CN109636610A - 一种去中心化的数据交易系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种去中心化的数据交易系统及方法，该系统包括：数据提供端、数据交易区块链、分布式数据库和数据消费端；该方法主要包括步骤：数据提供端在数据交易区块链上注册待交易数据、数据提供端在分布式数据库中存储待交易数据；数据消费端通过数据交易区块链获取待交易数据。本发明能够实现无第三方参与、自动执行、可追溯的分布式数据交易，从而增强数据交易的安全性、便捷性，并降低数据交易成本。

Description

一种去中心化的数据交易系统及方法

技术领域

本发明涉及数据交易技术以及信息安全领域，具体涉及一种去中心化的数据交易系统及方法。

背景技术

随着互联网、物联网等技术的发展与兴起，数据的产生源头、内容、形式越来越多样化，数据的容量也以极快的速度逐年递增。数据作为用户行为分析、商业价值挖掘、人工智能训练等的基础，已被认为是一种重要的资产。由于不同机构或个人掌握了类型各异的数据，数据资源的整合、交换、共享成为数字经济发展的必要条件。目前，数据交易的主要载体是数据交易平台，由平台作为中间机构，通过收集存储大量类型的数据形成数据池，并出售给数据需求者。现有的数据交易存在以下缺陷：

1、数据的归属问题。数据交易平台从数据提供方获取数据后，普遍采用平台存储的方式，对采集的数据进行保存，以确保数据售出时的数据传输实时性。平台或者具有平台管理权限的人员有可能在违背数据提供方的意愿下，单方面出售数据，损害数据提供方的利益；

2、交易成本问题。数据交易过程由第三方中介平台承担，由于平台需要在大数据量存储上投入足够的软硬件设施，再加上日常运营需要，数据交易费用中的相当一部分将作为平台成本及盈利费用，导致数据交易费用难以降低；

3、交易隐私问题。数据交易双方需要成为第三方中介平台的用户，平台用户的注册信息，以及交易记录、交易内容都将被平台掌握，交易双方在平台上产生的数据也将成为平台运行数据的一部分，难以确保交易的隐私性。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种去中心化的数据交易系统及方法，以期实现无第三方参与、自动执行、可追溯的分布式数据交易，从而增强数据交易的安全性、便捷性，并降低数据交易成本。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种去中心化的数据交易系统的特点包括：数据提供端、数据交易区块链、分布式数据库和数据消费端；

所述数据提供端包括：数字身份管理模块、数据描述生成模块、数据签名模块、数据发送模块、智能合约接口调用模块；

所述数据交易区块链包括：数据注册智能合约、数据映射智能合约、数据列表查询智能合约、数据交易智能合约、支付智能合约；

所述数据消费端包括：数字身份管理模块、数据查询模块、支付模块、数据接收模块、数据交易模块、智能合约接口调用模块；

所述数据提供端的数字身份管理模块利用椭圆曲线加密算法生成非对称加密公私密钥对Key(Pub_provider，Pri_provider)，从而注册成为数据交易区块链的用户，其中，Pub_provider表示数据提供端的公钥，Pri_provider表示对应于数据提供端公钥Pub_provide的私钥；

所述数据发送模块将待交易数据Data_provider发送至分布式数据库进行存储，并获取所述待交易数据Data_provider的存储地址DbAddr_data；

所述数据描述生成模块将待交易数据Data_provider的数据类别、数据类型、数据介绍和数据价格信息组合成数据描述对象DataDesc；

所述数据提供端的数字签名模块对所述待交易数据Data_provider进行哈希计算，得到哈希值Hash_data，并使用私钥Pri_provider对组合形式(DataDesc,Hash_data，DbAddr_data)进行数字签名处理，得到相应的数字签名Sig_data；

所述数据发送模块将组合形式(DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)以及数字签名Sig_data和公钥Pub_provider通过智能合约接口调用模块发送至数据交易区块链的数据注册智能合约；

