值匹配得到对应的加密算法，安全性无法保证。

以哈希值一为例，将获取的哈希值一标记为Hashi(i为哈希值一的编号，i=1，2，…，n，n为正整数)，则Hash1和Hash2为相邻的哈希值一。

在一个优选的实施例中，将Hash1和Hash2中的字母全部用数字0来代替，获取Hash1和Hash2中对应位置上的数值均值，如Hash1和Hash2第一位分别为1和3，则数值均值为2(当数值均值为非整数时，则统一向上取整或者向下取整)，将数值均值2填充到空的混淆序列中的第一位，直到把哈希序列填充满得到混淆值一。

在另外一个优选的实施例中，比较Hash1和Hash2中对应位置是否均为数字，若Hash1中第一位是数字1，Hash2中第一位数字为3，则计算数值均值为2，仍然填充到空的混淆序列中的第一位；若Hash1中第二位是字母A，Hash2中第二位数字为3，则将字母A填充到空的混淆序列中的第二位；若Hash1中第三位是字母A，Hash2中第三位数字为B，则将字母A填充到空的混淆序列中的第三位。

需要说明的是，空的混淆序列中第一位的填充值只与Hash1和Hash2中的第一位数字和字母相关。若Hash1中第一位是数字1，Hash2中第一位数字为3，则在空的混淆序列中第一位中填充二者的均值2；若Hash1中第二位是数字3，Hash2中第二位数字为3，则将二者均值3填充到空的混淆序列的第二位。后续空的混淆序列中的每个位置填充均按照上述规则。

当然，在另外一些优选的实施例中还可以将其他没有用到的加密算法的哈希值作为混淆值，插入到相邻哈希值之间。将混淆值一插入到相邻的哈希值一之间得到收款密码序列，将混淆值二插入到相邻的哈希值二中得到周期密码序列。

本实施例的第二步是通过混淆解密方式对收款加密数据进行解密，整合获取若干收款数据序列；通过哈希算法对收款数据序列中的收款密码序列和周期密码序列进行哈希计算，得到若干收款哈希值和若干周期哈希值。

中枢控制模块通过混淆解密方式(与混淆加密方式对应，实际是对混淆加密方式加密的数据进行解密)解密收款加密数据，提取其中的收款密码序列和周期密码序列。收款密码序列中包括若干哈希值一和若干混淆值一，通过哈希算法依次对收款密码序列中的哈希值一和混淆值一进行计算，得到若干收款哈希值；同理，通过哈希算法对周期密码序列中的哈希值二和混淆值二进行计算，得到若干周期哈希值；实际这里通过多次哈希计算已经形成了哈希链。需要说明的是，收款哈希值的数量为哈希值一和混淆值一的数量之和，周期哈希值的数量为哈希值二和混淆值二的数量之和。

本实施例的第三步是基于若干周期哈希值对若干收款哈希值进行变更加密，并与周期哈希值进行关联，得到收款加密序列。

周期哈希值与收款哈希值是一一对应的。本实施例先是被提取周期哈希值中的特征信息，如最大数字9，识别该周期哈希值中数字为9的第一位、第三位和第五位；若对应收款哈希值的第一位为A，第三位为0，第五位为2，则将第一位的A替换为0；利用数字9在收款哈希值的第一位0、第三位0、第五位2进行加/减处理，得到第一位9、第三位9、第五位1(两位数取个位数值)。这样即可实现收款哈希值的变更，将变更后的收款哈希值与周期哈希值进行关联，连同收款加密数据一起发送到区块链存储模块进行存储。

本实施例中任一哈希值中最大数字为9，最小数字为0，将最大数字或者最小数字中的一个作为特征数字即可。若周期哈希值中的最大数字9，则将9作为特征数字，则识别周期哈希值中数字9对应的位置，同时提取收款哈希值中对应位置的数字。将收款哈希值中对应位置的数字与特征数字相加，根据相加结果变更收款哈希值中对应位置上的数字。需要说明的是，若收款哈希值对应位置上是字母时，将用0替换该字母，可以理解为对应位置上的数字为0；若相加结果超过10时，则取个位数来变更收款哈希值中对应位置上的数字或者字母。

