CN110099114A - 区块链和ipfs协议的文件存储方法、系统、终端及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链和IPFS协议的文件存储方法，包括：获取用户上传的文件，并获取用户选定的各个存储节点；根据各个所述存储节点，对所述文件进行分片以得到多个分片文件，并且各个分片文件的大小能够进行适应性调整；获取每个所述分片文件的分片信息以形成分片文件存储信息路由表；将各个所述分片文件存储至各个所述存储节点；对每个所述分片文件进行加密以得到每个所述分片文件的密文。本发明还公开了一种基于IPFS协议的文件存储系统、终端及可读存储介质。本发明的技术方案旨在解决现有的IPFS文件存储方法不利于保护数据的隐私性的问题。

Description

区块链和IPFS协议的文件存储方法、系统、终端及存储介质
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于区块链和IPFS协议的文件存储方法、应用该基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的系统、终端和计算机可读存储介质。
背景技术
区块链(Blockchain)是由节点参与的去中心化的分布式数据库系统，它的特点是不可篡改、不可伪造及可追溯，也可以将其理解为账簿系统。
星际文件系统(Inter Planetary File System，IPFS)是一个旨在创建持久且分布式存储和共享文件的网络传输协议。IPFS是通用的，并且存储限制很少。其服务的文件可大可小，并可以自动将大的文件切割成小块，使节点不仅可以像HTTP一样从一台服务器上下载文件，还可以从数百台服务器上进行同步下载。IPFS可以将大文件按固定大小切片并明文存储到系统中。大文件按照固定大小切片，这会导致大的文件被切分成特别多的文件分片，小的文件则所有内容被明文显示到系统中某些节点上。因此，现有的IPFS文件存储方法不利于保护数据的隐私性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于区块链和IPFS协议的文件存储方法，旨在解决现有的IPFS文件存储方法不利于保护数据的隐私性的问题。
为实现上述目的，本发明提供的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法包括如下步骤：
获取用户上传的文件，并获取用户选定的各个存储节点；
根据各个所述存储节点，对所述文件进行分片以得到多个分片文件，其中，各个所述分片文件的大小能够进行适应性调整；
获取每个所述分片文件的分片信息以形成分片文件存储信息路由表；
将各个所述分片文件存储至各个所述存储节点；
对每个所述分片文件进行加密以得到每个所述分片文件的密文。
优选地，所述对每个所述分片文件进行加密以得到每个所述分片文件的密文的步骤之后，还包括：
获取为每个所述分片文件设置的冗余节点；
将每个所述存储节点接收到的所述分片文件的密文通过广播的方式发送至对应的所述冗余节点。
优选地，所述获取每个所述分片文件的分片信息以形成分片文件存储信息路由表的步骤，包括：
获取每个所述分片文件对应的存储节点；
获取为每个所述分片文件对应设置的冗余节点；
根据每个所述分片文件对应的所述存储节点和所述冗余节点，形成所述分片文件存储信息路由表。
优选地，所述根据各个所述存储节点，对所述文件进行分片以得到多个分片文件的步骤，包括：
根据用户选定的所述存储节点，确定存储节点数量；
获取预设的自适应分片规则；
根据所述存储节点数量和所述自适应分片规则，对所述文件分片形成与所述存储节点数量相等的多个分片文件。
优选地，所述将各个所述分片文件存储至各个所述存储节点的步骤，包括：
获取每个所述存储节点对应的分片文件；
控制每个所述存储节点下载对应的所述分片文件。
优选地，所述对每个所述分片文件进行加密以得到每个所述分片文件的密文的步骤之后，还包括：
在侦测到用户的文件下载请求时，获取所述文件的哈希值，并获取所述文件的分片文件存储信息路由表；
获取所述分片文件存储信息路由表中所述文件对应的各个所述分片文件的存储节点；
从各个所述存储节点下载各个所述分片文件对应的密文；
对各个所述密文进行解密操作和合并操作，以获得用户请求下载的所述文件。
优选地，所述从各个所述存储节点下载各个所述分片文件对应的密文的步骤之后，还包括：
判断从每一个所述存储节点下载所述分片文件对应的密文是否成功；
在从所述存储节点下载所述分片文件对应的密文不成功时，从所述分片文件存储信息路由表中获取所述冗余节点信息；
从所述冗余节点下载所述分片文件对应的密文。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于IPFS协议的文件存储系统，应用如上述任一项所述的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端，包括：存储器、处理器、以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述任一项所述的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的步骤。
在本发明的技术方案中，该基于区块链和IPFS协议的文件存储方法获取用户上传的文件，并获取用户选定的各个存储节点；根据各个所述存储节点，对所述文件进行分片以得到多个分片文件；获取每个所述分片文件的分片信息以形成分片文件存储信息路由表；将各个所述分片文件存储至各个所述存储节点；对每个所述分片文件进行加密以得到每个所述分片文件的密文。因此，本发明通过增加根据文件大小自适应切片和对每个分片文件进行加密的技术手段，达到无论多大的文件都会被切片存储并能够以密文的形式保存切片文件，从而解决文件切片存储时数据明文显示到系统中某些节点上的问题，从而很大程度上改善用户数据隐私性的技术问题。
