CN107094155B - 一种基于联盟区块链的数据安全存储方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于联盟区块链的数据安全存储方法及装置，该方法的步骤包括：数据采集节点获得电网数据后，向数据存储节点发送上传请求；数据存储节点验证上传请求通过后接收加密电网数据，并通过自身的私钥对加密电网数据进行解密以得到电网数据；数据存储节点验证电网数据符合要求后，将电网数据存储到本地数据库；数据存储节点将所存储的电网数据广播至其它目标数据存储节点。本方法在提高了电网数据共享透明化的同时，保证了存储的电网数据不易丢失，提高了电网数据的安全性。此外，基于联盟区块链的数据安全存储装置同样具有上述效果。

Description

一种基于联盟区块链的数据安全存储方法及装置

技术领域

本发明涉及电网状态监控领域，特别是涉及一种基于联盟区块链的数据安全存储方法及装置。

背景技术

智能电网通过整合信息与通信网络技术，利用传感网络实时采集电网工作数据以监控电网的运行，并根据电网数据，动态调整电网的运行状态。智能电网需要实时、可靠地监控电网，及时发现和排除电网故障，避免大规模事故的发生。在传统的智能电网中，数据采集节点实时的监控电网设备运行，并通过临近数据采集基站的电网数据定期上传到一个可信的中心节点进行存储及共享。由于电网数据对于反应整体电网情况有着至关重要的作用，所以需要一个可靠的存储系统进行存储，以防止数据丢失、泄露、被篡改等情况的发生。

在现有技术下，主要是采用基于中间件的客户端/服务器模式下的分布式数据库系统对电网数据进行存储。该系统架构包括主节点和数据节点两部分，典型的一种架构模式包括单个主节点和多个数据节点，其中每个数据节点冗余的存储一部分电网数据，而主节点负责协调所有数据节点的运行以实现数据的分布式存储。但是现有技术所提供的方法基于中心化数据存储的模式，在这种模式下会出现数据共享不透明、集中式恶意攻击、主节点单点失效、数据中心恶意篡改数据等信息安全问题。

由此可见，如果使用一种去中心化的数据存储模式，由多个节点共同协调处理对电网数据的分布式存储，则可以避免现有技术下可能出现的由于主节点出现故障而对整体的电网数据造成威胁的情况，可以极大地提高了电网数据的安全性。而如何将去中心化的数据存储模式运用于对电网数据的存储也正是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于联盟区块链的数据安全存储方法及装置，提高了电网数据的安全性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于联盟区块链的数据安全存储方法，包括：

数据采集节点获得电网数据后，向数据存储节点发送上传请求；

数据存储节点验证上传请求是否通过，如果是，则接收加密电网数据，并通过自身的私钥对加密电网数据进行解密以得到电网数据；其中，加密电网数据由数据采集节点对电网数据使用数据存储节点的公钥加密得到；

数据存储节点验证电网数据是否符合要求，如果是，则将电网数据存储到本地数据库；

数据存储节点将所存储的电网数据广播至其它目标数据存储节点。

优选的，上传请求包括：数据采集节点的数字证书和数据采集节点的数字签名；

则对应的，数据存储节点验证上传请求是否通过具体为：

数据存储节点验证上传请求中的数据采集节点的数字证书和数据采集节点的数字签名是否正确，如果是，则确定上传请求通过。

优选的，该方法进一步包括：目标数据存储节点接收电网数据，并验证电网数据是否符合要求，如果是，则将电网数据存储到本地数据库。

优选的，该方法进一步包括：数据存储节点和目标数据存储节点将规定时间内所存储的电网数据压缩生成区块，并加入区块链中。

优选的，该方法进一步包括：

数据采集节点设置访问条件以控制其它目标数据采集节点访问电网数据。

优选的，当目标数据采集节点访问电网数据时，该方法进一步包括：

数据采集节点判断目标数据采集节点是否满足访问条件，如果是，则将电网数据发送至目标数据采集节点。

优选的，访问条件包括：目标数据采集节点在数据采集节点设定的允许访问节点范围内、目标数据采集节点访问的电网数据在数据采集节点设定的电网数据共享范围内且目标数据采集节点的访问时间满足时效要求。