所述数据注册智能合约根据数字签名Sig_data以及数据提供端的公钥Pub_provider对接收的组合形式(DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)进行验证，若验证通过，则生成待交易数据编号DataID，并在数据交易区块链上生成数据存储智能合约，若验证失败，则向数据提供端返回数据注册失败消息；

所述数据存储智能合约将新的组合形式(DataID,DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)进行保存；

所述数据映射智能合约将待交易数据编号DataID以及数据存储智能合约的合约地址一一对应并形成映射关系后保存；

所述数据消费端的数字身份管理模块利用椭圆曲线加密算法生成非对称加密公私密钥对，从而注册成为数据交易区块链的用户；

所述数据查询模块通过智能合约接口调用模块向数据交易区块链的数据列表查询智能合约发送可交易的数据清单的查询请求；

所述数据列表查询智能合约根据所述查询请求返回可交易的数据清单列表给所述数据消费端；

所述数据交易模块向数据交易区块链提交待交易数据编号DataID，并调用所述支付模块支付相应的数据费用给所述支付智能合约；

所述数据交易智能合约从数据映射智能合约获取待交易数据编号DataID对应的数据存储智能合约的合约地址；

所述数据交易智能合约根据数据存储智能合约的合约地址，对数据存储智能合约进行访问，从而获取待交易数据编号DataID在分布式数据库中对应待交易数据Data_provider的存储地址DbAddr_data；所述数据交易智能合约根据所述存储地址DbAddr_data调取分布式数据库上的待交易数据Data_provider并提交给数据消费端的数据接收模块；

所述数据交易智能合约调用所述支付智能合约向数据提供端支付数据费用，从而完成数据的交易。

本发明一种去中心化的数据交易方法的特点是应用于由数据提供端、数据交易区块链、分布式数据库和数据消费端所组成的交易环境中，所述数据交易区块链包括：数据注册智能合约、数据映射智能合约、数据交易智能合约、数据列表查询智能合约和支付智能合约；所述数据交易方法是按如下步骤进行：

步骤1、所述数据提供端利用椭圆曲线加密算法生成非对称加密公私密钥对Key(Pub_provider，Pri_provider)，从而注册成为数据交易区块链的用户，其中，Pub_provider表示数据提供端的公钥，Pri_provider表示对应于数据提供端公钥Pub_provide的私钥；

步骤2、所述数据提供端将待交易数据Data_provider发送至分布式数据库进行存储，并获取所述待交易数据Data_provider的存储地址DbAddr_data；

步骤3、所述数据提供端将待交易数据Data_provider的数据类别、数据类型、数据介绍和数据价格信息组合成数据描述对象DataDesc；

步骤4、所述数据提供端对所述待交易数据Data_provider进行哈希计算，得到哈希值Hash_data，并使用私钥Pri_provider对组合形式(DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)进行数字签名处理，得到相应的数字签名Sig_data；

步骤5、所述数据提供端将组合形式(DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)以及数字签名Sig_data和公钥Pub_provider发送至数据交易区块链的数据注册智能合约；

步骤6、所述数据注册智能合约根据数字签名Sig_data以及数据提供端的公钥Pub_provider对接收的组合形式(DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)进行验证，若验证通过，则生成待交易数据编号DataID，并在数据交易区块链上生成数据存储智能合约，若验证失败，则向数据提供端返回数据注册失败消息；

步骤7、所述数据存储智能合约保存新的组合形式(DataID,DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)；

步骤8、所述数据映射智能合约将待交易数据编号DataID以及数据存储智能合约的合约地址一一对应并形成映射关系后保存；

步骤9、所述数据消费端利用椭圆曲线加密算法生成非对称加密公私密钥对，从而注册成为数据交易区块链的用户；

步骤10、所述数据消费端向数据交易区块链发送可交易的数据清单的查询请求；

步骤11、所述数据交易区块链的数据列表查询智能合约根据所述查询请求返回可交易的数据清单列表给所述数据消费端；

步骤12、所述数据消费端向数据交易区块链提交待交易数据编号DataID，并支付相应的数据费用给所述支付智能合约；

步骤13、所述数据交易智能合约从数据映射智能合约获取待交易数据编号DataID对应的数据存储智能合约的合约地址；

步骤14、所述数据交易智能合约根据数据存储智能合约的合约地址，对数据存储智能合约进行访问，从而获取待交易数据编号DataID在分布式数据库中对应数据的存储地址DbAddr_data；