附图说明
图1为本发明基于区块链和IPFS协议的文件存储系统一实施例的示意图；
图2为本发明基于区块链和IPFS协议的文件存储方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明终端一实施例的模块结构示意图。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
请参阅图1和图2，为实现上述目的，本发明的第一实施例中提供一种基于区块链和IPFS协议的文件存储方法，包括如下步骤：
步骤S10，获取用户上传的文件，并获取用户选定的各个存储节点；
步骤S20，根据各个所述存储节点，对所述文件进行分片以得到多个分片文件，其中，各个所述分片文件的大小能够进行适应性调整；
步骤S30，获取每个所述分片文件的分片信息以形成分片文件存储信息路由表；
步骤S40，将各个所述分片文件存储至各个所述存储节点；
步骤S50，对每个所述分片文件进行加密以得到每个所述分片文件的密文。
在本发明的技术方案中，该基于区块链和IPFS协议的文件存储方法获取用户上传的文件，并获取用户选定的各个存储节点；根据各个所述存储节点，对所述文件进行分片以得到多个分片文件；获取每个所述分片文件的分片信息以形成分片文件存储信息路由表；将各个所述分片文件存储至各个所述存储节点；对每个所述分片文件进行加密以得到每个所述分片文件的密文。因此，本发明通过增加根据文件大小自适应切片和对每个分片文件进行加密的技术手段，达到无论多大的文件都会被切片存储并能够以密文的形式保存切片文件，从而解决文件切片存储时数据明文显示到系统中某些节点上的问题，从而很大程度上改善用户数据隐私性的技术问题。
本发明中，基于区块链和IPFS协议的文件存储方法应用于一种基于区块链和IPFS协议的文件存储系统。该系统包括区块链、IPFS和如图1所示的中心服务器和与所述中心服务器连接的各个存储节点(一级云盒)和冗余节点(二级云盒)；还可以进一步包括分别与中心服务器连接的用户终端、应用部署平台、大数据日志分析平台，以及与所述应用部署平台连接的运营人员管理平台，和与所述大数据日志分析平台连接的大屏显示统一监控平台。
本发明中，每一个IPFS节点上都会存一个地图，每个地图之间互相连接，所有IPFS节点地图加起来变成一个分布式哈希表。当用户向网络请求数据的时候，会根据数据本身的ID哈希值，采用数学计算的方式查找用户想要的资源存储于哪台机子上，然后在用户的客户端与存储节点之间建立起一种连接，以使用户下载需要的数据。现有技术中的IPFS不加密文件，加密任务是应用层的事情，所以，通常情况下用户只能根据情况自己开发加密层。类似于HTTP也不包含加密功能，加密是靠HTTPS实现的；IPFS是按照固定大小进行切片的，需要应用层去设置。
本发明的分片文件加密通过加密模块实现，让文件分片存储后自动按照预设的算法进行加密，为了避免加密过程对降低件存储速度，可以在分片文件存储至各个存储节点之后，再在各个存储节点中对存储的分片文件进行加密，而不是先将分片文件加密之后，再将分片文件存储至各个存储节点。
对文件进行分片以得到多个分片文件的过程中，各个分片的大小可以进行适应性调整。
基于本发明的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的第一实施例，本发明的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的第二实施例中，所述步骤S50之后，还包括：
步骤S60，获取为每个所述分片文件设置的冗余节点；
步骤S70，将每个所述存储节点接收到的所述分片文件的密文通过广播的方式发送至对应的所述冗余节点。
该存储节点和冗余节点为云盒，每个所述分片文件设置的冗余节点数量不限，在本实施例中，将用户上传的文件存储至三个云盒节点，例如，存储至001号云盒、003号云盒，以及005号云盒。首先将用户上传的文件分成三片，以形成三个分片文件。在本实施例中，第一个分片文件设置的存储节点为001号云盒，且对应设置的冗余节点为011号云盒和012号云盒。
运营人员通过后台上传apk，中心服务器进行文件分片，然后中心服务器记录分片信息，再由中心节点推送各个分片文件。中心节点推送第一个分片文件至001号云盒。在001号云盒接收到第一个分片文件后返回相关信息，并通过广播的方式将第一个分片文件广播至冗余节点011号云盒和012号云盒。
广播的范围由IPFS底层协议控制，并由中心节点定制广播规则和发送相关指令。
基于本发明的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的第二实施例，本发明的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的第三实施例中，所述步骤S30，包括：
步骤S31，获取每个所述分片文件对应的存储节点；
步骤S32，获取为每个所述分片文件对应设置的冗余节点；
步骤S33，根据每个所述分片文件对应的所述存储节点和所述冗余节点，形成所述分片文件存储信息路由表。
以上述第二实施例中第一个分片文件的分片信息为例，维护的分片文件存储信息路由表可以为(001blife.apk kfhalfja 1/3llsdakld 011 012)，以表示第一个分片文件为原文件的1/3分片，且对应的存储节点为001号云盒，对应的冗余节点为011号云盒和012号云盒。
中心服务器重复上述操作，以对原文件的第2/3分片和3/3分片进行推送和广播，最终在中心节点形成一张完整的分片文件存储信息路由表。
