CN109547488A - 一种基于联盟区块链的可信数据计算及交换系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于联盟区块链的可信数据计算及交换系统。包含数据源管理模块，智能合约管理模块和数据查询模块。本发明借助区块链技术保证了数据的计算过程是可信的，同时通过智能合约保证了联盟成员在原本的业务数据源信息不被泄露的情况下，让其他联盟成员获取有用的数据计算结果，从而使得联盟成员的数据交换变得可行。

Description

一种基于联盟区块链的可信数据计算及交换系统

技术领域

本发明涉及区块链技术、智能合约、非对称加密技术、可信数据交换领域，尤其涉及一种基于联盟区块链的可信数据计算及交换系统。

背景技术

区块链技术，区块链在本质上是一个去中心化的分布式数据库，特点是存储在区块链上的信息不可伪造和篡改。区块链上存储的数据由全网节点共同维护，由共识算法保证其一致性，且该数据全网可见，因此区块链可以有效地在缺乏信任的节点之间传递价值。但正是由于区块链上的数据的公开性，很多数据的隐私性受到了挑战，且其冗余的多节点备份使得其不适用于大规模存储场景，因此，如何在公开性和隐私性上做好平衡，避免大数据量存储是区块链值得探讨的发展方向。

智能合约，区块链上的智能合约是在满足特定条件下自动执行的计算机程序，一旦部署在区块链上，则执行逻辑不可篡改。我们可以根据不同的业务需求部署特定的智能合约，将业务系统与区块链紧密结合起来。

非对称加密技术，非对称密钥加密技术是指在对数据进行加密和解密时使用不同的密钥。在这种加密技术中，每个用户都拥有一对公钥和私钥，用户将自己保管私钥，而把公钥公开出去。通过公钥加密的数据只能使用私钥来进行解密，因此非对称加密技术是一种安全可靠的数据传输技术。

可信数据交换，可信数据交换是指让若干个终端互相之间共享数据，且数据是真实可靠的。在社会上许多场景中，不同机构间需要查询其他机构的数据，但由于数据的隐私性，机构间不愿意将数据直接共享出来，导致许多业务无法快速进行。而且传统模式下向机构查询数据也无法保证数据的真实。

发明内容

本发明的目的是针对现有机构间数据共享存在的缺陷，提供一种用联盟区块链保证机构间数据可以共享且不泄露原始数据的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种基于联盟区块链的可信数据计算及交换系统，包括如下模块：

1)数据源管理模块，联盟成员接入自己的数据源，提供数据过滤和数据结构泛化的中间件；

2)智能合约管理模块，联盟成员在智能合约中定义数据查询的逻辑，编写新的智能合约或对原有智能合约进行升级，向合约中要调用到的数据的提供方发送部署或更新的请求，所有数据提供方均通过后，新的智能合约将部署在区块链上，或者旧的智能合约将在区块链上进行升级；

3)数据查询模块，联盟成员节点调用智能合约向其他节点发起查询数据请求，获得原数据计算后的结果信息；

进一步地，模块1)中的数据源是指联盟成员自己维护并运行的数据库，数据过滤的中间件用于连接原数据库,过滤数据库中的重要敏感数据并且将原本数据结构泛化为标准结构。

进一步地，模块2)中由联盟成员上传或升级的智能合约，需要经过所有合约中需要调用的数据源的提供方审核通过，才能被成功写入或更新。

进一步地，模块3)中，联盟成员通过调用智能合约向其他联盟成员节点发起查询请求，智能合约在执行过程中会先调用所述中间件来对数据库进行查询，查询到的数据用区块链公钥加密后进行传输，智能合约对数据解密后进行统计运算，然后将数据结果输出。

本发明的有益效果是：通过借助区块链，将数据的计算过程以智能合约的方式上链。智能合约作为去中心化应用与区块链之间的媒介，可在写入和读取的过程中，定义更多复杂的逻辑，且一旦被定义便不可篡改，保证数据计算结果真实可靠，从而保证的交换数据的真实性。此外，所有智能合约只有在得到合约中调用的数据源的提供方的审核通过后，该合约才能被上传或升级，保证数据源提供方的数据被合理使用。联盟节点提供数据过滤中间件完成隐私保护，避免业务数据库结构或其他敏感信息泄露。

附图说明

图1是本发明中各联盟节点的架构图

图2是本发明中智能合约管理模块的流程图

图3是本发明中数据查询的数据流示例图

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显，以下结合附图和实施例，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。

