CN110490741B - 一种区块链中数据有效性及可控性管理的装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种区块链中数据有效性及可控性管理的装置与方法，本装置包含权限管理模块、内容链管理模块和数据创建使用模块；权限管理模块用于构建授权令牌，并将授权令牌下发给数据使用方；内容链管理模块用于构建并更新内容链，并在内容链更新时产生最新内容指针；数据创建使用模块用于向具有授权令牌的数据使用方提供数据持有方的数据，数据使用方根据数据持有方数据从区块链上获取最新内容指针，校验数据的有效性。本发明数据创建使用模块在使用时通过调用内容链管理模块实现数据有效性管理，通过调用权限管理模块实现数据可控性管理，可应用于区块链的各个领域。

Description

一种区块链中数据有效性及可控性管理的装置与方法

技术领域

本发明涉及数据有效性及可控性管理领域，具体涉及一种区块链中数据有效性及可控性管理的装置与方法。

背景技术

区块链技术具有加密保护、全网共识、不可篡改等优势，很多企业、部门机构利用区块链存储数据，如电子票据、电子合同、电子病历等。在数据生命周期内，数据会被创建、多次使用、多次变更，产生多种交易上链，这些交易中通常只保存数据的必要信息，数据完整内容只处于数据创建、数据变更等有限的过程。

如果想获得数据最新的内容，一种方法是在区块链中进行遍历，查找到数据创建或变更的交易，从而找到最新内容，这种方法存在的问题是无法控制追溯多少次能查找到最新内容，影响用户体验，增加区块链负担；另一种方法是在数据库维护数据最新内容在区块链中的位置，根据位置信息从区块链快速获取数据，这种方法存在的问题是，若数据库损坏或被篡改，由于数据使用方无法识别是否是有效数据，数据使用方可能将旧数据误认为有效数据。另外，无论哪种方法，数据使用方在权限范围内直接获取数据使用，数据持有方对自己的数据被谁用过、什么时间用过、用来干什么等信息不可控。

数据有效性指从区块链获取的数据是真实的、最新的。数据可控性指数据持有方对数据可控制。在区块链中遍历或是在维护数据最新内容在区块链中的位置，都无法有效解决区块链中数据有效性及可控性管理的问题。

发明内容

本发明实施例中提供了一种区块链中数据有效性及可控性管理的装置与方法，以解决区块链中数据有效性及可控性管理问题。

本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种区块链中数据有效性及可控性管理的装置，所述装置包含权限管理模块、内容链管理模块和数据创建使用模块；所述数据创建使用模块在使用时通过调用所述内容链管理模块实现数据有效性管理，通过调用所述权限管理模块实现数据可控性管理；

所述权限管理模块用于构建授权令牌，由数据持有方将所述授权令牌发送给数据使用方查看和使用；所述内容链管理模块用于构建并更新内容链，并在内容链更新时产生最新内容指针；所述数据创建使用模块用于数据创建方创建数据存储到区块链，数据使用方从区块链上获取所述最新内容指针，校验数据的有效性，使用数据。

进一步地，所述权限管理模块包含授权令牌构建子模块、授权令牌校验子模块和授权令牌使用子模块；

所述授权令牌构建子模块用于构建授权令牌，并将授权令牌发送给数据使用方；所述授权令牌校验子模块用于核验授权令牌内容是否正确；所述授权令牌使用子模块用于查看数据的哈希值、数据的最新内容指针。

进一步地，所述内容链管理模块包含内容链创建子模块、内容链更新子模块、内容链查询子模块；所述内容链创建子模块用于数据存储到区块链上时构建内容链，并产生最新内容指针；所述内容链更新子模块用于数据更新时更新内容链并产生新的最新内容指针；所述内容链查询子模块，用于数据使用方从区块链上查询数据的最新内容指针。

进一步地，所述内容链由多个数据的最新内容指针逻辑上连接而成，每个最新内容指针包括前一个指针、数据最新内容的创建者和创建时间。

进一步地，所述装置包含数据加解密模块，所述数据加解密模块用于对存储区块链的数据进行加密和解密；

所述数据加解密模块包含数据加密子模块和数据解密子模块；所述数据加密子模块用于向区块链存储数据时对数据进行加密，以及构建授权令牌时用使用方公钥对数据进行加密；所述数据解密子模块用于从区块链获取数据时对数据进行解密，以及获取用使用方公钥加密的数据时对数据进行解密。

