CN107135209A - 一种基于区块链的数据共享方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链的数据共享方法包括按顺序进行的下列步骤：搭建数据共享模型的S1阶段、进行数据处理的S2阶段、进行数据通信的S3阶段、协商是否允许新节点加入的S4阶段、判断发出数据共享请求的节点是否为区域自治联盟成员的S5阶段、判断是否允许非区域自治联盟节点数据共享的S6阶段；该基于区块链的数据共享方法使区域自治联盟中的成员节点在数据共享的同时，互相约束、互相监管，解决了“信息孤岛”现象；通过各个节点的自治有效减轻了管理复杂度；分布式、多冗余特性保证了区块链不存在单点失效故障，即使单节点失效，其他节点不受影响，比中心化系统更为可靠。

Description

一种基于区块链的数据共享方法

技术领域

本发明涉及数据开放共享技术领域，特别涉及一种基于区块链的数据共享方法。

背景技术

随着数据规模和价值的日益提升，通过数据共享挖掘数据的潜在价值变得越来越重要；但如何确保数据拥有者放下猜忌，相互信任，有效地解决“信息孤岛”难题，并在开放共享同时，保护敏感信息、涉密数据等不被非法获取利用，是开放共享的基本共识和需求。

目前的数据共享方法，主要包括传统数据共享方案和中心化数据共享方案；传统数据共享方案是使用传统的隐私保护手段实现内部共享，同时为降低暴露隐私数据的风险选择拒绝对外开放共享；中心化数据共享方案是以第三方为数据开放和共享为中枢，各数据拥有者对第三方信任并对第三方开放数据，数据共享过程通过第三方来调度实现。

现有的传统共享方案以拒绝对外开放来降低隐私风险，不仅无法挖掘数据的潜在价值，不能最大化其利益，且会导致信息建设滞后；中心化数据共享方案虽然解决了互不信任的问题，但却由于数据集中在第三方而带来的安全问题，第三方无法保证绝对数据安全，一旦发生数据泄漏会造成严重后果。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于区块链的数据共享方法。

为此，本发明技术方案如下：

一种基于区块链的数据共享方法，包括按顺序进行的下列步骤：

1)搭建数据共享模型的S1阶段：在此阶段，在每个共享节点上均搭建一个数据共享模型，该数据共享模型包括数据处理模块、数据通信模块和数据共享模块，然后进入S2阶段；

2)进行数据处理的S2阶段：在此阶段，参与共享的各节点利用数据处理模块对自己管辖的数据自行采集汇总，形成一次结构化存储数据，对一次结构化存储数据进行清洗，去除一次结构化存储数据中的重复数据和无效数据，对清洗过的一次结构化存储数据进行汇总生成二次结构化存储数据，并在二次结构化数据上制订分类标记作为共享标签，共享成员针对自身数据特点给出自己的共享数据API接口，然后进入S3阶段；

3)进行数据通信的S3阶段：在此阶段，参与数据共享的各节点进行节点初始化配置，各节点通过数据通信模块签署联盟条约将各节点组织成一个区域自治联盟，并在区域自治联盟中的每个节点生成包含该节点唯一身份标识的身份标识数据区块，各节点将其身份标识数据区块按照时间顺序在区域自治联盟中进行广播，系统按时间顺序把各节点的身份标识数据区块以链式存储生成联盟的原始数据区块，并将原始数据区块存储在区域自治联盟的各个节点，然后进入S4阶段；

4)协商是否允许新节点加入的S4阶段：在此阶段，当有新的外部节点向区域自治联盟的某一节点发出加入联盟的申请时，将该加入联盟的申请在区域自治联盟中进行广播，区域自治联盟各节点协商决定是否同意该申请，若协商结果为“是”，则将该节点的参数信息进行存储并形成新的数据块添加在原始数据区块的尾部形成新的区块链，并在区域自治联盟中进行广播并在各节点进行存储，若协商结果为“否”，则将拒绝的结果在该区域自治联盟中进行广播，然后进入S5阶段；

5)判断发出数据共享请求的节点是否为区域自治联盟成员的S5阶段：在此阶段，当区域自治联盟中某一节点接收到数据共享请求时，该节点的数据共享模块对判断发出共享请求的节点是否属于区域自治联盟的成员，若判断结果为“是”，则数据共享模块对区域自治联盟的成员进行数据共享，并对访问操作加盖时间戳进行记录，定期地将加盖时间戳的访问操作记录在区域自治联盟中进行广播，同时添加到区域自治联盟区块链尾形成新的区块链，并在区域自治联盟的各节点进行存储；若匹配不成功，则说明发出共享请求的节点不属于区域自治联盟的成员，然后进入S6阶段；

