CN109831479A - 区块链的数据处理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种区块链的数据处理方法，所述区块链系统包括第一类节点和第二类节点，包括：通过所述第一类节点获取第一用户的关联数据；生成所述关联数据的时间戳，并将所述时间戳与所述关联数据打包为预定数据格式；对所述预定数据格式的数据进行加密生成不可逆数据，并将加密后的数据上传到区块链系统的第二类节点。本发明提供的方法和系统，能够提高数据的响应效率，防止数据篡改，确保上链数据的安全性。

Description

区块链的数据处理方法和系统

技术领域

本发明涉及区块链技术，更为具体而言，涉及一种区块链的数据处理方法。

背景技术

在现有的区块链技术中，特别是涉及到政府相关部门的区块链中，区块链的节点和网络之间的数据交互多是采用端到端模式、数据总线模式或者是逐级上报的模式。这些模式的建设成本、变更成本、运维成本比较高，而且管理复杂，接口稳定性、数据准确性和所有权、以及传输安全性得不到保障。

此外，区块链的节点到网络一侧的数据传输，采用集中式存储，这种存储方式的响应慢，数据容易被篡改，安全性较低。

发明内容

本发明实施方式提供一种区块链的数据处理方法和区块链系统，通过第一类节点即生态节点与用户进行数据交互，承担业务处理，通过第二类节点即全节点进行数据同步，全节点之间互为备份，支持高并发，提高数据响应效率；而且，在生态节点到全节点的数据传输中，对全部数据采用时间戳标记，并且采用加密算法生成非可逆形式，通过时间戳对上链数据进行追溯，从而防止上链数据被篡改，确保上链数据的安全性。

本发明实施方式的第一方面，提供一种区块链的数据处理方法，所述区块链系统包括第一类节点和第二类节点，包括：通过所述第一类节点获取第一用户的关联数据；生成所述关联数据的时间戳，并将所述时间戳与所述关联数据打包为预定数据格式；对所述预定数据格式的数据进行加密生成不可逆数据，并将加密后的数据上传到区块链系统的第二类节点。

在本发明的一些实施方式中，所述区块链系统包括多个第二类节点，所述第二类节点之间互为备份。

在本发明的一些实施方式中，所述方法还包括：通过所述第一类节点接收第二用户发送的数据请求，所述数据请求包括所述第二用户的角色属性和请求的数据，其中，所述角色属性对应预定的资源访问权限；向所述第二类节点发送所述数据请求请求的数据。

在本发明的一些实施方式中，所述角色属性包括多个层级，每个层级对应一种资源访问权限。

在本发明的一些实施方式中，所述关联数据包括所述第一用户的身份标识信息。

在本发明的一些实施方式中，所述身份标识信息包括所述第一用户的生物信息和个人特征信息，其中，所述个人特征信息包括婚姻状况、信用信息、行政处罚、税务信息、车辆信息和不动产信息中的一种或多种。

在本发明的一些实施方式中，所述第二类节点为计算机集群形式，部署于地理位置不同的多个行政区域。

在本发明的一些实施方式中，所述资源访问权限包括对模块资源、服务资源、数据资源和文档资源的访问权限。

本发明实施方式的第二方面，提供一种区块链系统，包括第一类节点和第二类节点，其中，所述第一类节点包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器配置为执行所述计算机指令以实现上面所述的方法。

本发明实施方式的第三方面，提供机器可读的存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上面所述的方法。

附图说明

图1示出了根据本发明实施方式的区块链系统的结构示意图。

图2示出了根据本发明实施方式的区块链系统的结构示意图。

图3示出了根据本发明实施方式的区块链的数据处理方法的流程示意图。

图4示出了根据本发明实施方式的区块链的数据访问控制架构示意图。

图5示出了根据本发明实施方式的区块链系统的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明的各个方面进行详细阐述。其中，众所周知的模块、单元及其相互之间的连接、链接、通信或操作没有示出或未作详细说明。并且，所描述的特征、架构或功能可在一个或一个以上实施方式中以任何方式组合。本领域技术人员应当理解，下述的各种实施方式只用于举例说明，而非用于限制本发明的保护范围。还可以容易理解，本文所述和附图所示的各实施方式中的模块或单元或处理方式可以按各种不同配置进行组合和设计。