进一步地，所述数据创建使用模块包含数据创建子模块、数据获取子模块、数据校验子模块和数据使用子模块；所述数据创建子模块用于数据创建者创建数据，调用所述数据加密子模块对数据加密，并将加密后的数据存储到区块链上；所述数据获取子模块用于数据使用方获取加密数据，并调用所述数据解密子模块对数据解密，得到数据明文；所述数据校验子模块用于数据使用方校验获取到的数据是否是最新的以及是否被篡改过；若数据使用方判断数据是最新且未被篡改，则使用所述数据使用子模块进行数据查看、数据下载操作。

本发明第二方面提供了一种区块链中数据有效性及可控性管理的方法，所述方法包括：

数据创建者在区块链中创建数据；

数据持有方构建授权令牌，并将授权令牌发送给数据使用方；

数据使用方接收数据持有方发送的授权令牌，查看并核验授权令牌内容；

若验授权令牌内容正确，数据使用方根据授权令牌内容中的数据ID，从区块链获取数据最新内容指针，与通过授权令牌接收的指针比对，判断接收的数据是否是最新内容；

若数据是最新内容，则获取数据摘要，与通过授权令牌接收的数据摘要比对，判断数据是否被篡改，若没有被篡改，则使用数据。

进一步地，所述数据创建者在区块链中创建数据的具体过程包括：

数据创建者创建数据对象，生成数据摘要，数据创建者对摘要进行签名；

数据创建者使用数据持有方公钥对数据进行加密；

数据创建者发送数据上链交易，生成数据上链交易的哈希值；

区块链对数据进行共识，共识通过则数据上链；

内容链创建及更新。

进一步地，所述内容链构建及更新的具体过程为：

在数据第一次存储到区块链上时，构建内容链，产生第一个最新内容指针；

当存储到区块链上的数据发生更新时，则产生新的最新内容指针，内容链更新，若数据未发生更新，则内容链不更新。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案具有如下优点或有益效果：

1、采用数据内容链维护数据的最新内容指针，对比从数据持有方获取的数据，保证了数据使用方获取的数据是最新的，同时通过数据摘要内容的对比，保证数据是真实的。

2、通过构建授权令牌，数据使用方在获取到授权后，才能对数据持有方的数据进行使用，保证了数据持有方对自己数据的可控性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述区块链中数据有效性管理的装置结构图；

图2为本发明所述内容链示意图；

图3为本发明所述区块链中数据创建方法的流程图；

图4为本发明所述数据有效性及可控性管理方法的流程图。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

如图1所示，本发明提供的一种区块链中数据有效性及可控性管理的装置，包含四大模块，数据加解密模块10、权限管理模块11、内容链管理模块12、数据创建使用模块13。

数据加解密模块10用于对存储区块链的数据进行加解密，保证数据安全。数据加解密模块10包含数据加密子模块101和数据解密子模块102。数据加密子模块101，向区块链存储数据时对数据进行加密，以及构建授权令牌时用使用方公钥对数据进行加密；数据解密子模块102，从区块链获取数据时对数据进行解密，以及获取用使用方公钥加密的数据时对数据进行解密。

权限管理模块11负责管理区块链中的数据权限：一是数据查看权限，数据持有方、数据监管方、数据创建方有权限查看数据，如存储于区块链的电子营业执照，对应的数据持有方为企业、数据创建方为市场监管局、数据监管方为市场监管局，有权限查看证照；二是数据授权权限，数据持有方具有对使用方的授权权限；三是数据使用权限，数据使用方在持有方授权后才能查看数据，以保证数据隐私性，且使用历史可追踪。

权限管理模块11用于构建授权令牌，并将所述授权令牌下发给数据使用方；权限管理模块11包含授权令牌构建子模块111、授权令牌校验子模块112、授权令牌使用子模块113。