6)判断是否允许非区域自治联盟节点数据共享的S6阶段：在此阶段，区域自治联盟的各节点对是否允许本次共享请求作出判定，若区域自治联盟中允许本次共享请求的节点个数小于节点总个数的一半，则驳回数据共享请求，否则，允许本次数据共享操作，并对本次数据共享操作加盖时间戳进行记录，生成数据操作块，将该数据操作块在全网进行广播，区域自治联盟的所有节点对该数据操作块的正确性和有效性进行判定，若区域自治联盟的所有节点对该数据操作块的正确性和有效性达成共识，则将数据操作块加入区域自治联盟中存储的数据区块链尾部形成新的区块链并再次在区域自治联盟中进行广播并在区域自治联盟的各节点进行存储。

所述的步骤5)中对区域自治联盟的成员进行数据共享时仅提供数据使用权接口。

与现有技术相比，该基于区块链的数据共享方法使区域自治联盟中的成员节点在数据共享的同时，互相约束、互相监管，解决了“信息孤岛”现象；通过各个节点的自治有效减轻了管理复杂度；分布式、多冗余特性保证了区块链不存在单点失效故障，即使单节点失效，其他节点不受影响，比中心化系统更为可靠；解决了数据共享中的数据来源、所有权、使用权和流通路径问题，让共享过程全网认可、公开透明且可追溯；当数据经过处理后是放置在区块链上，获授权的节点方可访问数据；通过公私钥机制，既可以对数据的私密性保护又可实现共享。

附图说明

图1为本发明提供的基于区块链的数据共享方法的流程图。

图2为数据共享过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

如图1所示，该基于区块链的数据共享方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)搭建数据共享模型的S1阶段：在此阶段，在每个共享节点上均搭建一个数据共享模型，该数据共享模型包括数据处理模块、数据通信模块和数据共享模块，然后进入S2阶段；

2)进行数据处理的S2阶段：在此阶段，参与共享的各节点利用数据处理模块对自己管辖的数据自行采集汇总，形成一次结构化存储数据，对一次结构化存储数据进行清洗，去除一次结构化存储数据中的重复数据和无效数据，对清洗过的一次结构化存储数据进行汇总生成二次结构化存储数据，并在二次结构化数据上制订分类标记作为共享标签，共享成员针对自身数据特点给出自己的共享数据API接口，然后进入S3阶段；

3)进行数据通信的S3阶段：在此阶段，参与数据共享的各节点进行节点初始化配置，各节点通过数据通信模块签署联盟条约将各节点组织成一个区域自治联盟，并在区域自治联盟中的每个节点生成包含该节点唯一身份标识的身份标识数据区块，各节点将其身份标识数据区块按照时间顺序在区域自治联盟中进行广播，系统按时间顺序把各节点的身份标识数据区块以链式存储生成联盟的原始数据区块，并将原始数据区块存储在区域自治联盟的各个节点，然后进入S4阶段；

4)协商是否允许新节点加入的S4阶段：在此阶段，当有新的外部节点向区域自治联盟的某一节点发出加入联盟的申请时，将该加入联盟的申请在区域自治联盟中进行广播，区域自治联盟各节点协商决定是否同意该申请，若协商结果为“是”，则将该节点的参数信息进行存储并形成新的数据块添加在原始数据区块的尾部形成新的区块链，并在区域自治联盟中进行广播并在各节点进行存储，若协商结果为“否”，则将拒绝的结果在该区域自治联盟中进行广播，然后进入S5阶段；

5)判断发出数据共享请求的节点是否为区域自治联盟成员的S5阶段：在此阶段，当区域自治联盟中某一节点接收到数据共享请求时，该节点的数据共享模块对判断发出共享请求的节点是否属于区域自治联盟的成员，若判断结果为“是”，则数据共享模块对区域自治联盟的成员进行数据共享，并对访问操作加盖时间戳进行记录，定期地将加盖时间戳的访问操作记录在区域自治联盟中进行广播，同时添加到区域自治联盟区块链尾形成新的区块链，并在区域自治联盟的各节点进行存储；若匹配不成功，则说明发出共享请求的节点不属于区域自治联盟的成员，然后进入S6阶段；

