CN107748850A - 一种利用区块链保存设备维修作业数据的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了本发明一种利用区块链保存设备维修作业数据的方法和系统，其中，该方法包括：获取一次设备维修作业产生的数据，将数据划分为常规数据和附件数据；将常规数据保存到区块中，将附件类数据保存到附件文件中，并在区块中记录附件的索引和散列值，在附件中记录区块的索引和散列值；根据查询要求，查询相应的区块；根据查询到的区块的附件位置索引，查询相应的附件；计算区块的散列值，与附件中的区块散列值比较，判断区块是否被修改；计算区块的上一个区块的散列值，与区块中的上一个区块散列值比较，判断区块是否被修改；计算附件的散列值，与区块中的附件散列值比较，判断附件是否被修改。
Description
技术领域
本发明涉及数据安全技术，特别涉及一种利用区块链保存设备维修作业数据的方法和系统。
背景技术
随着科学技术的发展，企业中使用的各种设备结构变得越来越复杂，自动化的程度也越来越高。随着设备的长时间运行,设备原有的功能不可避免会下降或被损坏，不及时维修设备，可能导致十分严重的后果，给生产、人员、环境带来巨大损失，严重影响企业的市场竞争力。所以企业都十分重视设备的维修管理，应用各种理论和技术，提升企业设备的维修管理水平。
为提高设备维修管理水平，需要对设备在使用过程中的维修作业数据资料进行保存备案，作为设备下次维修时间预测、健康状态判断、设备故障诊断和索赔取证等维修管理的依据。目前，设备维修作业数据通常采用纸质或电子媒介作为存储介质，这种传统方式存在一些缺陷：(1)安全难以保障，纸质或电子档案通常是集中保存，如果没有完善的容灾备份机制，一旦出现不可预见的重大灾难，数据极易永久丢失。(2)转移交接困难，设备所有权转移时，需要将大量的维修作业档案数据一并交接，容易损毁或遗失。(3)缺乏有效监管，除了设备使用方的相关人员以外，其他人无法对设备维修作业数据状况进行监督，难以避免篡改和删除等非法操作。
区块链又称为块链、账链，是一个分布的、公共的、透明的、可信的账簿，包含了系统开始运行以来的完整交易记录。每个参与节点都可以持有账簿的副本，并与网络保持同步更新，一定数量的节点受损不会影响整个系统的正常运行；整个网络中仅有一本帐，所有的交易都必须记录在上面，并接受每个参与节点的监督；账簿对所有参与节点都是公开的，支持随时查看账簿的全部账目；交易一旦被记录到账簿中，除非有超过大半的参与节点许可，账目无法被篡改和删除，或者代价巨大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用区块链保存设备维修作业数据的方法，用于解决上述现有技术的问题。
本发明一种利用区块链保存设备维修作业数据的方法，其中，包括：获取一次设备维修作业产生的数据，将数据划分为常规数据和附件数据；将常规数据保存到区块中，将附件类数据保存到附件文件中，并在区块中记录附件的索引和散列值，在附件中记录区块的索引和散列值；根据查询要求，查询相应的区块；根据查询到的区块的附件位置索引，查询相应的附件；计算区块的散列值，与附件中的区块散列值比较，判断区块是否被修改；计算区块的上一个区块的散列值，与区块中的上一个区块散列值比较，判断区块是否被修改；计算附件的散列值，与区块中的附件散列值比较，判断附件是否被修改。
根据本发明的利用区块链保存设备维修作业数据的方法的一实施例，其中，常规数据至少包括：设备标识、维修时间、维修人员、维修地点、维修作业所用设备设施工具、故障现象、修理或替换的零部件，常规数据保存在一个区块中。
根据本发明的利用区块链保存设备维修作业数据的方法的一实施例，其中，附件数据至少包括：维修过程中形成的图片、视频以及音频，附件数据保存在单独的计算机文件系统中。
