CN110417889A - 一种基于ipfs的数据传输方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于IPFS的数据传输方法及装置。该方法包括：在IPFS网络中发送数据的节点A从智能合约中获取所述节点A和接收数据的节点B的节点映射信息；在所述节点A和所述节点B完成数据传输后，所述节点A将本次数据传输中所述节点A向所述节点B发送的发送字节数据写入所述智能合约中，以及所述节点B将本次数据传输中接收来自所述节点A的接收字节数据写入所述智能合约中；将本次数据传输中发送字节数据和接收字节数据分别对应地累加进入所述智能合约中已有的发送数据信息和接收数据信息并存储在区块链中。该方法利用区块链和智能合约技术使IPFS中节点的交换分类帐数据不可被篡改或编造，保证数据的可靠性。

Description

一种基于IPFS的数据传输方法及装置

技术领域

本发明涉及互联网信息技术领域，具体涉及一种基于IPFS的数据传输方法及装置。

背景技术

星际文件系统(InterPlanetary File System，简称IPFS)是一个面向全球的、点对点的分布式文件存储协议，其定义了文件在分布式系统中如何存储、索引和传输，用于存储和访问文件、网站、应用和数据。

Bitswap(数据块交换)是IPFS的数据交换模型，数据在交换过程中被划分成一个一个的数据块，所有节点拥有的数据块被定义为是一个数据市场，每个节点可以在市场中获取它需要的数据块，同时也贡献它拥有的数据库，所有节点聚集到一起进行数据块的交换。在理想状态下在IPFS中的数据块在节点之间的分布呈互补状态，即不同节点相互之间拥有对方没有的数据，不同节点间可顺畅运行。但在实际应用中，节点必须为其数据块工作。若某个节点没有其对等节点想要的数据，该节点便会在IPFS网络中寻找对等节点想要的数据。这便促进了节点缓存和传播稀有数据块片段。

另外，Bitswap还定义了一种数据库交换策略，以最大化节点和整个交易的绩效，防止某节点只下载不上传，并且对可信节点要宽容。该数据交换策略在执行的过程中会对每个节点生成一个交换分类帐，用来记录节点的信用参数。节点的信用参数影响着它与其他节点间传输数据块的优先级，进而影响了数据传输速度。

然而，由于Bitswap将根据数据库交换策略生成的交换分类帐存储在节点本地，无法避免恶意节点故意删除本地存储的交换分类帐以消除债务的可能，即存在数据被篡改和伪造的情况。

发明内容

为此，本发明提供一种基于IPFS的数据传输方法及装置，以解决现有技术中由于交换分类账存储在节点本地而导致存在数据被篡改和伪造的问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种基于IPFS的数据传输方法，所述方法包括：

在IPFS(InterPlanetary Fi le System，星际文件系统)网络中发送数据的节点A从智能合约中获取所述节点A和接收数据的节点B的节点映射信息；所述节点映射信息为两个节点之间的数据传输信息；

在所述节点A和所述节点B完成数据传输后，所述节点A将本次数据传输中所述节点A向所述节点B发送的发送字节数据写入所述智能合约中，以及所述节点B将本次数据传输中接收来自所述节点A的接收字节数据写入所述智能合约中；

将本次数据传输中发送字节数据和接收字节数据分别对应地累加进入所述智能合约中已有的发送数据信息和接收数据信息并存储在区块链中。

优选地，还包括：将数据块交换信用策略写入所述智能合约中；所述数据块交换信用策略是根据信用策略公式获得的策略，所述信用策略公式为：

P＝1-1/(1+exp(4-2r))

其中，P为信用度，P的值介于[0,1]之间；

r为节点负债率，r＝发送字节数/(接收字节数+1)；

在所述节点A向所述节点B传输数据前，根据所述数据块交换信用策略确定所述节点A和所述节点B之间数据交换的优先级。

优选地，所述节点映射信息和所述数据块交换信用策略被写入所述智能合约的全局变量中。

优选地，在将所述发送字节数据和所述接收字节数据写入所述智能合约之后，并且在所述智能合约将本次数据传输的发送字节数据和接收字节数据分别对应累加进入原有的发送数据信息和接收数据信息之前，还包括：