6)判断是否允许非区域自治联盟节点数据共享的S6阶段：在此阶段，区域自治联盟的各节点对是否允许本次共享请求作出判定，若区域自治联盟中允许本次共享请求的节点个数小于节点总个数的一半，则驳回数据共享请求，否则，允许本次数据共享操作，并对本次数据共享操作加盖时间戳进行记录，生成数据操作块，将该数据操作块在全网进行广播，区域自治联盟的所有节点对该数据操作块的正确性和有效性进行判定，若区域自治联盟的所有节点对该数据操作块的正确性和有效性达成共识，则将数据操作块加入区域自治联盟中存储的数据区块链尾部形成新的区块链并再次在区域自治联盟中进行广播并在区域自治联盟的各节点进行存储。

所述的步骤5)中对区域自治联盟的成员进行数据共享时仅提供数据使用权接口。

本发明提供的基于区块链的数据共享方法的实施例如下：

首先，在每个共享节点上均搭建一个数据共享模型，该数据共享模型包括数据处理模块、数据通信模块和数据共享模块；数据处理模块负责对系统的数据进行封装和存储，并进行数据采集、数据清洗和数据标签制订等；数据通信模块主要是通过各节点商议签署联盟条约为参与共享各节点提供去中心化的P2P网络通信；数据共享模块以提供数据使用权API接口的方式解决数据共享中的隐私保护问题，利用区块链的共识机制，对共享记录作拓扑式存储，提供共享记录溯源、记录保护等；

其次，参与共享的各节点利用数据共享模型中的数据处理模块对自己管辖的数据自行采集汇总，形成一次结构化存储数据，对一次结构化存储数据进行清洗，去除一次结构化存储数据中的重复数据和无效数据，对清洗过的一次结构化存储数据进行汇总生成二次结构化存储数据，并在二次结构化数据上制订分类标记作为共享标签，共享节点针对自身数据特点给出自己的共享数据API接口；

再次，参与数据共享的各节点进行节点初始化配置，各节点通过数据通信模块签署联盟条约将各节点组织成一个区域自治联盟，并在区域自治联盟中的每个节点生成包含该节点唯一身份标识(如MAC地址等)的身份标识数据区块，各节点将其身份标识数据区块按照时间顺序在区域自治联盟中进行广播，系统按时间顺序把各节点的身份标识数据区块以链式存储生成联盟的原始数据区块，并将原始数据区块存储在区域自治联盟的各个节点；

然后，当有新的外部节点向区域自治联盟的某一节点发出加入联盟的申请时，将该加入联盟的申请在区域自治联盟中进行广播，区域自治联盟各节点协商决定是否同意该申请，若协商结果为“是”，则将该节点的参数信息进行存储并形成新的数据块添加在原始数据区块的尾部形成新的区块链，并在区域自治联盟中进行广播并在各节点进行存储，若协商结果为“否”，则将拒绝的结果在该区域自治联盟中进行广播；

接着，当区域自治联盟中某一节点接收到数据共享请求时，该节点的数据共享模块对判断发出共享请求的节点是否属于区域自治联盟的成员，若判断结果为“是”，则数据共享模块对区域自治联盟的成员进行数据共享，并对访问操作加盖时间戳进行记录，定期地将加盖时间戳的访问操作记录在区域自治联盟中进行广播，同时添加到区域自治联盟区块链尾形成新的区块链，并在区域自治联盟的各节点进行存储；若匹配不成功，则说明发出共享请求的节点不属于区域自治联盟的成员；

最后，区域自治联盟的各节点对是否允许本次共享请求作出判定，若区域自治联盟中允许本次共享请求的节点个数小于节点总个数的一半，则驳回数据共享请求，否则，允许本次数据共享操作，并对本次数据共享操作加盖时间戳进行记录，生成数据操作块，将该数据操作块在全网进行广播，区域自治联盟的所有节点对该数据操作块的正确性和有效性进行判定，若区域自治联盟的所有节点对该数据操作块的正确性和有效性达成共识，则将数据操作块加入区域自治联盟中存储的数据区块链尾部形成新的区块链并再次在区域自治联盟中进行广播并在区域自治联盟的各节点进行存储。

在数据共享过程中，区域自治联盟中的各成员节点仅提供数据使用权接口，不共享原始数据本身，避免因数据存储在区块链上所带来的隐私暴露风险，针对数据需要共享同时需要保护隐私，提出各成员节点共享数据使用权API接口，要求API调用偶发低频，且调用记录明细保存在区块链中。