根据本发明的利用区块链保存设备维修作业数据的方法的一实施例，其中，将常规数据保存到区块中，将附件类数据保存到附件文件中，并在区块中记录附件的索引和散列值，在附件中记录区块的索引和散列值包括：根据常规数据和附件数据存储位置生成一个区块并保存，一个区块的内容至少包括：上一个区块的唯一标识ID、上一个区块的散列值、区块的唯一标识ID、区块的时间戳、区块的随机数、附件的数据长度小、附件的存储位置索引、附件的散列值、区块的散列值以及维修作业的常规数据；保存附件数据，一个附件的内容至少包括：对应区块的唯一标识ID、对应区块的散列值、附件的总数据长度、附件的数据数目n、附件数据i的类型、附件数据i的数据长度以及附件数据i的数据本身，其中i＝1,…,n。
本发明一种利用区块链保存设备维修作业数据的系统，其中，包括：(1)数据获取模块，用于获取设备维修作业中产生的记录数据，包括常规数据和附件数据；(2)区块管理模块，用于根据常规数据和对应附件的存储位置和散列值，组装区块，将区块保存到存储器中；(3)附件管理模块，用于根据附件数据和对应区块的唯一标识和散列值，组织附件数据占用的存储块，将附件保存到存储器中；(4)数据查询模块，用于根据应用的查询要求，检索某次设备维修作业所在的区块和区块对应的附件，并利用区块和附件的散列值进行校验，检测区块或附件是否被非法篡改或删除。
根据本发明的利用区块链保存设备维修作业数据的系统的一实施例，其中，常规数据至少包括：设备标识、维修时间、维修人员、维修地点、维修作业所用设备设施工具、故障现象、修理或替换的零部件，常规数据保存在一个区块中。
根据本发明的利用区块链保存设备维修作业数据的系统的一实施例，其中，附件数据至少包括：维修过程中形成的图片、视频以及音频，附件数据保存在单独的计算机文件系统中。
根据本发明的利用区块链保存设备维修作业数据的系统的一实施例，其中，根据常规数据和附件数据存储位置生成一个区块并保存，一个区块的内容至少包括：上一个区块的唯一标识ID、上一个区块的散列值、区块的唯一标识ID、区块的时间戳、区块的随机数、附件的数据长度小、附件的存储位置索引、附件的散列值、区块的散列值以及维修作业的常规数据；
根据本发明的利用区块链保存设备维修作业数据的系统的一实施例，其中，保存附件数据，一个附件的内容至少包括：对应区块的唯一标识ID、对应区块的散列值、附件的总数据长度、附件的数据数目n、附件数据i的类型、附件数据i的数据长度以及附件数据i的数据本身，其中i＝1,…,n。
本发明的利用区块链保存设备维修作业数据的系统和方法，利用区块链技术保存设备生命周期的维修作业历史数据，进行共享、防止篡改的方法和相应的系统，如果在设备维修作业数据管理中引入区块链技术，让设备主管部门、设备管理部门和设备使用方，甚至设备生产厂家都参与到设备维修环节中，形成一个分布的、受监督的维修作业登记网络，就可以有效解决设备维修管理中的问题，提高设备维修作业数据的安全性、便利性和可信度。利用区块链保存设备维修作业数据的方法和系统，确切说，涉及一种
附图说明
图1所示为本发明的一种利用区块链保存设备维修作业数据的方法的流程图；
图2所示为本发明一种利用区块链保存设备维修作业数据的系统组成示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1所示为本发明的一种利用区块链保存设备维修作业数据的方法的流程图，如图1所示，利用区块链保存设备维修作业数据的方法包括：
(1)数据获取步骤：获取一次设备维修作业产生的数据，将数据划分为常规数据和附件数据，适应区块管理的需要；
(2)区块生成步骤：将常规数据保存到区块中，将附件类数据保存到附件文件中，并在区块中记录附件的索引和散列值，在附件中记录区块的索引和散列值；
(3)查询判断步骤：根据应用要求，查询区块，并根据查询到的区块，查询相应的附件，利用区块和附件存储的相互散列值，进行篡改检测。
如图1所示，对于一具体实施例，所述数据获取步骤1中，包括：
步骤11，获取维修作业的常规数据。常规数据至少包括：设备标识、维修时间、维修人员、维修地点、维修作业所用设备设施工具、故障现象、修理或替换的零部件等。常规数据的数据长度有限，可以保存在一个区块中。