参见图1，图1示出了根据本发明实施方式的区块链系统的结构示意图。该区块链系统100可包括生态节点102和全节点103、全节点104和全节点105，其中，生态节点为第一类节点，全节点为第二类节点，第一类节点(即生态节点)与用户101进行交互，第二类节点(即全节点)通过网络和其他数据传输方式与生态节点进行交互。需要说明的是，虽然图1示出的区块链系统，仅示出1个生态节点和3个全节点，但是在实际的区块链系统部署中，生态节点和全节点的个数都可以进行相应的设置。

在本发明的一些实施例中，生态节点在一个区块链系统(例如，政务链系统)中可以是多个，每一个生态节点可以包括运行承担区块链的节点数据采集的一种或多种应用程序，该应用程序可以是能够在智能移动设备，例如，收集、平板等电脑等移动设备，运行的应用程序APP。这些APP可以是由政府机构的不同行政部门开发，用于采集不同种类的数据。在这样的场景下，用户是普通的市民等。

在本发明的一些实施例中，第一类节点包括能够在移动终端运行的多种应用程序，每种应用程序用于上传用户的预定种类的身份标识数据。例如，一些应用程序可以上传用户的生物信息，诸如指纹、性别、面部信息、声音信息以及笔迹信息之类的生物信息，另外一些应用程序可以上传用户的个人特征数据，例如，婚姻状况、信用信息、行政处罚、税务信息、车辆信息、不动产信息以及消费数据中的一种或多种。这些身份标识数据，可以是用户本身自己通过自己下载的用于上传这些身份标识数据的应用程序或者浏览器页面上传，也可以有政务链系统中政府部门的工作人员通过其专用的应用程序或浏览页面进行上传；此外，也可以是政务链系统中有关的商业或企事业单位的工作人员通过应用程序或者浏览页面上传。

在本发明的另外一些实施例中，生态节点还可以采用以浏览器/服务器形式与全节点进行数据交互，这些生态节点可以通过登录账号，访问全节点中的预定资源或数据。

在本发明的实施例的区块链系统中，全节点可以互为备份，其可以采用数据库集群的形式，其数据库可以实时或者按照预定的周期进行数据同步。例如，可以按照数据的性质，对实时性的要求，选择实时同步或者周期同步。这些全节点可以采用分布式存储的形式对生态节点的上链数据进行保存和同步。

在一些实施例中，这些全节点部署于地理位置不同的多个行政区域。例如，可以部署在不同的省份。在另外一些实施例中，全节点还可以部署于同一行政区域的不同行政机构设施内部，例如，可以部署在税务部门、安全部门和监管部门等等。

图2示出了根据本发明实施方式的区块链系统的结构示意图。该区块链系统200可包括全节点201、全节点202、全节点203、全节点204、全节点205和全节点206，生态节点207、生态节点208、生态节点209和生态节点210，其中，全节点201到206之间互为备份，组成一个全节点的系统，可以部署在同一地理位置，也可以部署在不同的地理位置，统一对外，对生态节点提供服务；生态节点207可包括APP1、生态节点208可包括APP2和APP3，生态节点209可包括APP4和APP5、生态节点210可包括APP6，这些APP可以是区块链中不同节点的APP，例如，可以是源头节点、仓储节点、运输节点、销售节点和用户节点的APP等，每个节点可以包括不同厂商的APP等。

在另外一些实施例中，全节点可以是部署在不在行政区域的政务链系统中的数据同步和共享的分布式服务器系统，生态节点可以是不同行政部门对公众提供的客户端口，每种端口可包括一种或多种客户端，这些客户端可供用户上传不同的关联数据。

图3示出了根据本发明实施方式的区块链的数据处理方法的流程示意图。该方法可包括：步骤S301、步骤S302和步骤S303，下面结合具体的例子对上述的步骤进行描述。

S301，通过所述第一类节点获取第一用户的关联数据。

在本发明的实施例中，如上所述，第一类节点可以通过客户端/服务器架构与全节点交互，例如包括多种能够在移动设备上运行的应用程序，也可通过浏览器/服务器架构与全节点进行数据交互等。需要说明的是，第一用户可以是能够与生态节点交互的任意一个用户。在政务链系统中，不同的生态节点处，对应不同种类的第一用户。

在一些实施例中，第一类节点为在移动设备上运行的应用程序，第一用户可以是上传其自身的关联数据的用户，该关联数据可以是该第一用户的身份标识信息，例如，可包括该用户的生物信息和个人特征信息。其中个人生物信息可包括该用户的指纹、面部信息、虹膜信息、身高、体重、性别、医疗数据、声音数据、笔迹数据中的一种或多种。个人特征信息可包括婚姻状况、信用信息、行政处罚、税务信息、车辆信息和不动产信息中的一种或多种。这些身份标识信息可以通过一种或多种应用程序或者浏览页面上传。