检验本次数据传输中所述节点A向所述节点B发送的发送字节数据与所述节点B接收来自所述节点A的接收字节数据是否一致；

按照纠正策略对不一致的所述发送字节数据和所述接收字节数据进行取舍；所述纠正策略为所述发送字节数据和所述接收字节数据不一致时选择数据的规则。

其中，所述纠正策略为选择节点A的数据或者信用度高的节点的数据为实际的发送字节数和接收字节数据。

优选地，所述方法还包括将新节点的ID信息及信用度写入所述智能合约并存储在区块链中。

其中，所述节点映射信息包括本地节点的ID(Identity，身份标识号码)、对等节点的ID、发送字节数、接收字节数和时间戳。

本发明的第二方面提供一种基于IPFS的数据传输装置，包括：

智能合约模块，用于存储IPFS网络中的智能合约，所述智能合约包括节点映射信息；所述节点映射信息为节点之间的数据传输信息；

读取模块，用于在IPFS网络中发送数据的节点A从智能合约中获取所述节点A和接收数据的节点B的节点映射信息；

写入模块，在所述节点A和所述节点B完成数据传输后，所述节点A将本次数据传输中所述节点A向所述节点B发送的发送字节数据写入所述智能合约中，所述节点B将本次数据传输中接收来自所述节点A的接收字节数据写入所述智能合约中；

累加模块，用于将本次数据传输中发送字节数据和接收字节数据分别对应地累加进入所述智能合约中已有的发送数据信息和接收数据信息；

节点存储模块，用于存储所述智能合约中的所述发送数据信息和接收数据信息。

优选地，所述智能合约模块还包括数据块交换信用策略，所述数据块交换信用策略是根据信用策略公式获得的策略，所述信用策略公式为：

P＝1-1/(1+exp(4-2r))

其中，P为信用度，P的值介于[0,1]之间，r为节点负债率，

r＝发送字节数/(接收字节数+1)；

在所述节点A向所述节点B传输数据前，根据所述数据块交换信用策略确定所述节点A和所述节点B之间数据交换的优先级。

优选地，所述装置还包括：

稽核模块，用于检验本次数据传输中所述节点A向所述节点B发送的发送字节数据与所述节点B接收来自所述节点A的接收字节数据是否一致；

纠正模块，用于在所述发送字节数据和所述接收字节数据不一致时纠正所述发送字节数据和所述接收字节数据。

本发明具有如下优点：

本发明提供的基于IPFS的数据传输方法，当节点A向节点B传输数据时，节点A从智能合约中获取所述节点A和接收数据的节点B的节点映射信息，在所述节点A和所述节点B完成数据传输后，所述节点A将本次数据传输中所述节点A向所述节点B发送的发送字节数据写入所述智能合约中，所述节点B将本次数据传输中接收来自所述节点A的接收字节数据写入所述智能合约中；然后，将本次数据传输中发送字节数据和接收字节数据分别对应地累加进入所述智能合约中已有的发送数据信息和接收数据信息并存储在区块链中，即利用区块链和智能合约技术使IPFS中节点的交换分类帐数据不可被篡改或编造，确保数据的可靠性；而且只要互联网存在，该区块链就会被保留，保证节点间的认证不中断。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为本发明实施例提供的一种基于IPFS的数据传输方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种基于IPFS的数据传输装置的原理框图；

图3为本发明实施例提供的另一种基于IPFS的数据传输装置的原理框图。

在附图中：

1：智能合约模块 2：读取模块

3：写入模块 4：累加模块

5：节点存储模块 6：稽核模块

7：纠正模块

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本实施例提供一种基于IPFS的数据传输方法。如图1所示，基于IPFS的数据传输方法包括：

步骤S1，将IPFS网络中的节点映射信息和数据块交换信用策略写入智能合约，并将其存储在区块链中。

智能合约是一种信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议，其允许在没有第三方的情况下进行可信交易，而且这些交易可追踪且不可逆转。简单的说，智能合约是“执行合约条款的计算机交易协议”，区块链上的所有用户都可以看到基于区块链的智能合约。

