CN107508806A - 基于区块链的互联网金融电子数据保全系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明基于区块链的互联网金融电子数据保全系统及方法，属于计算机应用技术以及区块链网络应用技术领域。用户提交互联网金融电子数据，原始数据文件存储到文件服务器，利用现代密码学技术对数据文件的存储位置及数据内容进行加密，将数据文件的哈希值和加密后的数据存储到以太坊区块链交易中；进行原始性验证时，从区块链交易中读取哈希值，计算待验证文件的哈希值并进行比对。使用以太坊区块链网络可以满足大部分数据类型的保全需求，可以使存储过程透明化，可以避免数据丢失并防止存储数据遭到篡改；依靠现代密码学技术对保全数据进行加密，避免隐私数据被明文盗取。

Description

基于区块链的互联网金融电子数据保全系统及方法

技术领域

本发明涉及互联网金融电子数据保全系统，尤其涉及基于区块链的互联网金融电子数据保全系统，属于计算机应用技术以及区块链网络应用技术领域。

背景技术

在互联网时代，金融技术发展迅猛，传统金融与信息、互联网加速融合，更加趋向于数字化，金融早已不仅仅是资金融通的字面含义，而是将信息与技术高度融合，结合当下“互联网+”的时代背景，技术已成为推动金融发展的重要力量，成为一个大趋势。在互联网时代，移动互联网、云计算、大数据等应用已经不再是金融技术发展的核心动力，区块链等创新性底层技术正在逐步引领金融科技的潮流。

在互联网金融中，大量交易凭证、合同均以电子数据的形态存在，每天的数据量达千亿条。但是由于电子数据本身具有不确定性、易失性和非实物性，经常会出现数据遗忘、窃取，甚至是被篡改的情况，而电子数据保全是对电子数据的“公证”，可以为知识产权保护、网络欺诈判定、电子债务纠纷追责等提供法律证据，是互联网金融服务安全的保障，对互联网金融健康、快速发展具有重要的意义。

目前流行的数据保全方案是将数据提交至第三方公证机构进行数据保全工作，但第三方机构的公信力会被质疑，因而难以保证保全数据的可信性和可用性；第三方机构同样无法保证保全数据在有效时间内不会因自然环境或是人为操作而丢失，导致数据的原始性无法验证。因此，急需一种基于分布式技术以及密码学基础的数据保全方案，提高保全公信力。

本方法针对金融电子数据完整性、可信性的数据需求，以及在数据保全工作中数据易被篡改、易遗失、公信程度差等的问题，而设计了一种电子数据保全方法。基于分布式区块链网络以及密码学技术，构建电子数据保全方法，从而实现互联网金融电子数据保全业务的安全化、规范化。

发明内容

本发明的目的在于针对传统保全方法导致的公信力差、易被篡改、易遗失等问题，提出了基于区块链的互联网金融电子数据保全系统及方法。

基于区块链的互联网金融电子数据保全系统及方法，包括保全管理系统和保全方法两部分；其中，保全管理系统是基于区块链的互联网金融数据保全系统，简称本系统，主要包括客户端、用户信息控制模块、保全内容提交模块、保全内容管理模块、保全内容验证模块、全民监管模块、数据库以及以太坊区块链平台；

其中，保全内容提交模块可以提交文件类型保全或者文字类型保全；

其中，用户信息控制模块、保全内容提交模块、保全内容管理模块、保全内容验证模块、全民监管模块、数据库均位于服务器端；

保全管理系统中各模块的功能是：

用户信息控制模块的功能是存储用户基本信息、核对用户登录信息、修改用户信息、访问控制、区分保全内容所属人、限制保全内容可见性及限制用户非法操作；

保全内容提交模块的功能是提交文字类型或文件类型的保全内容、完善保全内容描述、建立保全业务数据库及保全区块链的存储操作；其中，文件类型保全包括通过该模块提交的保全文件；

保全内容管理模块的功能是浏览已保全内容列表、查看保全内容详细信息、设置保全的有效性；

保全内容验证模块的功能是验证保全原始性以及提交第三方验证；

全民监管模块的功能是提供非注册用户查看在保全内容管理模块中产生的区块链交易基本信息；

以太坊区块链平台的功能是为保全管理系统与公有区块链网络建立信息传输通道，实现在公有区块链网络中的相应操作；

保全管理系统中各模块的连接关系是：用户信息控制模块与保全内容管理模块连接；保全内容管理模块分别与保全内容提交模块、保全内容验证模块及全民监管模块连接；以太坊区块链模块与保全内容提交模块及保全内容验证模块连接；数据库与所有模块连接。