存储节点003号云盒，对应的冗余节点为031号云盒和032号云盒；存储节点005号云盒，对应的冗余节点为051号云盒和052号云盒。
基于本发明的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的第一实施例至第三实施例，本发明的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的第四实施例中，所述步骤S20，包括：
步骤S21，根据用户选定的所述存储节点，确定存储节点数量；
步骤S22，获取预设的自适应分片规则；
步骤S23，根据所述存储节点数量和所述自适应分片规则，对所述文件分片形成与所述存储节点数量相等的多个分片文件。
本发明通过设置自适应切片模块，以根据文件大小按照对应的自适应分片规则将文件切分成对应的片，并能尽量满足各种文件的切割，达到各种类型的文件的自适应。
本发明主要提供了一种基于IPFS协议的根据文件大小自适应的切片及加密存储技术，通过自适应的切片算法和满足要求的加密技术组成。自适应切片模块负责完成文件的切片功能，加密部分完成将每个切片文件内容进行加密功能，来解决数据的隐私性问题。
具体的，以存储一个100M的文件为例，首先读取用户上传的文件内容，以获得文件内容；然后，进行文件切片，将文件内容按照自适应切片规则进行切片，比如将文件最终切成了N片，然后得到每个切片文件内容；接着，对每个切片文件内容加密：将每个切片文件内容经过加密模块进行数据的加密，得到每个切片文件内容的密文。
切片文件内容加密的步骤可以放在步骤S40之前进行，也可以放在步骤S40之后进行。
基于本发明的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的第一实施例至第四实施例，本发明的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的第五实施例中，所述步骤S40，包括：
步骤S41，获取每个所述存储节点对应的分片文件；
步骤S42，控制每个所述存储节点下载对应的所述分片文件。
中心节点推送每个分片文件至对应的存储节点，推送方式可以有多种，在本实施例中，可以控制每一个存储节点下载对应的分片文件，并具体采用一期实现的可控制某个云盒下载某个文件。
在本实施例中，还可以建立IPFS协议UPD协议通讯，需用户的客户端提供接口能力以下载对应的分片文件。
基于本发明的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的第一实施例至第五实施例中的任一项，本发明的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的第六实施例中，所述步骤S50之后，还包括：
步骤S80，在侦测到用户的文件下载请求时，获取所述文件的哈希值，并获取所述文件的分片文件存储信息路由表；
步骤S90，获取所述分片文件存储信息路由表中所述文件对应的各个所述分片文件的存储节点；
步骤S100，从各个所述存储节点下载各个所述分片文件对应的密文；
步骤S110，对各个所述密文进行解密操作和合并操作，以获得用户请求下载的所述文件。
实施例一至实施例五描述的是文件切片和加密存储流程，实施例六介绍的是用户下载文件的方法。
以用户下载apk为例，下载文件的步骤如下：
用户的终端(例如，手机)向中心服务器发送基于http的下载请求；
中心服务器接收到下载请求后，计算原始文件哈希值，并在数据库中心查询该文件的分片文件存储信息路由表，并将该分片文件存储信息路由表返回至用户的终端；
用户的终端分别从001号云盒、003号云盒和005号云盒获取分片文件；
用户的终端将获取的分片文件进行解密操作和合并操作，最终将分片的文件恢复成原始文件供用户使用。
基于本发明的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的第二实施例或第三实施例，本发明的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的第七实施例中，所述步骤S100之后，还包括：
步骤S120，判断从每一个所述存储节点下载所述分片文件对应的密文是否成功；
在从所述存储节点下载所述分片文件对应的密文不成功时，执行步骤S130，从所述分片文件存储信息路由表中获取所述冗余节点信息；
步骤S140，从所述冗余节点下载所述分片文件对应的密文。
在本实施例六中，如从001号云盒、003号云盒和005号云盒获取分片文件查找不到，则利用IPFS广播从对应的冗余节点中获取该分片文件对应的密文。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于IPFS协议的文件存储系统，应用如上述任一项所述的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法。
由于本实施例系统的技术方案至少包括上述基于区块链和IPFS协议的文件存储方法实施例的全部技术方案，因此至少具有以上实施例的全部技术效果，此处不再一一赘述。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端，存储器、处理器、以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述任一实施例所述的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的步骤。
由于本实施例终端的技术方案至少包括上述基于区块链和IPFS协议的文件存储方法实施例的全部技术方案，因此至少具有以上实施例的全部技术效果，此处不再一一赘述。