在本实施例中，将节点映射信息写入智能合约中，其中，节点映射信息为两个节点之间的数据传输信息，至少包括本地节点的ID、对等节点的ID、发送字节数、接收字节数和时间戳。

在本实施例的一个可选实施方式中，将数据块交换信用策略一同写入智能合约。数据块交换信用策略是根据信用策略公式获得的策略，信用策略公式至少是由发送字节数和接收字节数形成的策略公式，具体地，信用策略公式为：

P＝1-1/(1+exp(4-2r))

其中，P为信用度，P的值介于[0,1]之间；

r为节点负债率，节点负债率r＝发送字节数/(接收字节数+1)。

作为本实施例的一个可选实施方式，在步骤S1中，将节点映射信息和数据块交换信用策略写入智能合约的全局变量中，以供IPFS网络中所有参与智能合约的节点进行读取。

在本实施例中，如果在IPFS网络有新节点接入时，将该新节点的ID信息同步写入智能合约的本地节点中，并存储在区块链中，即代表将新接入的节点加入到数据交换信用策略的智能合约中。

步骤S2，将发送节点的初始化信息写入区块链中。

将节点的ID信息同步写入到智能合约的本地节点ID中，并存储至区块链中。

步骤S3，在IPFS网络中，任意两个节点准备发起数据传输时，发送数据的节点A首先从区块链中搜索本地节点ID为节点A的ID、对等节点ID为准备接收数据的节点B的ID，以及节点A和节点B的映射信息，从映射信息中取到发送字节数和接收字节数。

在本实施例步骤S3中，还包括从区块链的智能合约中还读取到数据交换信用策略公式，节点A根据信用策略公式计算出一个数值，该数值即代表节点B对节点A的信用度。根据该信用度确定两个节点间的数据交换优先级。

步骤S4，节点A根据节点B的数据交换优先级向节点B传输数据。

步骤S5，节点A将本次数据传输中向节点B发送的发送字节数据写入智能合约中，以及节点B将本次数据传输中接收来自节点A的接收字节数据写入智能合约中。

当节点A和节点B完成数据传输后，节点B将peer.close置为ture，即关闭数据传输，节点A将本次数据传输中向节点B发送的发送字节数据写入智能合约中，以及节点B将本次数据传输中接收来自节点A的接收字节数据写入智能合约中。

步骤S6，将本次数据传输中发送字节数据和接收字节数据分别对应地累加进入智能合约中已有的发送数据信息和接收数据信息。

假如在IPFS网络的区块链中存储着两组数据交换信用信息，如表1所示，当节点A作为本地节点向节点B共发送了500字节的数据，同时节点B作为对等节点接收了节点A发送来的500字节的数据；而本地节点B作为发送节点向节点A共发送了150字节的数据，同时，节点A作为对等节点共节点B发来的150字节的数据。

表1

本地节点	对等节点	发送字节数	接收字节数
				A	B	500	150
B	A	150	500

当节点A和节点B之间发生了100字节的数据传输。在数据传输结束后，节点A向智能合约中写入本次数据传输中发送的发送字节数据，节点B向智能合约写入本次数据传输总接收的接收字节数据；再由智能合约分别将发送字节数据和接收字节数据累加进智能合约中已有的发送数据信息和接收数据信息中，智能合约变更后的数据见表2。在表2中，节点A作为发送节点向对等节点B累计发送600字节数据，同时，节点B作为对等节点累计接收600字节数据。

表2

本地节点	对等节点	发送字节数	接收字节数
				A	B	600	150
B	A	150	600

作为本实施例的一个可选实施例方式，基于IPFS的数据传输方法在步骤S5和步骤S6之间还包括：

检验本次数据传输中节点A向节点B发送的发送字节数据与节点B接收来自节点A的接收字节数据是否一致。

例如，当节点A向节点B传送了100字节的数据，但节点A向智能合约写入发送字节数据为100字节，但节点B向智能合约写入接收字节数据为90字节，此时智能合约的稽核规则检查出该组数据存在差异，并采取相应的策略进行纠正。