保全方法通过以下步骤实现：

步骤1：用户根据对本系统使用的历史情况选择用户信息校验方式，具体为：

1A：未曾使用本系统的用户通过用户信息控制模块进行信息注册，在客户端输入用户名、密码及邮箱信息，本系统对信息进行合法性校验和唯一性校验，写入数据库，并将用户名暂存入客户端中；

1B：曾使用过本系统的用户通过用户信息控制模块进行登录，在客户端输入用户名、密码，系统对信息进行合法性校验和正确性校验，校验通过后将用户名暂存入客户端中；

步骤2：用户浏览已保全内容，本系统根据用户名查询数据库内与该用户匹配的所有保全内容，并将属于该用户的所有保全内容中的保全指纹码、保全描述、区块链交易码、区块链交易时间、保全方向、保全类型及保全状态传输到客户端；

步骤3：用户将需要保全的信息上传至保全内容提交模块；

步骤3，具体为：

步骤3.1：用户在客户端选择上传待保全内容的业务类型、填写保全内容的详细描述，生成待保全内容，再提交到服务器端的保全内容提交模块；

其中，待保全内容的业务类型包括文字类型以及文件类型；

步骤3.2：服务器端获取到步骤3.1中用户提交的待保全内容，并根据待保全内容的业务类型进行操作，具体为：

3.2A若待保全内容的业务类型为文件类型，则对步骤3.1上传的文件进行文件名格式化，再存储到随机生成的文件夹中，使用SHA-256算法计算步骤3.1上传文件的散列值，使用ECC算法生成一对非对称密钥，使用RSA算法生成一个对称密钥，并将步骤3.1上传文件的散列值、非对称密钥中的公钥地址、保全文件存储地址、保全描述、保全方向、保全类型传输到客户端；

3.2B若待保全内容的业务类型为文字类型，则对步骤3.1上传的保全内容进行整合，使用SHA-256算法计算整合内容的散列值，使用ECC算法生成一对非对称密钥，使用RSA算法生成一个对称密钥，并将整合内容的散列值、非对称密钥中的公钥地址、保全文字、保全描述、保全方向、保全类型传输到客户端；

步骤3.3：用户在客户端查看服务器端传输的信息，确认信息准确无误并且没有在网络传输过程中遭到篡改，选择确认保全；

步骤3.4：服务器端使用对称密钥将保全内容加密，再使用非对称密钥中的公钥将对称密钥加密，将加密后的保全内容写入数据库中；服务器端新开启一个线程，打开与以太坊区块链的连接，读取服务器端的以太坊区块链交易配置，将保全内容的散列值及经Base64算法处理后的文件存储地址写入以太坊区块链交易中payload字段，创建交易，接收交易地址；服务器端新开启一个线程，发送保全邮件，具体为：将保全内容的散列值、保全描述、非对称密钥中的私钥，以太坊区块链交易地址以及保全时间发送至用户注册时在用户信息控制模块中存储的邮箱；

步骤4：对保全文件进行原始性验证；

步骤4，具体为：

步骤4.1：用户在客户端填入保全邮件内或保全内容管理模块展示的保全码，上传与保全码对应的需要验证原始性的文件，选择提交；

步骤4.2：服务器端接收保全码，在数据库中查询数据的存在性；服务器接收待验证文件，使用SHA-256算法计算待验证文件的散列值，根据保全码所查出的以太坊区块链交易地址，查询以太坊区块链交易中存储的数据，提取原始文件散列码，与待验证文件散列码进行比对，若二者一致，说明用户所上传待验证文件未被篡改，若不一致，提示用户文件已被篡改，应谨慎使用。

至此，从步骤1到步骤4，完成了保全方法。

有益效果

本发明基于区块链的互联网金融电子数据保全系统及方法，与现有数据保全系统与方法相比，具有如下有益效果：

1.本发明所述方法基于区块链网络，依靠区块链网络的技术特点，可解决现有数据保全技术中数据被篡改的风险；

2.本发明所述方法基于以太坊区块链，相较其他区块链网络，存储空间更大，能满足绝大部分类型数据的保全需求；

3.本发明所述方法使用分布式服务，解决了由于系统管理过于集中导致的服务器压力大、数据存储易丢失及灾备成本问题；

4.本发明所述方法，使用ECC密钥算法、RSA密钥算法及混合密码系统对保全数据加密，避免隐私数据被明文盗取。

附图说明

图1是本发明基于区块链的互联网金融电子数据保全系统及方法及实施例1中的本系统逻辑架构示意图；

图2是本发明基于区块链的互联网金融电子数据保全系统及方法及实施例1中的基于区块链的数据存储方式示意图；

图3是基于区块链的互联网金融电子数据保全系统及方法及实施例1中的系统物理结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明和详细描述。