在一些实施例中，上传第一用户的关联数据的是第一用户本人，其可以采用应用程序或者浏览器页面的形式。在另外一些实施例中，上传该第一用户的关联数据的是获取这些用户信息的政府机关工作人员，可以采用移动设备的应用程序或者计算机设备的浏览器页面的形式。在另外一些实施例中，上传第一用户的关联数据的人获取这些用户信息的商业机构或有关事业单位或企业的工作人员，可以采用移动设备的应用程序或者计算机设备的浏览器页面等网页上传的形式。

S302，生成所述关联数据的时间戳，并将所述时间戳与所述关联数据打包为预定数据格式。

在本发明的实施例中，为了防止上传到数据链的数据被篡改，所有上链的数据均带有时间戳，例如，在数据采集时抓取采集设备的系统时间，还时间戳可以包括年月日信息。在另外一些实施例中，时间戳可以具体到时、分和秒等。

在将关联数据打上时间戳之后，将时间戳和关联数据打包为预定数据格式，时间戳是上链数据的一部分。

本发明的实施例中，所有的上链数据以时间戳形式记录，完整，真实，可追溯和追责。

S303,对所述预定数据格式的数据进行加密生成不可逆数据，并将加密后的数据上传到区块链系统的第二类节点。

在本发明的实施例中，在将数据上传到区块链系统的网络之前，对数据进行加密生成不可逆数据，例如，可以采用哈希变换进行加密生成不可逆的数据，例如，生成不可逆的字符串。然后，将加密后的数据上传到区块链系统的第二类节点。加密生成的字符串，可以与原始上链数据，即上文描述的关联数据和时间戳，进行关联。也就是说，将原始上链数据，以及通过该原始上链数据加密生成的字符串关联，将关联后的字符串和原始上链数据上传到网络一侧的全节点设备。例如，可以将加密生成的哈希值与原始上链数据关联存储后，上传到网络一侧的全节点设备。

在一些实施例中，在上链数据的加密过程中，使用公钥和私钥。具体而言，私钥是一个32字节随机数，由64个十六进制的字符组成，正常情况下一个账户所生成的私钥与其他账户正好相同的概率几乎为零。

私钥为256位/32个字节，也就是64个16进制字符，例如

070fb48e48f0c6488e0491869ce3e556635728f445045731c4d4859e69735a0b

公钥为512位/64字节，也就是128个16进制字符，例如

4c6c17445245c0e8d2df5ef924934d6488797831a694ee77c00f1ea58f44f0d82d1a594d40097eaed749f230b0cbb36e6656fa500c64eb3ff3b46a6807eb8789

从公钥推导出公钥哈希地址，通常为一串十进制数字，也就是KeyID：

4701480943326592696

从公钥哈希值推导出钱包地址：

0470-1480-9433-2659-2696

需要说明的是，账户：区块链系统上每个账户都由一对密钥定义，一个公钥和一个私钥。私钥是保密的，而公钥对外都是公开的。钱包是一个比较形象的概念，一个账户通常由私钥文件来控制，拥有私钥的用户就可以拥有对应地址的账户里的数据使用权。通常把管理这些数字密钥的软件称为“钱包”。“备份钱包”可以指备份账户的私钥文件，可以包括助记词、Keystore、私钥、种子。纸钱包，纸钱包的实质就是将keystore文件或者私钥以纸质的形式保存(例如，二维码的形式)。

在一种具体的实施例中，钱包地址生成流程可包括：随机数(熵)->助记词->种子->私钥->公钥->钱包地址。其中，随机数可以通过固定词库生成助记词，固定词库可以由用户自己选择。私钥的字符串没有规律可循，并且可读性低难以记忆。在使用钱包保存数据货币时，可以使用到助记词来代替私钥。助记词相当于另一种形式的私钥。

助记词是明文私钥的另一种表现形式，其目的是为了帮助用户记忆复杂的私钥(64位的哈希值)。助记词一般由12、15、18、21个单词构成，这些单词都取自一个固定词库，其生成顺序也是按照一定算法而来。助记词是有序的，且词库很大，排列组合非常多，“撞词”的概率几乎不存在。

助记词的生成可包括下述的几个步骤：

1.生成一个长度为128～256位(bits)的随机序列(熵),例如，长度为128bits。

2.取熵哈希后的前n位作为校验和(n＝熵长度/32)，例如，n为4。

3.随机序列+校验和，例如，将128bits的熵序列和校验和4bits组合，得到132bits.