按照纠正策略对不一致的发送字节数据和接收字节数据进行取舍；纠正策略为发送字节数据和接收字节数据不一致时选择数据的规则。

纠正策略可以采用不同的方式，如认为数据发送方的数据可靠性更可靠，则选择节点A的数据作为实际的发送字节数和接收字节数据。或者，选择信用度高的节点的数据为实际的发送字节数和接收字节数据。

步骤S7，将智能合约的数据存储在区块链中。

利用智能合约将两个节点发送字节数据和接收字节数据分别累加到对应的节点后存储在区块链中，利用区块链和智能合约技术数据不易被篡改和编造的特点，保证发送和接收数据的可靠性。

本发明提供的基于IPFS的数据传输方法，当节点A向节点B传输数据时，节点A从智能合约中获取节点A和接收数据的节点B的节点映射信息，在节点A和节点B完成数据传输后，节点A将本次数据传输中节点A向节点B发送的发送字节数据写入智能合约中，节点B将本次数据传输中接收来自节点A的接收字节数据写入智能合约中；然后，将本次数据传输中发送字节数据和接收字节数据分别对应地累加进入智能合约中已有的发送数据信息和接收数据信息并存储在区块链中，即利用区块链和智能合约技术使IPFS中节点的交换分类帐数据不可被篡改或编造，确保数据的可靠性；而且只要互联网存在，该区块链就会被保留，保证节点间的认证不中断。

本实施例还提供一种基于IPFS的数据传输装置。如图2所示，基于IPFS的数据传输装置包括智能合约模块1、读取模块2、写入模块3、累加模块4和节点存储模块5，其中，

智能合约模块1，用于存储IPFS网络中的智能合约。

智能合约包括节点映射信息和数据块交换信用策略；其中，节点映射信息为两个节点之间的数据传输信息，至少包括本地节点的ID、对等节点的ID、发送字节数、接收字节数和时间戳。

数据块交换信用策略是根据信用策略公式获得的策略，信用策略公式至少是由发送字节数和接收字节数形成的策略公式，具体地，信用策略公式为：

P＝1-1/(1+exp(4-2r))

其中，P为信用度，P的值介于[0,1]之间；

r为节点负债率，节点负债率r＝发送字节数/(接收字节数+1)。

作为本实施例的一个可选实施方式，将节点映射信息和数据块交换信用策略写入智能合约的全局变量中，以供IPFS网络中所有参与智能合约的节点进行读取。

读取模块2，用于在IPFS网络中发送数据的节点A从智能合约中获取节点A和接收数据的节点B的节点映射信息。

写入模块3，在节点A和节点B完成数据传输后，节点A将本次数据传输中节点A向节点B发送的发送字节数据写入智能合约中，节点B将本次数据传输中接收来自节点A的接收字节数据写入智能合约中。

累加模块4，用于将本次数据传输中发送字节数据和接收字节数据分别对应地累加进入智能合约中已有的发送数据信息和接收数据信息。

累加模块4的具体实施方式与本实施例提供的基于IPFS的数据传输方法中步骤S6相同，在此不再赘述。

节点存储模块5，用于存储智能合约以及智能合约中的发送数据信息和接收数据信息。

将发送数据信息和接收数据信息存储在节点中，IPFS网络中的其他节点根据智能合约能够读取。

作为本实施例的一个可选实施方式，如图3所示，基于IPFS的数据传输装置还包括稽核模块6和纠正模块7，其中，

稽核模块6，用于检验本次数据传输中节点A向节点B发送的发送字节数据与节点B接收来自节点A的接收字节数据是否一致。

纠正模块7，用于在发送字节数据和接收字节数据不一致时纠正发送字节数据和接收字节数据。

稽核模块6和纠正模块7的具体实施方式与基于IPFS的数据传输方法中对应部分相同，在此不再赘述。

本实施例提供的基于IPFS的数据传输装置，当节点A向节点B传输数据时，节点A从智能合约中获取节点A和接收数据的节点B的节点映射信息，在节点A和节点B完成数据传输后，节点A将本次数据传输中节点A向节点B发送的发送字节数据写入智能合约中，节点B将本次数据传输中接收来自节点A的接收字节数据写入智能合约中；然后，将本次数据传输中发送字节数据和接收字节数据分别对应地累加进入智能合约中已有的发送数据信息和接收数据信息并存储在区块链中，即利用区块链和智能合约技术使IPFS中节点的交换分类帐数据不可被篡改或编造，确保数据的可靠性；而且只要互联网存在，该区块链就会被保留，保证节点间的认证不中断。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于IPFS的数据传输方法，其特征在于，所述方法包括：

