CN109493042A - 一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证方法和系统，该系统包括电子数据处理、智能合约存证和区块链访问控制三个模块。该方法包括以下步骤：将电子数据上传到存证终端，存证终端对上传的电子数据进行处理，得到的MD5哈希值与唯一标识ID用于存证；采用智能合约构建存证和取证方法，通过对智能合约的编写、编译、部署及调用实现电子数据的可信存证；对智能合约实行访问控制，未被授权的节点即使获取到了区块链数据也无法获取存储的电子数据。本发明为智能合约可信存证上访问控制的实现提供了技术基础，使得访问控制信息在区块链上的存证更加高效、便捷，在提高安全性的同时降低了开发成本。

Description

一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证方法和系统
技术领域
本发明涉及智能合约领域，尤其涉及一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证方法和系统。
背景技术
随着互联网的发展，区块链技术日趋成熟，链上节点共同维护分布式账本，保证了数据的原始性、真实性和完整性，避免了传统数据管理系统在经济利益的驱使下篡改或删除电子数据的可能性。
智能合约是定位于以太坊其中一个特定地址上的代码和数据的集合，调用智能合约并依照合约执行交易和访问状态数据可以实现去中心化应用程序，因而扩展区块链上的功能。为丰富区块链上的数据管理功能，近年来，一些研究学者考虑在区块链平台上利用智能合约实现电子数据的可信存证，如专利号201711284460.1的发明专利公开的一种基于区块链智能合约的电子存证系统和管理方法，专利号为201810357147.4的发明专利公开的一种基于区块链智能合约技术的防伪方法。
上述对电子证据的可信存证方法仍存在以下不足：（1）区块链平台的文件系统或相应的键值对不适合对访问控制规则等数据的存证和管理；（2）当前区块链平台缺少智能合约的访问控制模块，智能合约被公开而不可更改地存储在区块链上，没有访问控制权限的主体可以随意调用智能合约方法，进行电子数据的存证或取证等功能；（3）可信存证系统缺少对应不同角色的权限管理，没有集中化的访问控制元数据管理方法。
发明内容
本发明正是针对现有技术存在的不足，提供了拥有访问控制功能的智能合约可信存证方法和系统。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证方法，该方法包括以下步骤：
S1.生成存证数据；
S2.部署智能合约；
S3.智能合约访问控制。
优选地，所述生成存证数据的具体步骤如下：
S11.用户上传存证文件；
S12.审计存证文件格式；
S13.处理存证文件，获取存证文件的MD5哈希值与唯一标识ID。
优选地，所述部署智能合约的具体步骤如下：
S21.用户使用Solidity编写智能合约代码；
S22.编译智能合约代码，编译成功获取到合约二进制码和应用程序二进制接口，编译失败则返回步骤S21；
S23.声明编译成功得到的合约二进制码和应用程序二进制接口，通过一笔交易来创建合约，该笔交易包含部署者账户地址、智能合约内容、合约账户地址；
S24.区域链矿工接收智能合约后，将智能合约部署到区块链上。
优选地，所述智能合约访问控制具体步骤如下：
S31：调用智能合约，构建交易提案，生成用于电子数据加密的对称密钥，数据加密后将交易提案打包为预设的架构格式，并使用用户私钥为交易提案签名，对称密钥分配给授权的节点；
S32：向区块链网络中的所有节点发送交易提案；
S33：所有节点接收到交易提案，验证格式是否正确、是否重复提交、签名是否合法，验证通过后授权节点使用对称密钥解密加密数据，将解密后的信息作为合约函数的输入参数，验证失败转入S31；
S34：授权节点模拟执行交易，执行成功产生交易结果，转入S35，执行失败转入S31；
S35：向区块链网络中的所有节点发送交易结果；
S36：用户节点验证交易结果，检查交易提案的响应是否相同、交易是否满足制定的策略，验证成功转入步骤S37，失败转入步骤S31；
S37：将交易结果在区块链上进行广播，每个节点验证块内的交易标记为有效或无效，授权节点可获取交易的输入信息和交易的具体内容，未被授权的节点无法获取交易的输入信息和交易的具体内容。
优选地，在S1中，所述存证文件包括电子病历、健康档案、问诊记录、知情同意书、证券基金交易、出游人信息、出游合同、签约合同、服务照片、版权证明中的一种或几种。
优选地，在S2中，智能合约的代码使用一个非固定大小字符串类型的状态变量来声明经过处理得到的电子数据，存证函数输入为字符串变量，交易执行成功后返回交易哈希，取证函数输出为存证函数的输入，返回区块中存储的数据。