步骤12：获取维修作业的附件数据。附件数据至少包括：维修过程中形成的图片、视频、音频等。附件数据的类型和数据长度可变，如果全部保留在区块中，会造成资源浪费和检索效率下降，需要保存在单独的计算机文件系统中。
所述区块生成步骤2中，包括：
步骤21：根据常规数据和附件数据存储位置生成一个区块并保存。一个区块的内容至少包括：上一个区块的唯一标识ID、上一个区块的散列值、区块的唯一标识ID、区块的时间戳、区块的随机数、对应附件的总数据长度、对应附件的存储位置索引、对应附件的散列值、区块的散列值，以及维修作业的常规数据。
对于一种具体实施例，区块的大小可以取为4096字节。区块的唯一标识ID可以采用根据计算机CPU序列号、磁盘序列号、时间戳等数据计算得到。时间戳可以采用从格林尼治时间1970年1月1日0时0分0秒起到现在的秒数，散列值可以采用SHA256算法对区块中常规数据等不变部分进行计算得到。在区块中可以保存常规数据数目、常规数据占用长度，以及每个常规数据的编号、值类型、值长度和值本身。
步骤22：保存附件数据。一个附件的内容至少包括：对应区块的唯一标识ID、对应区块的散列值、附件的散列值、附件的总数据长度、附件的数据数目n、附件数据i的类型、附件数据i的数据长度、附件数据i的数据本身(i＝1,…,n)。
对于一种实施例，附件可以按若干块存储，块的大小可以取为65536字节，最后一块没有被附件数据占满时，采用特定的填充字节填满。附件的散列值可以采用SHA256算法对附件中不变部分进行计算得到。
所述查询判断步骤3中，包括：
步骤31：根据查询要求，查询相应的区块；
步骤33：根据查询到的区块的附件位置索引，查询相应的附件；
步骤33：计算区块的散列值，与附件中的区块散列值比较，判断区块是否被修改；计算区块的上一个区块的散列值，与区块中的上一个区块散列值比较，判断区块是否被修改；计算附件的散列值，与区块中的附件散列值比较，判断附件是否被修改；
图2所示为本发明一种利用区块链保存设备维修作业数据的系统组成示意图，如图2所示，本发明一种利用区块链保存设备维修作业数据的系统包括以下模块：
(1)数据获取模块：数据获取模块用于获取设备维修作业中产生的记录数据，包括常规数据和附件数据。
在实施时，数据获取模块可以作为一个独立运行的程序，以超文本传输协议(HTTP)或传输控制协议(TCP)的方式，接收用户发送来的常规数据和附件数据。
(2)区块管理模块：区块管理模块用于根据常规数据和对应附件的存储位置和散列值等数据，组装区块，将区块保存到存储器中。
在实施时，区块管理模块可以作为一个独立运行的程序，以传输控制协议(TCP)的方式，接收用户发送来的保存区块保存请求或检索区块请求，将区块保存到一个大存储容量计算机中，并根据区块的唯一标识ID、维修作业时间、维修设备等建立索引，加快检索的速度。
(3)附件管理模块：附件管理模块用于根据附件数据和对应区块的唯一标识和散列值等数据，组织附件数据占用的存储块，将附件保存到存储器中。
在实施时，附件管理模块可以作为一个独立运行的程序，以传输控制协议(TCP)的方式，接收用户发送来的保存附件保存请求或检索附件请求，将附件保存到一个大存储容量计算机中。
(4)数据查询模块：数据查询模块用于根据应用的查询要求，检索某次设备维修作业所在的区块和区块对应的附件，并利用区块和附件的散列值进行校验，检测区块或附件是否被非法篡改或删除。
在实施时，数据查询模块可以作为一个独立运行的程序，以超文本传输协议(HTTP)或传输控制协议(TCP)的方式，接收用户发送来的区块检索请求，并返回检索到的常规数据和附件数据，以及篡改检测结果。
本发明一种利用区块链技术来管理设备维修作业数据的方法和系统，能够对每次设备维修作业数据生成一个区块，形成区块链，并能保存设备维修作业中形成的图像、视频、音频等大数据量数据。在设备维修相关各方之间共享设备维修作业数据、防止设备维修作业被随意篡改。
