CN109783653B - 一种基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，包括：用户信息模块用于根据当前用户注册的角色，记录该用户的相应信息；知识图谱的制作生产信息记录模块用于通过区块链接收知识图谱制作者、二次再加工方、销售商、购买者的信息、知识图谱信息；知识图谱的比较计算模块自动识别该知识图谱为首创或者购买后二次再加工制作，计算该再加工的知识图谱与原始知识图谱的相似度；收益分配模块根据计算得到的知识图谱的相似度，计算收益并将受益对应的虚拟货币存入知识图谱参与者的钱包里。本发明提供一个透明可靠的统一信息平台；可追溯知识图谱的整个制作、更新和流通过程，保护参与方的隐私信息。

Description

一种基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统

技术领域

本发明涉及区块链及知识图谱技术领域，特别涉及一种基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统。

背景技术

知识图谱(Knowledge Graph)又称为科学知识图谱，在图书情报界称为知识域可视化或知识领域映射地图，是显示知识发展进程与结构关系的一系列各种不同的图形，用可视化技术描述知识资源及其载体，挖掘、分析、构建、绘制和显示知识及它们之间的相互联系。知识图谱是在传统知识工程的基础上以及语义Web的发展中孕育并发展而来的知识表示技术，其旨在利用可视化的图谱形象地描述客观世界中存在的概念、实体、事件及其相互之间的关系。本质上，知识图谱是一种揭示实体之间关系的语义网络，可以对现实世界的事物及其相互关系进行形式化地描述。知识图谱也可以被看做是一张巨大的图，图中的节点表示实体或概念，而图中的边则由属性或关系构成。现在的知识图谱已被用来泛指各种大规模的知识库。知识图谱技术逐步渗透到各个领域。

创建和制作知识图谱，首先需要抽取各种信息(图谱)，并利用数据集成技术将信息孤岛集成在一起，这就构成了具有一定知识意义的知识图谱。由于加入到知识图谱中的数据不是一成不变的，知识图谱通过更新、或二次加工可以形成新的知识图谱，如此循环往复，推动知识图谱向实时性、更高的正确性、实用性完善。

知识图谱的构建是多学科的结合，特别是人工智能技术的结合。需要知识库、自然语言理解，机器学习和数据挖掘等多方面知识的融合。知识图谱在制作过程中，凝聚了多学科、多专业、多行业各类专家、人才的贡献，是知识集大成的应用形态。因此，知识图谱自制作出来后，与生俱来具有知识产权的一切特征，知识图谱自然可以售卖和有偿转让给需要它的人和组织。

但是，目前的知识图谱缺少对制作、流通、更新、及历史信息等方面的追溯查询及交易功能，目前对知识图谱的制作者和更新者，上述信息相对闭塞，缺少一个透明公开可靠的信息平台，导致知识图谱原创者、二次加工者的利益无法得到保护，制作者及参与者的个人隐私信息经常发生泄露，无法得到保护。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，包括：用户信息模块，用于根据当前用户注册的角色，记录该用户的相应信息，并将上述信息连接至区块链，以及接收来自区块链的数据，其中，所述用户注册的角色为以下一种：知识图谱制作者、购买者、二次再加工方(更新者)、销售方和一般查询者；知识图谱的制作生产信息记录模块，用于通过区块链接收知识图谱制作者、二次再加工方、销售商、购买者的信息，以及知识图谱信息，将所述知识图谱信息以图片的方式加密保存在区块链数据库中，并生成知识图谱制作流通数据的信息数据包；知识图谱的比较计算模块，用于根据知识图谱制作者的购买信息和知识图谱的内容，采用人工智能技术自动识别该知识图谱为首创或者购买后二次再加工制作，如果是购买后二次再加工制作，则计算该再加工的知识图谱与原始知识图谱的相似度，并广播到区块链网络中的各个节点；收益分配模块，用于根据计算得到的知识图谱的相似度，计算收益并将受益对应的虚拟货币存入知识图谱参与者的钱包里；交易流通信息记录模块，用于链接至区块链，接收用户通过所述用户信息模块上传的知识图谱，并对其进行定价，以及基于分布式节点共识算法来生成交易记录；区块链钱包模块，用于虚拟货币记账。

进一步，在区块链中的各节点的用户通过所述用户信息模块登陆，所述用户信息模块在接收到新用户的注册请求后，将该注册请求发送至区块链进行审核，审核无误后向该用户下发唯一的ID，注册成功。