优选的，将电网数据发送至目标数据采集节点具体为：数据采集节点通过目标数据采集节点的公钥将电网数据加密，并发送至目标数据采集节点。

此外，本发明还提供一种基于联盟区块链的数据安全存储装置，包括：

数据采集节点，用于获取电网数据，并向对应的数据存储节点发送上传请求及通过数据存储节点的公钥将电网数据进行加密以得到加密电网数据；

数据存储节点，用于判断上传请求是否通过，如果是，则接收加密电网数据，并解密以得到电网数据，且验证电网数据是否符合要求，如果是，则将电网数据存储到本地数据库，并将电网数据广播至其它目标数据存储节点；

目标数据存储节点，用于接收数据存储节点发送的电网数据。

优选的，数据采集节点还用于设置访问条件以控制其它目标数据采集节点访问电网数据。

本发明所提供的一种基于联盟区块链的数据安全存储方法，基于联盟区块链技术进行采集并存储电网数据，并且通过广播机制，将某一个数据存储节点所存储的电网数据广播至其它数据存储节点，并对有效的电网数据实现去中心化的存储，使电网数据不只是存储在单一节点中，而是在多个数据存储节点中也得到了备份。因此，即使在某一个数据存储节点中的电网数据发生了丢失的情况，用户也可通过其他的数据存储节点获得该数据。由此可见，本方法在提高了电网数据共享透明化的同时，保证了存储的电网数据不易丢失，提升了系统容错性，提高了电网数据的安全性。另外，由于多个节点共同处理电网数据，所以也降低了系统整体计算、传输电网数据的压力。此外，本发明还提供一种基于联盟区块链的数据安全存储装置，有益效果如上所述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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为本发明实施例提供的一种基于联盟区块链的数据安全存储方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种基于联盟区块链的数据安全存储方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种基于联盟区块链的电网数据访问方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种基于联盟区块链的数据安全存储装置结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

本发明的核心是提供一种基于联盟区块链的数据安全存储方法，在提高了电网数据共享透明化的同时，保证了存储的电网数据不易丢失，提高了电网数据的安全性。另外，由于多个节点共同处理电网数据，所以也降低了系统整体计算、传输电网数据的压力。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

实施例一

图1为本发明实施例提供的一种基于联盟区块链的数据安全存储方法的流程图。请参考图1，基于联盟区块链的数据安全存储方法的具体步骤包括：

步骤S10：数据采集节点获得电网数据后，向数据存储节点发送上传请求。

在本步骤中，数据采集节点用于获取电网运行时所产生的电网数据，并需要将数据存储到数据存储节点中，以备用户后续对电网数据的查看。可以理解的是，数据采集节点需要先向数据存储节点发送上传请求以请求数据存储节点对自身进行验证并同意接收自身获取的电网数据。

步骤S11：数据存储节点验证上传请求是否通过，若是，则执行步骤S12。

可以理解的是，上传请求包含有数据采集节点的身份信息，则数据存储节点通过上传请求中的内容确定该上传请求是否可以通过。例如，数据存储节点可以根据上传的请求，验证上传请求中数据采集节点的数字证书和数据采集节点的数字签名是否正确，或是上传数据的数据采集节点是否在自身预先设定的可上传数据的节点范围内等。