本发明还提出了一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证系统，该系统包括电子数据处理模块、智能合约存证模块以及区块链访问控制模块；
所述电子数据处理模块用于对用户上传的存证进行数据处理，生成存在数据；
所述智能合约存证模块用于智能合约代码编译后部署到区块链上；
所述区块链访问控制模块用于分配区块链上节点的权限，授权节点能获取智能合约的输入信息和交易的具体内容，未被授权的节点不能获取智能合约的输入信息和交易的具体内容。
优选地，所述电子数据处理模块的处理过程如下：审计用户上传的存证文件格式，识别出存证文件的格式后，对存证文件进行数据处理，获取存证文件的MD5哈希值与唯一标识ID。
优选地，所述智能合约存证模块的处理过程如下：编译用户编写的智能合约代码，声明编译成功得到的合约二进制码和应用程序二进制接口，通过一笔交易来创建合约，该笔交易包含部署者账户地址、智能合约内容、合约账户地址；通过区域链矿工接收智能合约，并将智能合约部署到区块链上。
优选地，所述区块链访问控制模块的处理过程如下：调用智能合约，构建交易提案，生成用于电子数据加密的对称密钥，数据加密后将交易提案打包为预设的架构格式，并使用用户私钥为交易提案签名，对称密钥分配给授权的节点；向区块链网络中的所有节点发送交易提案；所有节点接收到交易提案，验证格式是否正确、是否重复提交、签名是否合法，验证通过后授权节点使用对称密钥解密加密数据，将解密后的信息作为合约函数的输入参数；授权节点模拟执行交易，执行成功产生交易结果；向区块链网络中的所有节点发送交易结果；用户节点验证交易结果，检查交易提案的响应是否相同、交易是否满足制定的策略，验证成功将交易结果在区块链上进行广播，每个节点验证块内的交易标记为有效或无效，授权节点可获取交易的输入信息和交易的具体内容，未被授权的节点无法获取交易的输入信息和交易的具体内容。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
（1）本发明对存证文件进行了数据处理，形成了存证数据，解决了区块链平台的文件系统或相应的键值对不适合对访问控制规则等数据的存证和管理的技术问题，由于能识别多种文件格式，较大程度地降低了区块链的存证成本，提高了系统的运行效率。
（2）本发明在部署智能合约的过程中解决了区块链可信存证功能上单一性的技术问题，使电子数据的分布式完整、不可篡改与安全可信。
（3）本发明对智能合约进行了访问控制，解决了现有智能合约由于缺乏访问控制权限导致其他主体可以随意调用合约方法的技术问题，非授权用户即使获取到了区块链数据，也无法获取交易的具体内容。
附图说明
图1是本发明系统中电子数据处理模块的流程图；
图2是本发明系统中智能合约存证模块的流程图；
图3是本发明系统中区块链访问控制模块的流程图；
图4是本发明方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提出了一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证系统，该系统包括电子数据处理模块、智能合约存证模块以及区块链访问控制模块。
结合图1，所述电子数据处理模块用于审计用户上传的存证文件格式，识别出存证文件的格式后，对存证文件进行数据处理，获取存证文件的MD5哈希值与唯一标识ID。
结合图2，所述智能合约存证模块用于编译用户编写的智能合约代码，声明编译成功得到的合约二进制码和应用程序二进制接口，通过一笔交易来创建合约，该笔交易包含部署者账户地址、智能合约内容、合约账户地址；通过区域链矿工接收智能合约，并将智能合约部署到区块链上。
结合图3，所述区块链访问控制模块用于调用智能合约，构建交易提案，生成用于电子数据加密的对称密钥，数据加密后将交易提案打包为预设的架构格式，并使用用户私钥为交易提案签名，对称密钥分配给授权的节点；向区块链网络中的所有节点发送交易提案；所有节点接收到交易提案，验证格式是否正确、是否重复提交、签名是否合法，验证通过后授权节点使用对称密钥解密加密数据，将解密后的信息作为合约函数的输入参数；授权节点模拟执行交易，执行成功产生交易结果；向区块链网络中的所有节点发送交易结果；用户节点验证交易结果，检查交易提案的响应是否相同、交易是否满足制定的策略，验证成功将交易结果在区块链上进行广播，每个节点验证块内的交易标记为有效或无效，授权节点可获取交易的输入信息和交易的具体内容，未被授权的节点无法获取交易的输入信息和交易的具体内容。