进一步，所述用户信息模块包括以下方式：安装于用户移动终端上的APP应用或PC网页端登录。

进一步，在所述用户注册成功后，自动为该用户分配区块链钱包和虚拟货币及其交易功能。

进一步，所述知识图谱信息包括：知识图谱中的实体和关系信息。

进一步，所述知识图谱的制作生产信息记录模块采用分布式节点共识算法来生成所述知识图谱制作流通数据信息数据包。

进一步，所述收益分配模块依据相似度计算参与该知识图谱制作者的收益、对应的支付信息生成订单、将支付价格对应的虚拟货币通过区块链传送到所有参与该知识图谱制作者的区块链账户的钱包以完成报酬的支付。

进一步，所述交易记录包括：交易者的ID、知识图谱的ID、交易价格、交易时间。

进一步，本发明还包括：信息查询模块，用于通过区块链向一般查询者提供知识图谱相关交易信息的查询功能。

进一步，每张知识图谱和对应的制作信息、支付信息以智能合约的形式写入区块链中。

根据本发明实施例的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，可以实现知识图谱制作、流通(销售和有偿转让)、更新(二次再加工)、及历史信息追溯的查询和交易，利用区块链的技术具有去中心化特征，单个模块无法篡改数据，为知识图谱的制作者、更新者(包括二次加工者，可以是原作者、也可以是原作者之外的任何人或组织)、购买者提供一个透明可靠的统一信息平台；可以追溯知识图谱的整个制作、更新和流通过程，保护知识图谱原创者、二次加工者的利益、且不会泄漏制作者、参与交易者的个人隐私信息。本发明能够追踪知识图谱的全生命周期，即从知识图谱的原始制作(原创)、更新(再加工)、销售与流通各个环节，能够清楚了解知识图谱生命周期中各个环节的详细信息。为知识图谱的制作生产、流通、交易和追溯提供有效保障，保护在知识图谱制作(包括二次加工等更新)过程中每个制作人的贡献，同时也保护各参与方的个人隐私。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统的结构图；

图2为根据本发明实施例的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统的示意图；

图3为根据本发明实施例的以用户信息为中心节点的关系架构图；

图4为根据本发明实施例的以知识图谱为中心节点的关系架构图；

图5为根据本发明实施例的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统的工作流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提出一种基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，可以应用于知识图谱的制作、更新、流通、及历史信息追溯的查询和支付等领域。本发明利用区块链的技术具有去中心化特征，即单个模块无法篡改数据，各方均可以获得透明可靠的统一信息平台，实现追溯知识图谱的整个制作、更新(二次再加工)、流通(销售和有偿转让)的全过程，从而可以保护在知识图谱制作(包括二次加工等更新)过程中每个制作人的贡献，同时也保护各参与方的个人隐私。

在对本发明的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统进行详细说明之前，先对本发明涉及到的区块链进行说明。

区块链技术，是一种分布式数据库技术，通过维护数据块的链式结构，可以维持持续增长的、不可篡改的数据记录(引自Wikipedia)。更广泛地看，一种去中心化的记录技术。参与到系统上的节点，可能不属于同一组织，彼此无需信任；区块链数据由所有节点共同维护，每个维护节点都能复制获得一份完整或部分记录的拷贝。区块链本质上是一个去中心化的数据库，能安全地存储数字货币交易或其他数据，特点是存储在区块链上的信息不可伪造和篡改，区块链共识算法驱动区块链上的每个节点都参与到交易的验证过程中，保证区块链上交易都是经过确认可信的。区块链的核心技术，包括“分布式共识”(共识机制)算法，即通过特殊节点的投票，在很短的时间内完成对交易的验证和确认；对一笔交易，如果利益不相干的若干个节点能够达成共识，我们就可以认为全网对此也能够达成共识。区块链的共识机制可分为四大类：工作量证明机制、权益证明机制、股份授权证明机制和Pool验证池。

本发明采用工作量证明机制，让区块链中的各节点有机会参与验证，达到公正性，且交易过程采用椭圆曲线数位签章演算法来确保交易安全，并在每笔交易与每个区块中使用多次Hash函数以及Merkle Tree，将前一区块的Hash值加入新区块中，让每个区块环环相扣，也因此做到所谓的可追踪且不可篡改的特性，同时也是用时间戳来确保区块序列。

此外，智能合约是指通过区块链认证技术签订的合约。区块链上的智能合约是指由solidity编写和编译并运行在区块链上的一串二进制代码，智能合约函数的调用将在区块链上生成一次调用记录，并以交易的形式永久存储于区块链，我们可以通过智能合约实现在区块链上的数据存储、读写以及一些逻辑操作，因此一些基于区块链的应用是利用智能合约完成的。主流的区块链网络(或平台)的实现，包括比特币(Bitcoin)，以太坊(Ethereum)，Hyperledger。在这些实现之中，因为以太坊技术优越、通用性好，低区块延迟小，可变性，高效，低功耗等特性，成为了底层平台的首选区块链技术。所述区块链私有链平台优选借助以太坊系统，通过设置应用层、合约共识层组合形成的一种云平台。