步骤15、所述数据交易智能合约根据所述存储地址DbAddr_data调取分布式数据库上的待交易数据Data_provider并提交给数据消费端；

步骤16、所述数据交易智能合约调用所述支付智能合约向数据提供端支付数据费用，从而完成数据的交易。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在于：

1、本发明利用区块链去中心化、分布式、可追溯特点，结合智能合约不可篡改、永久执行特性，使得数据的提供与数据的售出均可由数据提供端把控，交易过程中无第三方获取并截留数据，实现了数据交易的去中心化以及交易支付的自动执行，确保了数据提供端的利益以及数据的安全得到保障；

2、本发明由于去中心化数据交易方式避免了第三方数据交易平台的参与，相应减少了平台的建设及运营费用，同时又可确保数据交易过程的透明、便捷，并能极大地降低数据交易中间成本，使数据提供端与数据消费端的利益得到最大化；

3、本发明去中心化数据交易方式，对用户注册可以根据需要采取匿名或者审核准入，对于交易过程可以实现完全匿名，确保了交易双方的隐私性要求。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明数据提供端与待交易数据注册时序图；

图3为本发明数据消费端注册与数据交易时序图。

具体实施方式

本实施例中，一种去中心化的数据交易系统，如图1所示，包括：数据提供端、数据交易区块链、分布式数据库和数据消费端；其中，分布式数据库提供数据的分布式存储，以及数据调取功能；

数据提供端包括：数字身份管理模块、数据描述生成模块、数据签名模块、数据发送模块、智能合约接口调用模块；其中，数据提供端的数字身份管理模块用于实现数据提供端在数据交易区块链上身份的注册、管理，数字身份管理模块基于椭圆曲线加密算法ECDSA生成非对称加密公私密钥对，使数据提供端注册成为数据交易区块链的用户；所生成的公钥经过哈希计算与编码后作为数据交易区块链的账户地址、并用于数据提供端对数据进行加密，所生成的私钥用于数据提供端对数据进行数字签名，以及对公钥加密后的数据进行解密；数据描述生成模块用于生成待交易数据的简介描述信息；数据签名模块用于数据提供端基于已生成的非对称加密私钥对需要签名的数据进行数字签名；数据发送模块用于数据提供端与分布式数据库进行数据传输操作的交互；智能合约接口调用模块用于数据提供端与数据交易区块链智能合约交互时，提供智能合约的接口调用；

数据交易区块链包括：数据注册智能合约、数据映射智能合约、数据列表查询智能合约、数据交易智能合约、支付智能合约；其中，数据注册智能合约用于提供数据提供端和数据消费端的注册、认证及管理；数据映射智能合约用于管理待交易数据编号与对应的数据存储智能合约地址的映射关系；数据交易智能合约用于提供数据交易的执行，以及在数据交易区块链上动态生成数据存储智能合约；数据列表查询智能合约用于提供基于待交易数据编号的数据查询功能；支付智能合约用于提供与数据提供端、数据消费端的数据费用收支操作；

数据消费端包括：数字身份管理模块、数据查询模块、支付模块、数据接收模块、数据交易模块、智能合约接口调用模块；其中，数据消费端的数字身份管理模块用于实现数据消费端在数据交易区块链上身份的注册、管理；数据查询模块用于数据消费端向数据交易区块链查询可供交易的数据列表清单明细；数据交易模块用于数据消费端与数据交易区块链进行数据交易操作；数据接收模块用于数据消费端下载接收交易成功的数据；智能合约接口调用模块用于数据消费端与数据交易区块链智能合约交互时进行智能合约的接口调用；支付模块用于数据消费端与数据交易区块链进行交易支付操作；