4.把步骤三得到的结果每11位切割，例如，将132bit每11位切割，得到12块(segments)。

5.步骤四得到的每11位字节匹配固定词库的一个词。

6.步骤五得到的结果就是助记词串。

助记词可以生成种子，种子可以生成私钥。为了从助记词中生成二进制种子，采用哈希算法，把助记词经过多次迭代计算进行加密。当然肯定是不可逆的，可以防止碰撞破解。

本发明实施例采用椭圆曲线数据签名算法(Elliptic Curve Digital SignatureAlgorithm，ECDSA)算法函数，通过调用，可以直接生成密钥对(一个私钥和一个公钥)。通过公钥，先进行SHA-256哈希运算，2.对结果进行SHA-512哈希运算，3.对结果进行64位的循环冗余校验，4.最后进行补全、求余、计算字节效验和等运算，最后构造出一个整型数(KeyID)。5.补全到20字节字符串，用“-”号分隔成五部分，变成XXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXX格式。

本发明实施例中，采用加密算法对生态节点上传的业务数据进行加密，生成的字符串无法反推内容，且哈希值唯一，无法篡改。

第二类节点接收到第一类节点上传的上链数据之后，可以实时地或者按照预定的周期，与其他的全节点进行数据同步。

在本发明的实施例中，所述第二类节点接收通过所述第一类节点中多种应用程序上传的用户的多种身份标识数据，对所述身份标识数据进行分词处理，根据所述分词处理的结果确定所述用户的标签，并将所述用户的标签与所述用户的身份标识数据关联存储。

在一些实施例中，一个用户可以包括多种标签，例如，可以是区域标签，例如，北京、上海等，这些区域可以表示出生地、工作地点、居住起点等等。在另外一些实施例中，标签还可以是个人特征信息的标签，例如，失信人员、老赖等。

在一些实施例中，可以将用户的身份标识数据进行编码存储，而将用户的标签放置于身份标识数据的编码数据之外，也就是说，在访问该用户的身份标识数据时，在对该用户的身份标识数据进行解码获取之前，即可提前获取该用户的标签，这样的存储方式方便通过用户标签进行身份数据验证。

例如，全节点中用户A的地区标签为110，对应北京，如果采用其他的标签，例如，120，对应上海，其验证是不成功。在另外一些实施例中，可以通过多种标签组合验证，例如，可以同时验证区域标签和第一个人特征标签。

本发明实施例提供的标签数据可以保存在编码的数据主体之外，方便获取，在对身份数据的验证中，能够在不解码数据主体的情况下，对用户关联的标签数据进行验证，能够显著提高对用户身份标识数据的验证效率，特别是在用户的身份标识数据的数据总量较多的场景下。

本发明的一些实施例中，所述方法还包括：接收所述第二用户通过所述第一类节点上传的所述第一用户的关联数据，以便所述第二类节点根据所述第一用户的关联数据修正所述第一用户的标签。需要说明的是，第二用户可以是在与生态节点交互的任意一个用户。例如，第二用户可以是在政府中管理预定数据的工作人员。在一些实施例中，用户的标签是综合多种关联数据后确定的，在这样的场景下，用户的标签可以根据新上传的该用户的关联数据进行更新，提高标签数据标注的准确性。

在本发明的一些实施例中，本发明的区块链的数据处理方法还可包括：通过所述第一类节点接收第二用户发送的数据请求，所述数据请求包括所述第二用户的角色属性和请求的数据，其中，所述角色属性对应预定的资源访问权限；向所述第二类节点发送所述数据请求请求的数据。

在本发明的实施例中，第二用户，例如，政务链系统中的政府工作人员，通过预先设置的账号登陆，登陆后可以向全节点发送获取数据的数据请求，该数据请求包括该第二用户的角色属性和请求的数据，其中，该角色属性具有对应预定的资源访问权限。

所述角色属性包括多个层级，每个层级对应一种资源访问权限。访问权限可以包括访问区域的限制，例如，可以分为社区/村级、区级、市级、省级/部级、国家级等多个级别。访问权限还可以根据需要设置人员权限控制，例如，可以分为处级、司级、部级、总理级等级别。