本发明实施例的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统的底层平台是基于“以太坊”系统而搭建。

如图1和图2所示，本发明实施例的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，包括：用户信息模块1、知识图谱的制作生产信息记录模块2、知识图谱的比较计算模块3、收益分配模块8、交易流通信息记录模块4和区块链钱包模块6。其中，本发明的参与方包括原始制作人、更新制作人(可以为原作者或非原作者)、售卖人和购买者。

具体的，参考图3和图4，用户信息模块1用于根据当前用户注册的角色，记录该用户的相应信息，并将上述信息连接至区块链，以及接收来自区块链上的交易数据。其中，用户注册的角色为以下一种或几种的混合：知识图谱制作者、购买者、更新(二次再加工方)、销售方(中间商)和一般查询者等。当然，角色设置可以根据需要进行添加、删除、修改，由管理员进行操作，在此不再赘述。

在本发明的实施例中，用户信息模块1包括以下方式：安装于用户移动终端上的APP应用或PC网页端登录，在区块链中的各节点通过用户端模块登陆本平台。

在区块链中的各节点的用户通过用户信息模块1登陆，用户信息模块1在接收到新用户的注册请求后，将该注册请求发送至区块链进行审核，审核无误后向该用户下发唯一的ID，注册成功。在用户注册成功后，自动为该用户分配区块链钱包和虚拟货币及其交易功能。需要说明的是，用户在注册时无需提供身份信息、银行卡信息等私人隐私数据，确保了用户的隐私不被泄露交易过程中虚拟货币和实际银行卡的信息不写入本平台的区块链数据库中。并且注册成功后，以在app或浏览器中创建属于自己的区块链钱包。

知识图谱的制作生产信息记录模块2用于通过区块链接收知识图谱制作者、二次再加工方、销售商、购买者的信息，以及知识图谱信息，将知识图谱信息以图片的方式加密保存在区块链数据库中，并生成知识图谱制作流通数据的信息数据包。

在本发明的实施例中，知识图谱信息包括：知识图谱中的实体和关系信息。需要说明的是，知识图谱信息不限于上述，还可以包括其他类型的数据，根据需要进行添加，在此不再赘述。

在本发明的一个实施例中，知识图谱的制作生产信息记录模块2采用分布式节点共识算法来生成知识图谱制作流通数据信息数据包。

知识图谱的比较计算模块3用于根据知识图谱制作者的购买信息和知识图谱的内容，采用人工智能技术自动识别该知识图谱为首创或者购买后二次再加工制作，如果是购买后二次再加工制作，则计算该再加工的知识图谱与原始知识图谱的相似度，并广播到区块链网络中的各个节点。每张知识图谱和对应的制作信息、支付信息以智能合约的形式写入区块链中。

收益分配模块8用于根据计算得到的知识图谱的相似度，计算收益并将受益对应的虚拟货币存入知识图谱参与者的钱包里。

具体的，收益分配模块8依据相似度计算参与该知识图谱制作者的收益、对应的支付信息生成订单、将支付价格对应的虚拟货币通过区块链传送到所有参与该知识图谱制作者的区块链账户的钱包以完成报酬的支付。

即，知识图谱的发布者(制作者、中间商)登录区块链网络后上传知识图谱到知识图谱制作模块中，知识图谱的比较计算模块3根据发布者的历史购买信息自动识别是原创还是二次加工，如果是购买后二次再加工制作，则利用人工智能技术来计算再加工的知识图谱和原始知识图谱的相似度，由收益分配模块8计算参与该知识图谱制作者的收益、对应的支付信息生成订单、将支付价格对应的虚拟货币通过区块链传送到所有参与该知识图谱制作者的区块链账户的钱包以完成报酬的支付。

交易流通信息记录模块4用于链接至区块链，接收用户通过用户信息模块1上传的知识图谱，并对其进行定价，以及基于分布式节点共识算法来生成交易记录。在本发明的实施例中，交易记录包括：交易者的ID、知识图谱的ID、交易价格、交易时间等内容。

区块链钱包模块6具有钱包的一般功能，用于虚拟货币记账。

在本发明中，每张知识图谱的原始制作信息、交易流通信息、更新(二次或多次再加工)信息、收费内容、和对应的支付信息以智能合约的形式写入区块链中。智能合约是指通过区块链认证技术签订的合约，利用分布式节点共识机制来保障交易的合法性和有效性。