具体的说，在一种去中心化的数据交易系统中，数据提供端的数字身份管理模块利用椭圆曲线加密算法生成非对称加密公私密钥对Key(Pub_provider，Pri_provider)，从而注册成为数据交易区块链的用户，其中，Pub_provider表示数据提供端的公钥，Pri_provider表示对应于数据提供端公钥Pub_provide的私钥；

数据发送模块将待交易数据Data_provider发送至分布式数据库进行存储，并获取待交易数据Data_provider的存储地址DbAddr_data；

数据描述生成模块将待交易数据Data_provider的数据类别、数据类型、数据介绍和数据价格信息组合成数据描述对象DataDesc；

数据提供端的数字签名模块对待交易数据Data_provider进行哈希计算，得到哈希值Hash_data，并使用私钥Pri_provider对组合形式(DataDesc,Hash_data，DbAddr_data)进行数字签名处理，得到相应的数字签名Sig_data；

数据发送模块将组合形式(DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)以及数字签名Sig_data和公钥Pub_provider通过智能合约接口调用模块发送至数据交易区块链的数据注册智能合约；

数据注册智能合约根据数字签名Sig_data以及数据提供端的公钥Pub_provider对接收的组合形式(DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)进行验证，若验证通过，则生成待交易数据编号DataID，并在数据交易区块链上生成数据存储智能合约，若验证失败，则向数据提供端返回数据注册失败消息；

数据存储智能合约将新的组合形式(DataID,DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)进行保存；

数据映射智能合约将待交易数据编号DataID以及数据存储智能合约的合约地址一一对应并形成映射关系后保存；

数据消费端的数字身份管理模块利用椭圆曲线加密算法生成非对称加密公私密钥对，从而注册成为数据交易区块链的用户；

数据查询模块通过智能合约接口调用模块向数据交易区块链的数据列表查询智能合约发送可交易的数据清单的查询请求；

数据列表查询智能合约根据查询请求返回可交易的数据清单列表给数据消费端；

数据交易模块向数据交易区块链提交待交易数据编号DataID，并调用支付模块支付相应的数据费用给支付智能合约；

数据交易智能合约从数据映射智能合约获取待交易数据编号DataID对应的数据存储智能合约的合约地址；

数据交易智能合约根据数据存储智能合约的合约地址，对数据存储智能合约进行访问，从而获取待交易数据编号DataID在分布式数据库中对应待交易数据Data_provider的存储地址DbAddr_data；数据交易智能合约根据存储地址DbAddr_data调取分布式数据库上的待交易数据Data_provider并提交给数据消费端的数据接收模块；

数据交易智能合约调用支付智能合约向数据提供端支付数据费用，从而完成数据的交易。

本实施例中，一种去中心化的数据交易方法，是应用于由数据提供端、数据交易区块链、分布式数据库和数据消费端所组成的交易环境中，数据交易区块链包括：数据注册智能合约、数据映射智能合约、数据交易智能合约、数据列表查询智能合约和支付智能合约；其中数据提供者与待交易数据注册流程如图2所示(对应步骤1-8)，数据消费者注册与数据交易流程如图3所示(对应步骤9-16)，该数据交易方法是按如下步骤进行：

步骤1、数据提供端利用椭圆曲线加密算法生成非对称加密公私密钥对Key(Pub_provider，Pri_provider)，从而注册成为数据交易区块链的用户，其中，Pub_provider表示数据提供端的公钥，Pri_provider表示对应于数据提供端公钥Pub_provide的私钥；

步骤2、数据提供端将待交易数据Data_provider发送至分布式数据库进行存储，并获取待交易数据Data_provider的存储地址DbAddr_data；

步骤3、数据提供端将待交易数据Data_provider的数据类别、数据类型、数据介绍和数据价格信息，组合成数据描述对象DataDesc；

步骤4、数据提供端对待交易数据Data_provider进行哈希计算，得到哈希值Hash_data，并使用私钥Pri_provider对组合形式(DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)进行数字签名处理，得到相应的数字签名Sig_data；

步骤5、数据提供端将组合形式(DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)以及数字签名Sig_data、公钥Pub_provider发送至数据交易区块链的数据注册智能合约；