请参阅图3，在某些具体实施方式中，该终端可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002及网络共享模块1006。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，前端通过上述用户接口1003获取数据。网络接口1004包括标准的有线接口，且可选的可以包括标准无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图3中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的第一实施例至第八实施例中任一项的步骤。
由于本实施例计算机可读存储介质的技术方案至少包括上述基于区块链和IPFS协议的文件存储方法实施例的全部技术方案，因此至少具有以上实施例的全部技术效果，此处不再一一赘述。
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上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个计算机可读存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备进入本发明各个实施例所述的方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“另一实施例”、“其他实施例”、或“第一实施例～第X实施例”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、方法步骤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。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于区块链和IPFS协议的文件存储方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取用户上传的文件，并获取用户选定的各个存储节点；
根据各个所述存储节点，对所述文件进行分片以得到多个分片文件，其中，各个所述分片文件的大小能够进行适应性调整；
获取每个所述分片文件的分片信息以形成分片文件存储信息路由表；
将各个所述分片文件存储至各个所述存储节点；
对每个所述分片文件进行加密以得到每个所述分片文件的密文。
2.根据权利要求1所述的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法，其特征在于，所述对每个所述分片文件进行加密以得到每个所述分片文件的密文的步骤之后，还包括：
获取为每个所述分片文件设置的冗余节点；
将每个所述存储节点接收到的所述分片文件的密文通过广播的方式发送至对应的所述冗余节点。
3.根据权利要求2所述的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法，其特征在于，所述获取每个所述分片文件的分片信息以形成分片文件存储信息路由表的步骤，包括：
获取每个所述分片文件对应的存储节点；
获取为每个所述分片文件对应设置的冗余节点；
根据每个所述分片文件对应的所述存储节点和所述冗余节点，形成所述分片文件存储信息路由表。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法，其特征在于，所述根据各个所述存储节点，对所述文件进行分片以得到多个分片文件的步骤，包括：
根据用户选定的所述存储节点，确定存储节点数量；
获取预设的自适应分片规则；
根据所述存储节点数量和所述自适应分片规则，对所述文件分片形成与所述存储节点数量相等的多个分片文件。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法，其特征在于，所述将各个所述分片文件存储至各个所述存储节点的步骤，包括：
获取每个所述存储节点对应的分片文件；
控制每个所述存储节点下载对应的所述分片文件。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法，其特征在于，所述对每个所述分片文件进行加密以得到每个所述分片文件的密文的步骤之后，还包括：
在侦测到用户的文件下载请求时，获取所述文件的哈希值，并获取所述文件的分片文件存储信息路由表；
获取所述分片文件存储信息路由表中所述文件对应的各个所述分片文件的存储节点；
从各个所述存储节点下载各个所述分片文件对应的密文；
对各个所述密文进行解密操作和合并操作，以获得用户请求下载的所述文件。
7.根据权利要求2或3所述的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法，其特征在于，所述从各个所述存储节点下载各个所述分片文件对应的密文的步骤之后，还包括：
判断从每一个所述存储节点下载所述分片文件对应的密文是否成功；
在从所述存储节点下载所述分片文件对应的密文不成功时，从所述分片文件存储信息路由表中获取所述冗余节点信息；
从所述冗余节点下载所述分片文件对应的密文。
8.一种基于IPFS协议的文件存储系统，其特征在于，应用如权利要求1至7中任一项所述的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法。
9.一种终端，其特征在于，包括：存储器、处理器、以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的基于区块链和IPFS协议的文件存储方法的步骤。
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