在IPFS(InterPlanetary File System，星际文件系统)网络中发送数据的节点A从智能合约中获取所述节点A和接收数据的节点B的节点映射信息；所述节点映射信息为两个节点之间的数据传输信息；

在所述节点A和所述节点B完成数据传输后，所述节点A将本次数据传输中所述节点A向所述节点B发送的发送字节数据写入所述智能合约中，以及所述节点B将本次数据传输中接收来自所述节点A的接收字节数据写入所述智能合约中；

将本次数据传输中发送字节数据和接收字节数据分别对应地累加进入所述智能合约中已有的发送数据信息和接收数据信息并存储在区块链中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

将数据块交换信用策略写入所述智能合约中；所述数据块交换信用策略是根据信用策略公式获得的策略，所述信用策略公式为：

P＝1-1/(1+exp(4-2r))

其中，P为信用度，P的值介于[0,1]之间；

r为节点负债率，r＝发送字节数/(接收字节数+1)；

在所述节点A向所述节点B传输数据前，根据所述数据块交换信用策略确定所述节点A和所述节点B之间数据交换的优先级。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述节点映射信息和所述数据块交换信用策略被写入所述智能合约的全局变量中。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在将所述发送字节数据和所述接收字节数据写入所述智能合约之后，并且在所述智能合约将本次数据传输的发送字节数据和接收字节数据分别对应累加进入原有的发送数据信息和接收数据信息之前，还包括：

检验本次数据传输中所述节点A向所述节点B发送的发送字节数据与所述节点B接收来自所述节点A的接收字节数据是否一致；

按照纠正策略对不一致的所述发送字节数据和所述接收字节数据进行取舍；所述纠正策略为所述发送字节数据和所述接收字节数据不一致时选择数据的规则。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述纠正策略为：选择节点A的数据或者信用度高的节点的数据为实际的发送字节数和接收字节数据。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将新节点的ID信息及信用度写入所述智能合约并存储在区块链中。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的方法，其特征在于，所述节点映射信息包括本地节点的ID(Identity，身份标识号码)、对等节点的ID、发送字节数、接收字节数和时间戳。

8.一种基于IPFS的数据传输装置，其特征在于，包括：

智能合约模块，用于存储IPFS网络中的智能合约，所述智能合约包括节点映射信息；所述节点映射信息为节点之间的数据传输信息；

读取模块，用于在IPFS网络中发送数据的节点A从智能合约中获取所述节点A和接收数据的节点B的节点映射信息；

写入模块，在所述节点A和所述节点B完成数据传输后，所述节点A将本次数据传输中所述节点A向所述节点B发送的发送字节数据写入所述智能合约中，所述节点B将本次数据传输中接收来自所述节点A的接收字节数据写入所述智能合约中；

累加模块，用于将本次数据传输中发送字节数据和接收字节数据分别对应地累加进入所述智能合约中已有的发送数据信息和接收数据信息；

节点存储模块，用于存储所述智能合约中的所述发送数据信息和接收数据信息。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述智能合约模块还包括数据块交换信用策略，所述数据块交换信用策略是根据信用策略公式获得的策略，所述信用策略公式为：

P＝1-1/(1+exp(4-2r))

其中，P为信用度，P的值介于[0,1]之间，r为节点负债率，

r＝发送字节数/(接收字节数+1)；

在所述节点A向所述节点B传输数据前，根据所述数据块交换信用策略确定所述节点A和所述节点B之间数据交换的优先级。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

稽核模块，用于检验本次数据传输中所述节点A向所述节点B发送的发送字节数据与所述节点B接收来自所述节点A的接收字节数据是否一致；

纠正模块，用于在所述发送字节数据和所述接收字节数据不一致时纠正所述发送字节数据和所述接收字节数据。