作为一种优选地实施方式，上传请求包括：数据采集节点的数字证书和数据采集节点的数字签名。

则对应的，步骤S11中，数据存储节点验证上传请求是否通过具体为：

数据存储节点验证上传请求中的数据采集节点的数字证书和数据采集节点的数字签名是否正确，如果是，则确定上传请求通过。

步骤S12：数据存储节点接收加密电网数据，并通过自身的私钥对加密电网数据进行解密以得到电网数据。

其中，步骤S12中的加密电网数据由数据采集节点对电网数据使用数据存储节点的公钥加密得到。

数据存储节点接收的加密电网数据是由数据采集节点使用数据存储节点的公钥加密的电网数据。这样做的好处在于，使用数据存储节点的公钥加密后的电网数据就只能由该数据存储节点的私钥进行解密才能获得加密前的电网数据，因此保证了数据采集节点向数据存储节点发送的电网数据只有该数据存储节点可以解析，其它数据存储节点由于不知道该数据存储节点的私钥，所以无法实现解密，进而确保了电网数据传输时的安全。

步骤S13：数据存储节点验证电网数据是否符合要求，若是，则执行步骤S14。

为了防止传输过程中发生异常，例如电网数据不完整，或者是传输目的地发生错误等，本步骤中需要验证电网数据是否符合要求。主要目的是为了保证所有保存在数据存储节点上的电网数据都是能正确反映电网系统真实情况的有意义的数据。

步骤S14：数据存储节点将电网数据存储到本地数据库。

数据存储节点将符合验证要求的电网数据存储在本地数据库，以便用户对电网数据进行查看。

步骤S15：数据存储节点将所存储的电网数据广播至其它目标数据存储节点。

数据存储节点将自身存储的电网数据广播到其它目标数据存储节点的目的在于，其它目标数据存储节点也可以获得数据存储节点中的电网数据，保证了数据共享透明化。可以理解的是，当数据存储节点出现故障或受到攻击而导致电网数据丢失后，用户仍能从其它目标数据存储节点中获取到该电网数据，保证了存储的电网数据不易丢失，提高了电网数据的安全性。

本实施例提供的基于联盟区块链的数据安全存储方法，基于联盟区块链技术进行采集并存储电网数据，并且通过广播机制，将某一个数据存储节点所存储的电网数据广播并存储至其它数据存储节点，对有效的电网数据实现了去中心化的存储，使电网数据不只是存储在单一节点中，而是在多个数据存储节点中也得到了备份。因此，即使在某一个数据存储节点中的电网数据发生了丢失的情况，用户也可通过其他的数据存储节点获得该数据。由此可见，本方法在提高了电网数据共享透明化的同时，保证了存储的电网数据不易丢失，提高了电网数据的安全性。另外，由于多个节点共同处理电网数据，所以也降低了系统整体计算、传输电网数据的压力。

实施例二

图2为本发明实施例提供的另一种基于联盟区块链的数据安全存储方法的流程图。图2中步骤S10-S15与图1相同，此处不再赘述。

如图2所示，作为一种优选的实施方式的，还包括：

步骤S20：目标数据存储节点接收电网数据，并验证电网数据是否符合要求，若是，则执行步骤S21。

目标数据存储节点可以具体验证电网数据是否安全有效，主要目的是为了保证所有保存在目标数据存储节点上的电网数据都是能正确反映电网系统真实情况的有意义的数据。

步骤S21：目标数据存储节点将电网数据存储到本地数据库。

可以理解的是，目标数据存储节点将数据存储节点的电网数据存入了自身相对安全可靠的数据库中，相当于对电网数据做了安全性较高的备份，当数据存储节点出现故障或受到攻击而导致电网数据丢失后，用户仍能从其它目标数据存储节点中获取到该电网数据。

如图2所示，作为一种优选的实施方式的，还包括：

步骤S22：数据存储节点和目标数据存储节点将规定时间内所存储的电网数据压缩生成区块，并加入区块链中。

在本步骤中，可以通过数据存储节点和目标数据存储节点运行联盟区块链特有的信息共识算法，将数据存储节点和目标数据存储节点规定时间内所存储的电网数据压缩生成区块并加入区块链中，加入区块链的电网数据可以被任何可访问该电网数据的节点访问，这样做的好处在于进一步增加了电网数据共享时的透明化程度。共识算法可以选用工作量证明(Proof of Work)算法或者权益证明算法(Proof of Sake)，规定时间可以根据本领域技术人员的经验而定，如10分钟，在此均不作为限定。