该系统还可包括智能合约取证模块，用于不同得用户提取出相应的存证数据。当用户需要对存证数据进行验证时，调用智能合约提取用户经过访问控制模块得到的交易结果，再由其他中立的第三方机构来验证该交易结果与原始存证文件是否一致，如果一致，则证明该电子数据在经过本发明的存证方法后没有被篡改或被删除。
结合图4，本发明还提出了一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证方法，该方法包括以下步骤：
S1.生成存证数据
S11.用户上传存证文件。存证文件包括但不限于医疗行业的电子病历、健康档案、问诊记录、知情同意书，金融行业的证券基金交易，旅游行业的出游人信息、出游合同，家政行业的签约合同、服务照片，产权行业的版权证明，等等。
S12.审计存证文件格式。办公文件包括doc、txt、pdf、ppt、xls，图片文件包括bmp、jpg、png，音频文件包括wav、mp3、midi，视频文件包括avi、rmvb、mov、wmv，审计成功则转入步骤S13，否则转入步骤S11。
S13.使用MongoDB的GridFS机制处理上传的文件，文件按照256kb的大小分割块，块集合存储于fs.chunks，文件元数据存储于fs.files,处理存证文件，获取存证文件的MD5哈希值与唯一标识ID。
S2.部署智能合约
S21.用户使用Solidity编写智能合约代码。使用一个非固定大小字符串类型的状态变量来声明经过处理得到的电子数据，声明存证函数和取证函数。存证函数输入为字符串变量，交易执行成功后返回交易哈希。取证函数输出为存证函数的输入，返回区块中存储的数据。该合约允许任何人在合约中存储一个非固定大小的字符串，该字符串可以被世界上任何人访问，且没有可行的方法阻止用户发布字符串。当然，任何人也可以再次调用合约方法，覆盖原字符串，但是这个字符串仍会被存储在区块链的历史区块中。因此可以对合约添加访问限制，确保只有特定的授权用户可以访问合约函数。需要注意的是，在本步骤之前初始化的操作，即创建数据存放地址，初始化创世区块，启动区块链节点，创建外部账户并设置矿工账户。
S22.使用Remix在线编译器将合约代码编译为EVM字节码，编译成功获取到合约二进制码和应用程序二进制接口，编译失败则返回步骤S21。
S23.声明编译成功得到的合约二进制码和应用程序二进制接口，部署智能合约，通过一笔交易来创建合约，该笔交易包含了部署者账户地址、智能合约内容、合约账户地址这三个关键信息，其中合约账户的生成是由部署者账户和发送的交易数作为随机数输入，通过Kecca-256加密算法重新创建产生的。
S24.交易由矿工处理，矿工启动挖矿，消耗一定GAS挖矿成功后，字节码通过RPC接口发送至区块链网络，经过全网验证后，写入到生成的新区块中，此时输入合约名称即可获取到智能合约。
S3.智能合约访问控制
S31：根据合约方法的请求，构建交易提案，生成用于电子数据加密的对称密钥，数据加密后将交易提案打包为适当的架构格式，并使用用户私钥为交易提案签名，对称密钥分配给授权的节点。
S32：发送交易提案。
S33：所有节点接收到交易提案，验证格式是否正确、是否重复提交、签名是否合法，验证通过后授权节点使用对称密钥解密加密数据，将解密后的信息作为合约函数的输入参数，验证失败转入步骤S31。
S34：授权节点模拟执行交易，执行成功产生交易结果，转入步骤5，执行失败则转入步骤S31。
S35：发送交易结果。
S36：验证交易结果，检查交易提案的响应是否相同、交易是否满足制定的策略，验证成功转入步骤7，失败转入步骤S31。
S37：交易广播至链上所有节点，每个节点验证块内的交易标记为有效或无效，对应授权节点和未被授权的节点，因此未被授权的节点即使获取到了区块链数据也无法获取交易的输入信息，同时也无法获取交易的具体内容，实现了访问控制机制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1.生成存证数据；
S2.部署智能合约；
S3.智能合约访问控制。
2.根据权利要求1所述的一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证方法，其特征在于，所述生成存证数据的具体步骤如下：
S11.用户上传存证文件；
S12.审计存证文件格式；
S13.处理存证文件，获取存证文件的MD5哈希值与唯一标识ID。
3.根据权利要求1所述的一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证方法，其特征在于，所述部署智能合约的具体步骤如下：
S21.用户使用Solidity编写智能合约代码；
S22.编译智能合约代码，编译成功获取到合约二进制码和应用程序二进制接口，编译失败则返回步骤S21；