实施例1

本实施例详细阐述了本发明“基于区块链的互联网金融电子数据保全系统及方法”在真实网络环境中使用以太坊区块链网络情况下的流程。

图1为基于本发明所述系统及方法的辑架构示意图。从图1中可以看出本系统分为WEB客户端、J2EE应用服务器、文件服务器、数据库存储及区块链存储5个模块，每个模块包含如下部分：

模块A：WEB客户端，用户与系统进行交互的唯一接口，接收用户提交的数据和请求，展示服务器返回的数据；

模块B：系统核心应用服务器，组织各类逻辑操作和模块调用，具体为：

模块B.1：业务模块，搭建在系统基本框架上，与系统控制组件相配合，实现各项业务的模块；基础管理，包括时间管理、页面管理功能；用户管理，包括用户登录、注册、注销等操作的管理，用户信息管理功能；文字保全管理，包括用户上传的文字管理、保全生成信息管理功能；文件保全管理，包括用户上传的文件管理、保全生成信息管理、保全路径管理、保全下载管理功能；保全状态管理，包括保全状态修改、可访问性管理功能；密钥管理，包括对称密钥管理、非对称密钥管理、密钥存储管理功能，使用多种可靠密码学算法对数据进行加密，有效避免隐私数据被明文盗取；

模块B.2：系统组件，集成了系统通用的各类组件，通过调用基础组件架构、业务模块、文件服务器及数据库系统等实现功能调用；日志管理组件，负责记录用户在网站的访问以及各项操作；异常处理组件，负责处理用户的非正常操作、系统的非正常处理、错误信息提示以及异常情况跳转；权限管理组件，负责处理登录状态的检测、未登录用户的操作拦截、冻结用户的登录控制；事务管理组件，负责处理系统内线程池的控制、线程同步、数据库读写操作控制；数据访问组件，负责处理数据库属性设置，系统与数据库间的驱动、连接池及连接数量的管理；安全管理组件，负责防范各类有可能损害系统的操作，如sql注入、DDOS攻击等黑客攻击；文件上传、下载组件，负责处理各类文件上传或下载时的数据流操作以及格式化命名操作；外部接口，负责为系统外部的调用者提供接口，确保系统的正确封装；

模块B.3：基础组件框架，提供系统整体开发框架、使用的开源类库、系统部署环境、系统运行环境的管理，具体的，本系统使用Struts+Spring+Hibernate开发架构，部署于Tomcat服务器；

模块C：文件服务器，实现保全文件的物理存储；

模块D：数据库存储，采用MySQL数据库，分别存储保全数据的基本信息和区块链数据的基本信息；

模块E：区块链存储，与以太坊区块链网络构建链接，管理连接状态，发起并接收区块链交易数据；

图2为本方法的基于区块链的数据存储方式示意图，用户利用数据访问SDK调用数据访问程序，并上传保全数据；由于区块链中可存储内容长度有限，可以将待保全数据内容存储在传统的文件服务器，底层区块链中只存储数据位置索引、数据哈希值等相关参数，并利用区块链指令发起区块链交易；在执行数据查询操作时，数据访问程序首先找到区块链上的对应字段，然后根据索引位置，从文件服务器下载数据，然后利用数据哈希值对下载的文件进行完整性检查，并在客户端将数据呈现给用户；使用该存储方式可以充分利用以太坊区块链存储空间大的特点，同时有效防止保全数据被篡改

图3为本方法在系统部署后的物理结构图，客户端专指运行于客户机上的浏览器，系统界面设计为响应式界面，因此可以适应台式机、笔记本、智能手机等多种分辨率设备的浏览需求；系统服务器主要完成存放静态页面、前端数据提取映射、业务逻辑处理等功能；区块链分布式网络专指以太坊区块链网络，全网节点可以对以太坊区块链交易进行共识确认操作。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (5)

1.基于区块链的互联网金融电子数据保全系统及方法，其特征在于：包括保全管理系统和保全方法两部分；其中，保全管理系统是基于区块链的互联网金融数据保全系统，简称本系统，主要包括客户端、用户信息控制模块、保全内容提交模块、保全内容管理模块、保全内容验证模块、全民监管模块、数据库以及以太坊区块链平台；

其中，保全内容提交模块可以提交文件类型保全或者文字类型保全；

其中，用户信息控制模块、保全内容提交模块、保全内容管理模块、保全内容验证模块、全民监管模块、数据库均位于服务器端；

保全管理系统中各模块的功能是：

用户信息控制模块的功能是存储用户基本信息、核对用户登录信息、修改用户信息、访问控制、区分保全内容所属人、限制保全内容可见性及限制用户非法操作；

保全内容提交模块的功能是提交文字类型或文件类型的保全内容、完善保全内容描述、建立保全业务数据库及保全区块链的存储操作；其中，文件类型保全包括通过该模块提交的保全文件；