实施例三

与数据采集节点将电网数据存储到数据存储节点相对应的，本实施例进一步提供了一种目标数据采集节点访问数据采集节点的电网数据的方法，具体步骤请参考图3。

图3为本发明实施例提供的一种基于联盟区块链的电网数据访问方法的流程图。如图3所示，在上述实施例的基础上，还包括：

步骤S30：数据采集节点设置访问条件以控制其它目标数据采集节点访问电网数据。

在本步骤中，访问条件可以包括：目标数据采集节点在数据采集节点设定的允许访问节点范围内、目标数据采集节点访问的电网数据在数据采集节点设定的电网数据共享范围内且目标数据采集节点的访问时间满足时效要求等。设置访问条件的目的在于，防止电网数据泄露到不被允许访问数据采集节点的目标数据采集节点中，进一步保证了提高了电网数据的安全性。可以理解的是，上述访问条件的参数只是一种具体应用场景，并不代表只有几种参数。

在此基础上，进一步包括：

S31：数据采集节点判断目标数据采集节点是否满足访问条件，如果是，则将电网数据发送至目标数据采集节点。

在本步骤中，具体可以是数据采集节点在数据存储节点中获取到电网数据后再将该电网数据发送至目标数据采集节点，也可以是数据采集节点控制数据存储节点直接将电网数据发送至目标数据采集节点。由于联盟区块链中的所有节点之间在理论上均可以通信，所以可以根据实际情况确定上述的数据采集节点将电网数据发送至目标数据采集节点的具体方式。

另外，在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，数据采集节点将电网数据发送至目标数据采集节点，可具体为：通过目标数据采集节点的公钥将电网数据加密，并发送至目标数据采集节点。则对应的，步骤S31进一步具体为：

数据采集节点通过目标数据采集节点的公钥将电网数据加密，并发送至目标数据采集节点。

本步骤中，数据采集节点通过目标数据采集节点的公钥进行加密的电网数据只能由该目标数据采集节点自身的私钥才可进行解密，这进一步保证了当电网数据被访问而进行传输时更加安全和可靠。

实施例四

图4为本发明实施例提供的一种基于联盟区块链的数据安全存储装置结构图。由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。本发明实施例提供的一种基于联盟区块链的数据安全存储装置，具体包括：

数据采集节点10，用于获取电网数据，并向对应的数据存储节点发送上传请求及通过数据存储节点的公钥将电网数据进行加密以得到加密电网数据。

数据存储节点11，用于判断上传请求是否通过，如果是，则接收加密电网数据，并解密以得到电网数据，且验证电网数据是否符合要求，如果是，则将电网数据存储到本地数据库，并将电网数据广播至其它目标数据存储节点。

目标数据存储节点12，用于接收数据存储节点发送的电网数据。

可以理解的是，本发明中提到的数据存储节点11和目标数据存储节点12是相对的概念，只是为了区分，在众多节点中，除了数据存储节点11外，其它的节点都是目标数据存储节点12。如图4所示，目标数据存储节点12可以为2个，当然，图4只是一种具体应用场景，并不代表目标数据存储节点12只能为2个。

本发明所提供的一种基于联盟区块链的数据安全存储装置，基于联盟区块链技术进行采集并存储电网数据，并且通过广播机制，将某一个数据存储节点所存储的电网数据广播并存储至其它数据存储节点，对电网数据实现了去中心化的存储，使电网数据不只是存储在单一节点中，而是在多个数据存储节点中也得到了备份。因此，即使在某一个数据存储节点中的电网数据发生了丢失的情况，用户也可通过其他的数据存储节点获得该数据。由此可见，本方法在提高了电网数据共享透明化的同时，保证了存储的电网数据不易丢失，提高了电网数据的安全性。另外，由于多个节点共同处理电网数据，所以也降低了系统整体计算、传输电网数据的压力。