步骤6、数据注册智能合约根据数字签名Sig_data以及数据提供端的公钥Pub_provider对接收的组合形式(DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)进行验证，若验证通过，则生成待交易数据编号DataID，并在数据交易区块链上生成数据存储智能合约，若验证失败，则向数据提供端返回数据注册失败消息；

步骤7、数据存储智能合约保存新的组合形式(DataID,DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)；

步骤8、数据映射智能合约将待交易数据编号DataID以及数据存储智能合约的合约地址一一对应并形成映射关系后保存；

步骤9、数据消费端利用椭圆曲线加密算法生成非对称加密公私密钥对Key(Pub_consumer，Pri_consumer)，从而注册成为数据交易区块链的用户；

步骤10、数据消费端向数据交易区块链发送可交易的数据清单的查询请求；

步骤11、数据交易区块链的数据列表查询智能合约根据查询请求返回可交易的数据清单列表给数据消费端；

步骤12、数据消费端向数据交易区块链提交待交易数据编号DataID，并支付相应的数据费用给支付智能合约；

步骤13、数据交易区块链的数据交易智能合约从数据映射智能合约获取待交易数据编号DataID对应的数据存储智能合约的合约地址；

步骤14、数据交易区块链的数据交易智能合约根据数据存储智能合约的合约地址，对数据存储智能合约进行访问，从而获取待交易数据编号DataID在分布式数据库中对应的数据存储地址DbAddr_data；

步骤15、数据交易区块链的数据交易智能合约根据数据存储地址DbAddr_data调取分布式数据库上的待交易数据Data_provider并提交给数据消费端；

步骤16、数据交易区块链的数据交易智能合约调用支付智能合约向数据提供端支付数据费用，从而完成数据的交易。

Claims (2)

1.一种去中心化的数据交易系统，其特征包括：数据提供端、数据交易区块链、分布式数据库和数据消费端；

所述数据提供端包括：数字身份管理模块、数据描述生成模块、数据签名模块、数据发送模块、智能合约接口调用模块；

所述数据交易区块链包括：数据注册智能合约、数据映射智能合约、数据列表查询智能合约、数据交易智能合约、支付智能合约；

所述数据消费端包括：数字身份管理模块、数据查询模块、支付模块、数据接收模块、数据交易模块、智能合约接口调用模块；

所述数据提供端的数字身份管理模块利用椭圆曲线加密算法生成非对称加密公私密钥对Key(Pub_provider，Pri_provider)，从而注册成为数据交易区块链的用户，其中，Pub_provider表示数据提供端的公钥，Pri_provider表示对应于数据提供端公钥Pub_provide的私钥；

所述数据发送模块将待交易数据Data_provider发送至分布式数据库进行存储，并获取所述待交易数据Data_provider的存储地址DbAddr_data；

所述数据描述生成模块将待交易数据Data_provider的数据类别、数据类型、数据介绍和数据价格信息组合成数据描述对象DataDesc；

所述数据提供端的数字签名模块对所述待交易数据Data_provider进行哈希计算，得到哈希值Hash_data，并使用私钥Pri_provider对组合形式(DataDesc,Hash_data，DbAddr_data)进行数字签名处理，得到相应的数字签名Sig_data；

所述数据发送模块将组合形式(DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)以及数字签名Sig_data和公钥Pub_provider通过智能合约接口调用模块发送至数据交易区块链的数据注册智能合约；

所述数据注册智能合约根据数字签名Sig_data以及数据提供端的公钥Pub_provider对接收的组合形式(DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)进行验证，若验证通过，则生成待交易数据编号DataID，并在数据交易区块链上生成数据存储智能合约，若验证失败，则向数据提供端返回数据注册失败消息；

所述数据存储智能合约将新的组合形式(DataID,DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)进行保存；