数据共享过程如图2所示，x、y表示两个成员节点的数据库，F、G分别表示上述两个成员节点的数据使用权API接口，当用户A是数据共享联盟成员节点，仅需用数据库x或y共享的数据时，只需要单独调用接口F或G，此时的接口调用记录将反存到数据库x或y；当用户A需要x、y数据作协同分析操作时，此操作需向x和y数据库发送授权申请，得到授权后方可作协同分析，且授权及分析记录都将按时间序列记录在联盟链上；当用户A是非成员节点时，部分单独使用或协同分析，在访问数据时都需得到联盟中一半以上节点的许可，方可通过API接口对数据进行访问，且各共享数据仅公开部分数据，对特定查询操作也加以限制。需要说明，若某成员节点数据涉及高度机密，访问记录不愿公开在联盟链，则只保存敏感记录的加密hash值而不保存敏感记录本身，这样不仅可以做到记录可追溯，且可达到其他节点可见证而不可见的目的。

Claims (2)

1.一种基于区块链的数据共享方法，其特征在于，所述的基于区块链的数据共享方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)搭建数据共享模型的S1阶段：在此阶段，在每个共享节点上均搭建一个数据共享模型，该数据共享模型包括数据处理模块、数据通信模块和数据共享模块，然后进入S2阶段；

2)进行数据处理的S2阶段：在此阶段，参与共享的各节点利用数据处理模块对自己管辖的数据自行采集汇总，形成一次结构化存储数据，对一次结构化存储数据进行清洗，去除一次结构化存储数据中的重复数据和无效数据，对清洗过的一次结构化存储数据进行汇总生成二次结构化存储数据，并在二次结构化数据上制订分类标记作为共享标签，共享成员针对自身数据特点给出自己的共享数据API接口，然后进入S3阶段；

3)进行数据通信的S3阶段：在此阶段，参与数据共享的各节点进行节点初始化配置，各节点通过数据通信模块签署联盟条约将各节点组织成一个区域自治联盟，并在区域自治联盟中的每个节点生成包含该节点唯一身份标识的身份标识数据区块，各节点将其身份标识数据区块按照时间顺序在区域自治联盟中进行广播，系统按时间顺序把各节点的身份标识数据区块以链式存储生成联盟的原始数据区块，并将原始数据区块存储在区域自治联盟的各个节点，然后进入S4阶段；

4)协商是否允许新节点加入的S4阶段：在此阶段，当有新的外部节点向区域自治联盟的某一节点发出加入联盟的申请时，将该加入联盟的申请在区域自治联盟中进行广播，区域自治联盟各节点协商决定是否同意该申请，若协商结果为“是”，则将该节点的参数信息进行存储并形成新的数据块添加在原始数据区块的尾部形成新的区块链，并在区域自治联盟中进行广播并在各节点进行存储，若协商结果为“否”，则将拒绝的结果在该区域自治联盟中进行广播，然后进入S5阶段；

5)判断发出数据共享请求的节点是否为区域自治联盟成员的S5阶段：在此阶段，当区域自治联盟中某一节点接收到数据共享请求时，该节点的数据共享模块对判断发出共享请求的节点是否属于区域自治联盟的成员，若判断结果为“是”，则数据共享模块对区域自治联盟的成员进行数据共享，并对访问操作加盖时间戳进行记录，定期地将加盖时间戳的访问操作记录在区域自治联盟中进行广播，同时添加到区域自治联盟区块链尾形成新的区块链，并在区域自治联盟的各节点进行存储；若匹配不成功，则说明发出共享请求的节点不属于区域自治联盟的成员，然后进入S6阶段；

6)判断是否允许非区域自治联盟节点数据共享的S6阶段：在此阶段，区域自治联盟的各节点对是否允许本次共享请求作出判定，若区域自治联盟中允许本次共享请求的节点个数小于节点总个数的一半，则驳回数据共享请求，否则，允许本次数据共享操作，并对本次数据共享操作加盖时间戳进行记录，生成数据操作块，将该数据操作块在全网进行广播，区域自治联盟的所有节点对该数据操作块的正确性和有效性进行判定，若区域自治联盟的所有节点对该数据操作块的正确性和有效性达成共识，则将数据操作块加入区域自治联盟中存储的数据区块链尾部形成新的区块链并再次在区域自治联盟中进行广播并在区域自治联盟的各节点进行存储。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的数据共享方法，其特征在于，所述的步骤5)中对区域自治联盟的成员进行数据共享时仅提供数据使用权接口。