此外，本发明实施例的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，还包括：信息查询模块7，用于通过区块链向一般查询者提供知识图谱相关交易信息的查询功能。该信息查询模块7不作为记账模块，但能对上述数据信息进行解码和信息读取。

如图5所示，本发明实施例的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，工作原理如下：由用户在平台上完成注册和登录，并将用户信息存储在用户信息数据库中。当用户登录平台后，可以执行以下功能：搜索知识图谱、生产制作知识图谱、交易知识图谱、钱包管理，然后根据生产制作知识图谱和交易知识图谱，并从知识图谱数据库中调取，利用人工智能技术知识图谱比较与鉴别系统进行知识图谱的比较计算，实现知识图谱交易结算，完成钱包管理。

根据本发明实施例的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，可以实现知识图谱制作、流通(销售和有偿转让)、更新(二次加工)、及历史信息追溯的查询和交易，利用区块链的技术具有去中心化特征，单个模块无法篡改数据，为知识图谱的制作者、更新者(包括二次加工者，可以是原作者、也可以是原作者之外的任何人或组织)、购买者提供一个透明可靠的统一信息平台；可以追溯知识图谱的整个制作、更新和流通过程，保护知识图谱原创者、二次加工者的利益、且不会泄漏制作者、参与交易者的个人隐私信息。本发明能够追踪知识图谱的全生命周期，即从知识图谱的原始制作(原创)、更新(再加工)、销售与流通各个环节，能够清楚了解知识图谱生命周期中各个环节的详细信息。为知识图谱的制作生产、流通、交易和追溯提供有效保障，保护在知识图谱制作(包括二次加工等更新)过程中每个制作人的贡献，同时也保护各参与方的个人隐私。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (10)

1.一种基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，其特征在于，包括：

用户信息模块，用于根据当前用户注册的角色，记录该用户的相应信息，并将上述信息连接至区块链，以及接收来自区块链的数据，其中，所述用户注册的角色为以下一种：知识图谱制作者、购买者、二次再加工方、销售方和一般查询者；

知识图谱的制作生产信息记录模块，用于通过区块链接收知识图谱制作者、二次再加工方、销售商、购买者的信息，以及知识图谱信息，将所述知识图谱信息以图片的方式加密保存在区块链数据库中，并生成知识图谱制作流通数据的信息数据包；

知识图谱的比较计算模块，用于根据知识图谱制作者的购买信息和知识图谱的内容，采用人工智能技术自动识别该知识图谱为首创或者购买后二次再加工制作，如果是购买后二次再加工制作，则计算该再加工的知识图谱与原始知识图谱的相似度，并广播到区块链网络中的各个节点；

收益分配模块，用于根据计算得到的知识图谱的相似度，计算收益并将受益对应的虚拟货币存入知识图谱参与者的钱包里；

交易流通信息记录模块，用于链接至区块链，接收用户通过所述用户信息模块上传的知识图谱，并对其进行定价，以及基于分布式节点共识算法来生成交易记录；

区块链钱包模块，用于虚拟货币记账。

2.如权利要求1所述的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，其特征在于，在区块链中的各节点的用户通过所述用户信息模块登陆，所述用户信息模块在接收到新用户的注册请求后，将该注册请求发送至区块链进行审核，审核无误后向该用户下发唯一的ID，注册成功。

3.如权利要求1或2所述的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，其特征在于，所述用户信息模块包括以下方式：安装于用户移动终端上的APP应用或PC网页端登录。

4.如权利要求2所述的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，其特征在于，在所述用户注册成功后，自动为该用户分配区块链钱包和虚拟货币及其交易功能。

5.如权利要求1所述的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，其特征在于，所述知识图谱信息包括：知识图谱中的实体和关系信息。

6.如权利要求1所述的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，其特征在于，所述知识图谱的制作生产信息记录模块采用分布式节点共识算法来生成所述知识图谱制作流通数据信息数据包。

7.如权利要求1所述的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，其特征在于，所述收益分配模块依据相似度计算参与该知识图谱制作者的收益、对应的支付信息生成订单、将支付价格对应的虚拟货币通过区块链传送到所有参与该知识图谱制作者的区块链账户的钱包以完成报酬的支付。

8.如权利要求1所述的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，其特征在于，所述交易记录包括：交易者的ID、知识图谱的ID、交易价格和交易时间。

9.如权利要求1所述的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，其特征在于，还包括：信息查询模块，用于通过区块链向一般查询者提供知识图谱相关交易信息的查询功能。

10.如权利要求1所述的基于区块链技术的知识图谱的管理和追溯的查询系统，其特征在于，每张知识图谱和对应的制作信息、支付信息以智能合约的形式写入区块链中。

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