保全内容管理模块的功能是浏览已保全内容列表、查看保全内容详细信息、设置保全的有效性；

保全内容验证模块的功能是验证保全原始性以及提交第三方验证；

全民监管模块的功能是提供非注册用户查看在保全内容管理系统中产生的区块链交易基本信息；

以太坊区块链平台的功能是为保全管理系统与公有区块链网络建立信息传输通道，实现在公有区块链网络中的相应操作；

保全管理系统中各模块的连接关系是：

用户信息控制模块与保全内容管理模块连接；保全内容管理模块分别与保全内容提交模块、保全内容验证模块及全民监管模块连接；以太坊区块链模块与保全内容提交模块及保全内容验证模块连接；数据库与所有模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的互联网金融电子数据保全系统及方法，其特征在于：保全方法通过以下步骤实现：

步骤1：用户根据对本系统使用的历史情况选择用户信息校验方式；

步骤2：用户浏览已保全内容，本系统根据用户名查询数据库内与该用户匹配的所有保全内容，并将属于该用户的所有保全内容中的保全指纹码、保全描述、区块链交易码、区块链交易时间、保全方向、保全类型及保全状态传输到客户端；

步骤3：用户将需要保全的信息上传至保全内容提交模块；

步骤4：对保全文件进行原始性验证；

至此，从步骤1到步骤4，完成了保全方法。

3.根据权利要求2所述的基于区块链的互联网金融电子数据保全系统及方法，其特征在于：步骤1，具体为：

1A：未曾使用本系统的用户通过用户信息控制模块进行信息注册，在客户端输入用户名、密码及邮箱信息，本系统对信息进行合法性校验和唯一性校验，写入数据库，并将用户名暂存入客户端中；

1B：曾使用过本系统的用户通过用户信息控制模块进行登录，在客户端输入用户名、密码，系统对信息进行合法性校验和正确性校验，校验通过后将用户名暂存入客户端中。

4.根据权利要求2所述的基于区块链的互联网金融电子数据保全系统及方法，其特征在于：步骤3，具体为：

步骤3.1：用户在客户端选择上传待保全内容的业务类型、填写保全内容的详细描述，生成待保全内容，再提交到服务器端的保全内容提交模块；

其中，待保全内容的业务类型包括文字类型以及文件类型；

步骤3.2：服务器端获取到步骤3.1中用户提交的待保全内容，并根据待保全内容的业务类型进行操作，具体为：

3.2A若待保全内容的业务类型为文件类型，则对步骤3.1上传的文件进行文件名格式化，再存储到随机生成的文件夹中，使用SHA-256算法计算步骤3.1上传文件的散列值，使用ECC算法生成一对非对称密钥，使用RSA算法生成一个对称密钥，并将步骤3.1上传文件的散列值、非对称密钥中的公钥地址、保全文件存储地址、保全描述、保全方向、保全类型传输到客户端；

3.2B若待保全内容的业务类型为文字类型，则对步骤3.1上传的保全内容进行整合，使用SHA-256算法计算整合内容的散列值，使用ECC算法生成一对非对称密钥，使用RSA算法生成一个对称密钥，并将整合内容的散列值、非对称密钥中的公钥地址、保全文字、保全描述、保全方向、保全类型传输到客户端；

步骤3.3：用户在客户端查看服务器端传输的信息，确认信息准确无误并且没有在网络传输过程中遭到篡改，选择确认保全；

步骤3.4：服务器端使用对称密钥将保全内容加密，再使用非对称密钥中的公钥将对称密钥加密，将加密后的保全内容写入数据库中；服务器端新开启一个线程，打开与以太坊区块链的连接，读取服务器端的以太坊区块链交易配置，将保全内容的散列值及经Base64算法处理后的文件存储地址写入以太坊区块链交易中payload字段，创建交易，接收交易地址；服务器端新开启一个线程，发送保全邮件，具体为：将保全内容的散列值、保全描述、非对称密钥中的私钥，以太坊区块链交易地址以及保全时间发送至用户注册时在用户信息控制模块中存储的邮箱。

5.根据权利要求2所述的基于区块链的互联网金融电子数据保全系统及方法，其特征在于：步骤4，具体为：

步骤4.1：用户在客户端填入保全邮件内或保全内容管理模块展示的保全码，上传与保全码对应的需要验证原始性的文件，选择提交；

步骤4.2：服务器端接收保全码，在数据库中查询数据的存在性；服务器接收待验证文件，使用SHA-256算法计算待验证文件的散列值，根据保全码所查出的以太坊区块链交易地址，查询以太坊区块链交易中存储的数据，提取原始文件散列码，与待验证文件散列码进行比对，若二者一致，说明用户所上传待验证文件未被篡改，若不一致，提示用户文件已被篡改，应谨慎使用。