如图4所示，用户401可以设置对应的角色402，具有对应的数据范围407和资源访问权限。每个角色可设置对应的资源403权限，实现对资源的精细粒度控制。这些资源权限可以通过功能404、服务405和字段406等进行设置。例如，规范资源目录，建立资源共享渠道。在一种具体的实施例中，可以建立共享资源池，资源池中包括模块资源、服务资源、数据资源和文档资源，这些资源可以由各个区块链的节点入池。功能权限可以对应模块资源，服务权限可以对应服务资源，字段可以对应数据资源和文档资源等。用户对共享资源池的访问，可以对其中的模块资源、服务资源、数据资源和文档资源等分别设置权限，实现对不同资源的精细粒度控制。

一个角色可以包括对多种不同资源的不同级别的访问权限。例如，角色XX，对政务链的共享资源池中的数据资源具有A级访问权限，对文档资源具有M级访问权限，对服务资源具有N级访问权限等。

本发明实施方式提供的区块链的数据处理中，对上链的业务数据采用去中心化的处理，而在数据获取中采用中心化的分层级处理，对政务链而言，与现有的逐级上报的数据通道传输相比，实现对政务链数据的主权分层级管理，设置访问权限，实现数据可控共享。

本发明实施方式还提供一种区块链系统，如图5所示，该区块链系统500包括第一类节点501和第二类节点502，第一类节点可以上面描述的生态节点，其可以是在智能手机、平板电脑、个人电脑或者笔记本电脑等，第二类节点可以是上面描述的全节点，其可以是计算机或者服务器集群的形式，以分布式的形式进行部署。

所述第一类节点，即生态节点，可以是专用的计算机设备，包括第一存储器5011和第一处理器5012，所述第一存储器存储有计算机指令，所述第一处理器配置为执行所述计算机指令以实现第一类节点对应的方法，所述第二类节点，即全节点，可以是专用的计算机设备，包括第二存储器5021和第二处理器5022，所述第二存储器存储有计算机指令，所述第二处理器配置为执行所述第二存储器存储的计算机指令以实现第二类节点对应的方法。

本发明实施方式还提供一种机器可读的存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上面所述的方法。其中，所述机器可读的存储介质可以包含在第一类节点上的存储介质，又可以包括在第二类节点上的存储介质。在区块链系统中，这些存储介质是非易失性的存储介质。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件结合硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，智能手机或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本发明说明书中使用的术语和措辞仅仅为了举例说明，并不意味构成限定。本领域技术人员应当理解，在不脱离所公开的实施方式的基本原理的前提下，对上述实施方式中的各细节可进行各种变化。因此，本发明的范围只由权利要求确定，在权利要求中，除非另有说明，所有的术语应按最宽泛合理的意思进行理解。

Claims (10)

1.一种区块链的数据处理方法，其特征在于，所述区块链系统包括第一类节点和第二类节点，包括：

通过所述第一类节点获取第一用户的关联数据；

生成所述关联数据的时间戳，并将所述时间戳与所述关联数据打包为预定数据格式；

对所述预定数据格式的数据进行加密生成不可逆数据，并将加密后的数据上传到区块链系统的第二类节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区块链系统包括多个第二类节点，所述第二类节点之间互为备份。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过所述第一类节点接收第二用户发送的数据请求，所述数据请求包括所述第二用户的角色属性和请求的数据，其中，所述角色属性对应预定的资源访问权限；

向所述第二类节点发送所述数据请求请求的数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述角色属性包括多个层级，每个层级对应一种资源访问权限。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关联数据包括所述第一用户的身份标识信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述身份标识信息包括所述第一用户的生物信息和个人特征信息，其中，所述个人特征信息包括婚姻状况、信用信息、行政处罚、税务信息、车辆信息和不动产信息中的一种或多种。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二类节点为计算机集群形式，部署于地理位置不同的多个行政区域。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述资源访问权限包括对模块资源、服务资源、数据资源和文档资源的访问权限。

9.一种区块链系统，其特征在于，包括第一类节点和第二类节点，其中，所述第一类节点包括第一存储器和第一处理器，所述第一存储器存储有计算机指令，所述第一处理器配置为执行所述计算机指令以实现第一类节点对应的方法，所述第二类节点包括第二存储器和第二处理器，所述第二存储器存储有计算机指令，所述第二处理器配置为执行所述第二存储器存储的计算机指令以实现第二类节点对应的方法。

10.一种机器可读的存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1到8所述的方法。