与现有的采用纸质或电子媒介作为存储介质保存设备维修作业数据的方法相比，本发明的有益效果在于解决了设备维修作业数据的难以共享、容易丢失和被篡改等问题，本发明将维修作业数据分解为两部分，提高了设备维修作业数据管理的效率，同时也保证了数据的安全性。因此，本发明在设备维修管理中将发挥重要作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种利用区块链保存设备维修作业数据的方法，其特征在于，包括：
获取一次设备维修作业产生的数据，将数据划分为常规数据和附件数据；
将常规数据保存到区块中，将附件类数据保存到附件文件中，并在区块中记录附件的索引和散列值，在附件中记录区块的索引和散列值；
根据查询要求，查询相应的区块；
根据查询到的区块的附件位置索引，查询相应的附件；
计算区块的散列值，与附件中的区块散列值比较，判断区块是否被修改；计算区块的上一个区块的散列值，与区块中的上一个区块散列值比较，判断区块是否被修改；计算附件的散列值，与区块中的附件散列值比较，判断附件是否被修改。
2.如权利要求1所述的利用区块链保存设备维修作业数据的方法，其特征在于，常规数据至少包括：设备标识、维修时间、维修人员、维修地点、维修作业所用设备设施工具、故障现象、修理或替换的零部件，常规数据保存在一个区块中。
3.如权利要求1所述的利用区块链保存设备维修作业数据的方法，其特征在于，附件数据至少包括：维修过程中形成的图片、视频以及音频，附件数据保存在单独的计算机文件系统中。
4.如权利要求1所述的利用区块链保存设备维修作业数据的方法，其特征在于，将常规数据保存到区块中，将附件类数据保存到附件文件中，并在区块中记录附件的索引和散列值，在附件中记录区块的索引和散列值包括：
根据常规数据和附件数据存储位置生成一个区块并保存，一个区块的内容至少包括：上一个区块的唯一标识ID、上一个区块的散列值、区块的唯一标识ID、区块的时间戳、区块的随机数、附件的数据长度小、附件的存储位置索引、附件的散列值、区块的散列值以及维修作业的常规数据；
保存附件数据，一个附件的内容至少包括：对应区块的唯一标识ID、对应区块的散列值、附件的总数据长度、附件的数据数目n、附件数据i的类型、附件数据i的数据长度以及附件数据i的数据本身，其中i＝1,…,n。
5.一种利用区块链保存设备维修作业数据的系统，其特征在于，包括：
(1)数据获取模块，用于获取设备维修作业中产生的记录数据，包括常规数据和附件数据；
(2)区块管理模块，用于根据常规数据和对应附件的存储位置和散列值，组装区块，将区块保存到存储器中；
(3)附件管理模块，用于根据附件数据和对应区块的唯一标识和散列值，组织附件数据占用的存储块，将附件保存到存储器中；
(4)数据查询模块，用于根据应用的查询要求，检索某次设备维修作业所在的区块和区块对应的附件，并利用区块和附件的散列值进行校验，检测区块或附件是否被非法篡改或删除。
6.如权利要求1所述的利用区块链保存设备维修作业数据的系统，其特征在于，常规数据至少包括：设备标识、维修时间、维修人员、维修地点、维修作业所用设备设施工具、故障现象、修理或替换的零部件，常规数据保存在一个区块中。
7.如权利要求1所述的利用区块链保存设备维修作业数据的系统，其特征在于，附件数据至少包括：维修过程中形成的图片、视频以及音频，附件数据保存在单独的计算机文件系统中。
8.如权利要求1所述的利用区块链保存设备维修作业数据的系统，其特征在于，根据常规数据和附件数据存储位置生成一个区块并保存，一个区块的内容至少包括：上一个区块的唯一标识ID、上一个区块的散列值、区块的唯一标识ID、区块的时间戳、区块的随机数、附件的数据长度小、附件的存储位置索引、附件的散列值、区块的散列值以及维修作业的常规数据。
9.如权利要求1所述的利用区块链保存设备维修作业数据的系统，其特征在于，保存附件数据，一个附件的内容至少包括：对应区块的唯一标识ID、对应区块的散列值、附件的总数据长度、附件的数据数目n、附件数据i的类型、附件数据i的数据长度以及附件数据i的数据本身，其中i＝1,…,n。
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