本发明的工作原理：采集与之关联收款机的若干收款数据，提取若干收款数据的收款时长作为收款周期；通过混淆加密方式对收款周期和收款数据加密，得到收款加密数据。通过混淆解密方式对收款加密数据进行解密，整合获取若干收款数据序列；通过哈希算法对收款数据序列中的收款密码序列和周期密码序列进行哈希计算，得到若干收款哈希值和若干周期哈希值。基于若干周期哈希值对若干收款哈希值进行变更加密，并与周期哈希值进行关联，得到收款加密序列；将收款加密序列与对应的收款加密数据发送至区块链存储。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于区块链的收款机收款数据储存系统，包括中枢控制模块，以及与之相连接的区块链存储模块和若干边缘采集模块；边缘采集模块与收款机一一关联；其特征在于：

边缘采集模块：采集与之关联收款机的若干收款数据，提取若干收款数据的收款时长作为收款周期；通过混淆加密方式对收款周期和收款数据加密，得到收款加密数据；其中，每个收款数据均对应一次收款记录；

中枢控制模块：通过混淆解密方式对收款加密数据进行解密，整合得到若干收款数据序列；通过哈希算法对收款数据序列中的收款密码序列和周期密码序列进行哈希计算，得到若干收款哈希值和若干周期哈希值；以及，

基于若干周期哈希值对若干收款哈希值进行变更加密，并与周期哈希值进行关联，得到收款加密序列；将收款加密序列与对应的收款加密数据发送至区块链存储；

所述基于若干周期哈希值对若干收款哈希值进行变更加密，包括：

调取收款哈希值和对应的周期哈希值，分析获取周期哈希值中的特征信息；其中，特征信息包括特征数字及其特征位置，特征数字包括最大数字或最小数字；

提取特征信息中特征数字的特征位置；提取收款哈希值中与特征位置相对应位置的数据，标记为待变更数据；

判断待变更数据是否为字母；是，则用数字0进行替换，替换之后与特征数字进行相加；否，则直接与特征数字进行相加；

判断相加结果是否大于等于10；是，则取相加结果的个位数变更收款哈希值中对应位置上的数字或者字母；否，根据相加结果变更收款哈希值中对应位置上的数字或者字母。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的收款机收款数据储存系统，其特征在于，所述通过混淆加密方式对收款周期和收款数据加密，包括：

通过设置的若干加密算法分别对收款数据和对应的收款周期进行随机加密，得到原始加密序列；通过哈希算法分别计算收款数据对应加密算法和收款周期对应的加密算法，得到若干哈希值一和若干哈希值二；

基于相邻的哈希值一生成混淆值一，将混淆值一插入到相邻的哈希值一之间生成收款密码序列；以及基于相邻的哈希值二生成混淆值二，将混淆值二插入到相邻的哈希值二之间，生成周期密码序列；其中，混淆值一和混淆值二的生成方式相同；

整合收款密码序列、周期密码序列和原始加密序列，得到收款加密数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于区块链的收款机收款数据储存系统，其特征在于，所述通过设置的若干加密算法分别对收款数据和对应的收款周期进行随机加密，包括：

获取设置的若干加密算法；

在获取需要加密的收款数据或者收款周期之后，从若干加密算法中随机选择一个对收款数据或者收款周期进行加密，得到原始加密序列。

4.根据权利要求2所述的一种基于区块链的收款机收款数据储存系统，其特征在于，所述基于相邻的哈希值一生成混淆值一，包括：

将相邻哈希值一中的字母用0代替，得到两个哈希序列；

按照哈希值一的格式构建空的混淆序列；依次获取两个哈希序列对应位置的数值均值，将数值均值依次填充至空的混淆序列，将混淆序列标记为混淆值一。

5.根据权利要求2所述的一种基于区块链的收款机收款数据储存系统，其特征在于，所述基于相邻的哈希值一生成混淆值一，包括：

按照哈希值一的格式构建空的混淆序列；

当相邻哈希值一对应位置的数字均为数字，将两个数字的均值填充到空的混淆序列对应位置上；当相邻哈希值一对应位置上仅存在一个字母，则将该字母填充到空的混淆序列对应位置上；当相邻哈希值一对应位置为两个字母时，则将前一哈希值一中的字母填充到空的混淆序列中。

6.根据权利要求1所述的一种基于区块链的收款机收款数据储存系统，其特征在于，所述中枢控制模块分别与区块链存储模块和若干边缘采集模块通信和/或电气连接；所述区块链存储模块用于数据存储；

所述边缘采集模块与收款机通信和/或电气连接；且所述收款机在进行收款数据的记录过程中，记录各收款数据的收款时长。