一种基于联盟区块链的可信数据计算及交换系统，包括如下模块：

1)数据源管理模块，联盟成员接入自己的数据源，提供数据过滤和数据结构泛化的中间件；

2)智能合约管理模块，联盟成员在智能合约中定义数据查询的逻辑，编写新的智能合约或对原有智能合约进行升级，向合约中要调用到的数据的提供方发送部署或更新的请求，所有数据提供方均通过后，新的智能合约将部署在区块链上，或者旧的智能合约将在区块链上进行升级；

3)数据查询模块，联盟成员节点调用智能合约向其他节点发起查询数据请求，获得原数据计算后的结果信息；

如图1所示，本发明方法中每个联盟成员节点的架构图如下。

每个联盟成员运行一个区块链节点，所有联盟成员的节点共同组成一个区块链网络。区块链中存储着各个联盟成员上传的智能合约以及每次调用的详情，这些信息在所有节点中均是一样的，所有的数据查询请求、智能合约部署和升级请求都是在区块链上完成的。

每个联盟节点都会运行一个虚拟机，该虚拟机中包含着定义好的数据库过滤中间件，该虚拟机的主要作用是执行智能合约代码，并将执行结果返回给区块链。

该数据库指联盟成员原本业务系统的数据库，包括Mysql、Redis、Oracle等各种主流数据库。

如图2所示，该系统能够正常运行的前提是区块链上有可供调用的智能合约，合约可以由任何一个联盟节点编写并上传。一个联盟节点想要上传一份新的智能合约或对原来智能合约进行升级时，会先向合约中使用到的数据的提供方节点发送请求。数据源提供方节点收到请求后对该智能合约审核，审核结果为同意或拒绝。区块链网络对收到的审核结果进行统计，若所有的数据源提供方均同意，则在区块链上部署该合约或对将原合约升级为投票通过的新合约，否则原联盟节点需要重新上传合约重复以上过程。

如图3所示为某一次调用的示例图。一个联盟节点(用联盟节点1表示)想要查询其他节点(用联盟节点2和联盟节点3表示)的数据时，需要发送一个查询请求，即发起对指定智能合约的调用请求，此时智能合约会分别通过联盟节点2和联盟节点3的中间件查询数据库。联盟节点2和联盟节点3查询得到相应的数据后用区块链的公钥进行加密，传输给区块链，智能合约用区块链私钥对加密数据进行解密并汇总计算，得到数据计算结果。最后数据结果返回给调用者。

进一步地，模块1)中的数据源是指联盟成员自己维护并运行的数据库，数据过滤的中间件用于连接原数据库,过滤数据库中的重要敏感数据并且将原本数据结构泛化为标准结构。

进一步地，模块2)中由联盟成员上传或升级的智能合约，需要经过所有合约中需要调用的数据源的提供方审核通过，才能被成功写入或更新。

进一步地，模块3)中，联盟成员通过调用智能合约向其他联盟成员节点发起查询请求，智能合约在执行过程中会先调用所述中间件来对数据库进行查询，查询到的数据用区块链公钥加密后进行传输，智能合约对数据解密后进行统计运算，然后将数据结果输出。

Claims (4)

1.一种基于联盟区块链的可信数据计算及交换系统，其特征在于，包括如下模块：

1)数据源管理模块，联盟成员接入自己的数据源，提供数据过滤和数据结构泛化的中间件。

2)智能合约管理模块，联盟成员在智能合约中定义数据查询的逻辑，编写新的智能合约或对原有智能合约进行升级，向合约中要调用到的数据的提供方发送部署或更新的请求，所有数据提供方均通过后，新的智能合约将部署在区块链上，或者旧的智能合约将在区块链上进行升级。

3)数据查询模块，联盟成员节点调用智能合约向其他节点发起查询数据请求，获得原数据计算后的结果信息。

2.如权利要求1所述的一种基于联盟区块链的可信数据计算及交换系统，其特征在于，模块1)中的数据源是指联盟成员自己维护并运行的数据库，数据过滤的中间件用于连接原数据库,过滤数据库中的重要敏感数据并且将原本数据结构泛化为标准结构。

3.如权利要求1所述的一种基于联盟区块链的可信数据计算及交换系统，其特征在于，模块2)中由联盟成员上传或升级的智能合约，需要经过所有合约中需要调用的数据源的提供方审核通过，才能被成功写入或更新。

4.如权利要求1所述的一种基于联盟区块链的可信数据计算及交换系统，其特征在于，模块3)中，联盟成员通过调用智能合约向其他联盟成员节点发起查询请求，智能合约在执行过程中会先调用所述中间件来对数据库进行查询，查询到的数据用区块链公钥加密后进行传输，智能合约对数据解密后进行统计运算，然后将数据结果输出。