所述数据映射智能合约将待交易数据编号DataID以及数据存储智能合约的合约地址一一对应并形成映射关系后保存；

所述数据消费端的数字身份管理模块利用椭圆曲线加密算法生成非对称加密公私密钥对，从而注册成为数据交易区块链的用户；

所述数据查询模块通过智能合约接口调用模块向数据交易区块链的数据列表查询智能合约发送可交易的数据清单的查询请求；

所述数据列表查询智能合约根据所述查询请求返回可交易的数据清单列表给所述数据消费端；

所述数据交易模块向数据交易区块链提交待交易数据编号DataID，并调用所述支付模块支付相应的数据费用给所述支付智能合约；

所述数据交易智能合约从数据映射智能合约获取待交易数据编号DataID对应的数据存储智能合约的合约地址；

所述数据交易智能合约根据数据存储智能合约的合约地址，对数据存储智能合约进行访问，从而获取待交易数据编号DataID在分布式数据库中对应待交易数据Data_provider的存储地址DbAddr_data；所述数据交易智能合约根据所述存储地址DbAddr_data调取分布式数据库上的待交易数据Data_provider并提交给数据消费端的数据接收模块；

所述数据交易智能合约调用所述支付智能合约向数据提供端支付数据费用，从而完成数据的交易。

2.一种去中心化的数据交易方法，其特征是应用于由数据提供端、数据交易区块链、分布式数据库和数据消费端所组成的交易环境中，所述数据交易区块链包括：数据注册智能合约、数据映射智能合约、数据交易智能合约、数据列表查询智能合约和支付智能合约；所述数据交易方法是按如下步骤进行：

步骤1、所述数据提供端利用椭圆曲线加密算法生成非对称加密公私密钥对Key(Pub_provider，Pri_provider)，从而注册成为数据交易区块链的用户，其中，Pub_provider表示数据提供端的公钥，Pri_provider表示对应于数据提供端公钥Pub_provide的私钥；

步骤2、所述数据提供端将待交易数据Data_provider发送至分布式数据库进行存储，并获取所述待交易数据Data_provider的存储地址DbAddr_data；

步骤3、所述数据提供端将待交易数据Data_provider的数据类别、数据类型、数据介绍和数据价格信息组合成数据描述对象DataDesc；

步骤4、所述数据提供端对所述待交易数据Data_provider进行哈希计算，得到哈希值Hash_data，并使用私钥Pri_provider对组合形式(DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)进行数字签名处理，得到相应的数字签名Sig_data；

步骤5、所述数据提供端将组合形式(DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)以及数字签名Sig_data和公钥Pub_provider发送至数据交易区块链的数据注册智能合约；

步骤6、所述数据注册智能合约根据数字签名Sig_data以及数据提供端的公钥Pub_provider对接收的组合形式(DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)进行验证，若验证通过，则生成待交易数据编号DataID，并在数据交易区块链上生成数据存储智能合约，若验证失败，则向数据提供端返回数据注册失败消息；

步骤7、所述数据存储智能合约保存新的组合形式(DataID,DataDesc,Hash_data,DbAddr_data)；

步骤8、所述数据映射智能合约将待交易数据编号DataID以及数据存储智能合约的合约地址一一对应并形成映射关系后保存；

步骤9、所述数据消费端利用椭圆曲线加密算法生成非对称加密公私密钥对，从而注册成为数据交易区块链的用户；

步骤10、所述数据消费端向数据交易区块链发送可交易的数据清单的查询请求；

步骤11、所述数据交易区块链的数据列表查询智能合约根据所述查询请求返回可交易的数据清单列表给所述数据消费端；

步骤12、所述数据消费端向数据交易区块链提交待交易数据编号DataID，并支付相应的数据费用给所述支付智能合约；

步骤13、所述数据交易智能合约从数据映射智能合约获取待交易数据编号DataID对应的数据存储智能合约的合约地址；

步骤14、所述数据交易智能合约根据数据存储智能合约的合约地址，对数据存储智能合约进行访问，从而获取待交易数据编号DataID在分布式数据库中对应数据的存储地址DbAddr_data；

步骤15、所述数据交易智能合约根据所述存储地址DbAddr_data调取分布式数据库上的待交易数据Data_provider并提交给数据消费端；

步骤16、所述数据交易智能合约调用所述支付智能合约向数据提供端支付数据费用，从而完成数据的交易。