在上述实施例的基础上，数据采集节点10还用于设置访问条件以控制其它目标数据采集节点访问电网数据。

设置访问条件的目的在于，防止电网数据泄露到不被允许访问数据采集节点的目标数据采集节点中，进一步保证了提高了电网数据的安全性。

以上对本发明所提供的一种基于联盟区块链的数据安全存储方法及装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (5)

1.一种基于联盟区块链的数据安全存储方法，其特征在于，包括：

数据采集节点获得电网数据后，向数据存储节点发送上传请求；

所述数据存储节点验证所述上传请求是否通过，如果是，则接收加密电网数据，并通过自身的私钥对所述加密电网数据进行解密以得到所述电网数据；其中，所述加密电网数据由所述数据采集节点对所述电网数据使用所述数据存储节点的公钥加密得到；

所述数据存储节点验证所述电网数据是否符合要求，如果是，则将所述电网数据存储到本地数据库；

所述数据存储节点将所存储的所述电网数据广播至其它目标数据存储节点；

该方法进一步包括：所述数据采集节点设置访问条件以控制其它目标数据采集节点访问所述电网数据；

当所述目标数据采集节点访问所述电网数据时，该方法进一步包括：

所述数据采集节点判断所述目标数据采集节点是否满足所述访问条件，如果是，则将所述电网数据发送至所述目标数据采集节点；

所述访问条件包括：所述目标数据采集节点在所述数据采集节点设定的允许访问节点范围内、所述目标数据采集节点访问的电网数据在所述数据采集节点设定的电网数据共享范围内且所述目标数据采集节点的访问时间满足时效要求；

进一步包括：所述数据存储节点和所述目标数据存储节点运行联盟区块链特有的信息共识算法，将所述数据存储节点和所述目标数据存储节点规定时间内所存储的所述电网数据压缩生成区块并加入区块链中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上传请求包括：所述数据采集节点的数字证书和所述数据采集节点的数字签名；

则对应的，所述数据存储节点验证所述上传请求是否通过具体为：

所述数据存储节点验证所述上传请求中的所述数据采集节点的数字证书和所述数据采集节点的数字签名是否正确，如果是，则确定所述上传请求通过。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：所述目标数据存储节点接收所述电网数据，并验证所述电网数据是否符合要求，如果是，则将所述电网数据存储到本地数据库。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述电网数据发送至所述目标数据采集节点具体为：所述数据采集节点通过所述目标数据采集节点的公钥将所述电网数据加密，并发送至所述目标数据采集节点。

5.一种基于联盟区块链的数据安全存储装置，其特征在于，包括：数据采集节点，用于获取电网数据，并向对应的数据存储节点发送上传请求及通过所述数据存储节点的公钥将所述电网数据进行加密以得到加密电网数据；

所述数据存储节点，用于判断所述上传请求是否通过，如果是，则接收所述加密电网数据，并解密以得到所述电网数据，且验证所述电网数据是否符合要求，如果是，则将所述电网数据存储到本地数据库，并将所述电网数据广播至其它目标数据存储节点；

所述目标数据存储节点，用于接收所述数据存储节点发送的所述电网数据；

进一步包括：所述数据采集节点设置访问条件以控制其它目标数据采集节点访问所述电网数据；

当所述目标数据采集节点访问所述电网数据时，进一步包括：

所述数据采集节点判断所述目标数据采集节点是否满足所述访问条件，如果是，则将所述电网数据发送至所述目标数据采集节点；

所述访问条件包括：所述目标数据采集节点在所述数据采集节点设定的允许访问节点范围内、所述目标数据采集节点访问的电网数据在所述数据采集节点设定的电网数据共享范围内且所述目标数据采集节点的访问时间满足时效要求；

进一步包括：所述数据存储节点和所述目标数据存储节点运行联盟区块链特有的信息共识算法，将所述数据存储节点和所述目标数据存储节点规定时间内所存储的所述电网数据压缩生成区块并加入区块链中。

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