S23.声明编译成功得到的合约二进制码和应用程序二进制接口，通过一笔交易来创建合约，该笔交易包含部署者账户地址、智能合约内容、合约账户地址；
S24.区域链矿工接收智能合约后，将智能合约部署到区块链上。
4.根据权利要求1所述的一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证方法，其特征在于，所述智能合约访问控制具体步骤如下：
S31：调用智能合约，构建交易提案，生成用于电子数据加密的对称密钥，数据加密后将交易提案打包为预设的架构格式，并使用用户私钥为交易提案签名，对称密钥分配给授权的节点；
S32：向区块链网络中的所有节点发送交易提案；
S33：所有节点接收到交易提案，验证格式是否正确、是否重复提交、签名是否合法，验证通过后，授权节点使用对称密钥解密加密数据，将解密后的信息作为合约函数的输入参数，验证失败转入S31；
S34：授权节点模拟执行交易，执行成功产生交易结果，转入S35，执行失败转入S31；
S35：向区块链网络中的所有节点发送交易结果；
S36：用户节点验证交易结果，检查交易提案的响应是否相同、交易是否满足制定的策略，验证成功转入步骤S37，失败转入步骤S31；
S37：将交易结果在区块链上进行广播，每个节点验证块内的交易标记为有效或无效，授权节点可获取交易的输入信息和交易的具体内容，未被授权的节点无法获取交易的输入信息和交易的具体内容。
5.根据权利要求1所述的一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证方法，其特征在于，在S1中，所述存证文件包括电子病历、健康档案、问诊记录、知情同意书、证券基金交易、出游人信息、出游合同、签约合同、服务照片、版权证明中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证方法，其特征在于，在S2中，智能合约的代码使用一个非固定大小字符串类型的状态变量来声明经过处理得到的电子数据，存证函数输入为字符串变量，交易执行成功后返回交易哈希，取证函数输出为存证函数的输入，返回区块中存储的数据。
7.一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证系统，其特征在于，该系统包括电子数据处理模块、智能合约存证模块以及区块链访问控制模块；
所述电子数据处理模块用于对用户上传的存证进行数据处理，生成存在数据；
所述智能合约存证模块用于将智能合约代码编译后部署到区块链上；
所述区块链访问控制模块用于分配区块链上节点的权限，授权节点能获取智能合约的输入信息和交易的具体内容，未被授权的节点不能获取智能合约的输入信息和交易的具体内容。
8.根据权利要求7所述的一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证系统，其特征在于，所述电子数据处理模块的处理过程如下：审计用户上传的存证文件格式，识别出存证文件的格式后，对存证文件进行数据处理，获取存证文件的MD5哈希值与唯一标识ID。
9.根据权利要求7所述的一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证系统，其特征在于，所述智能合约存证模块的处理过程如下：编译用户编写的智能合约代码，声明编译成功得到的合约二进制码和应用程序二进制接口，通过一笔交易来创建合约，该笔交易包含部署者账户地址、智能合约内容、合约账户地址；通过区域链矿工接收智能合约，并将智能合约部署到区块链上。
10.根据权利要求7所述的一种拥有访问控制功能的智能合约可信存证系统，其特征在于，所述区块链访问控制模块的处理过程如下：调用智能合约，构建交易提案，生成用于电子数据加密的对称密钥，数据加密后将交易提案打包为预设的架构格式，并使用用户私钥为交易提案签名，对称密钥分配给授权的节点；向区块链网络中的所有节点发送交易提案；所有节点接收到交易提案，验证格式是否正确、是否重复提交、签名是否合法，验证通过后授权节点使用对称密钥解密加密数据，将解密后的信息作为合约函数的输入参数；授权节点模拟执行交易，执行成功产生交易结果；向区块链网络中的所有节点发送交易结果；用户节点验证交易结果，检查交易提案的响应是否相同、交易是否满足制定的策略，验证成功将交易结果在区块链上进行广播，每个节点验证块内的交易标记为有效或无效，授权节点可获取交易的输入信息和交易的具体内容，未被授权的节点无法获取交易的输入信息和交易的具体内容。
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