在数据持有方授权时，授权令牌构建子模块111用于构建授权令牌，并将授权令牌发送给数据使用方，授权令牌内容包括数据上链的交易哈希值、数据的哈希值、使用方地址、用使用方公钥加密的数据、数据的最新内容指针、权限(指数据使用方对数据的操作权限，如数据查看、数据下载操作，根据使用情况授权不同权限)、时间(在数据使用方使用数据时可限定其使用时间段，并不是一次授权永久使用)、次数(在数据使用方使用数据时可限定其使用次数，因为授权令牌使用后会自动删除，限定使用次数后，满足使用次数后再删除)。数据使用方接收到授权令牌后，利用授权令牌校验子模块112核验授权令牌内容是否正确。数据使用方利用授权令牌使用子模块113，查看数据的哈希值、数据的最新内容指针。

内容链管理模块12包含内容链创建子模块121、内容链更新子模块122、内容链查询子模块123。当数据存储到区块链上时，内容链创建子模块121构建内容链，此时产生第一个最新内容指针；当数据更新时，内容链更新子模块122产生新的指针，内容链更新；内容链查询子模块123，用于数据使用方从区块链上查询数据的最新内容指针。

内容链由多个数据的最新内容指针逻辑上连接而成，每个最新内容指针包括前一个指针、数据最新内容的创建者和创建时间。

当数据内容变化时，会产生新的最新内容指针，触发内容链的变化。如电子证照，证照内容变更时在区块链中的电子证照也发生了变更，则产生新的最新内容指针，新的最新内容指针包含前一个最新内容指针、数据更新者和数据变更时间，数据最新内容指针连接在内容链上，内容链更新。

数据创建使用模块13，用于向具有授权令牌的数据使用方提供数据持有方的数据，数据使用方根据所述数据持有方数据从区块链上获取所述最新内容指针，校验数据的有效性。数据创建使用模块13包括数据创建子模块131、数据获取子模块132、数据校验子模块133和数据使用子模块134。

数据创建子模块131用于数据创建者创建数据，包括文件信息、文本信息，如电子证照、电子合同，并利用数据加密子模块101对数据加密，并将加密后的数据存储到区块链上；数据获取子模块132，用于数据使用方根据授权令牌使用子模块113获取到加密数据，再利用数据解密子模块102对数据解密，得到数据明文；数据校验子模块133，数据使用方获取到数据后需要校验数据是否是最新的以及是否被篡改过，数据校验子模块133根据数据ID从区块链上获取最新内容指针，与通过授权令牌接收的指针对比，判断接收的数据是否是最新数据；如果是最新数据，根据最新内容指针获取数据的哈希值，与通过授权令牌接收到的数据哈希值对比，判断数据有没有被篡改，从而保证数据是有效的。数据使用方判断数据是有效的则使用数据使用子模块134开始使用数据，进行数据查看、数据下载操作，使用后，如果导致了数据更新，则利用内容链更新子模块122进行更新。

内容链示意图如图2所示，B1、B2等表示区块链中每个区块，每个区块中包含数据持有方、数据使用方发送的交易TX，若数据开始创建时交易是TX0，某次数据更新时交易是TX2，则TX0和TX2构成内容链，数据再次更新时交易是TX3，则TX0、TX2、TX3构成内容链，且最新内容的指针是TX3。

内容链构建及更新的具体过程为：

在数据第一次存储到区块链上时，构建内容链，产生第一个最新内容指针；

当存储到区块链上的数据发生更新时，则产生新的最新内容指针，内容链更新，若数据未发生更新，则内容链不更新。

如图3所示，数据创建者在区块链中创建数据的具体过程包括：

数据创建者创建数据对象，如电子证照、电子合同、电子票据，包括文件信息、文本描述信息，生成数据摘要，数据创建者对摘要进行签名；

数据创建者使用数据持有方公钥对数据进行加密；

数据创建者发送数据上链交易，生成数据上链交易的哈希值；

区块链对数据进行共识，共识通过则数据上链；

内容链构建及更新。

结合图4，本发明区块链中数据有效性及可控性管理方法包括：

S1，数据创建者在区块链中创建数据；

S2，数据持有方构建授权令牌，并将授权令牌发送给数据使用方；

S3，数据使用方接收数据持有方发送的授权令牌，查看并核验授权令牌内容；

S4，若验授权令牌内容正确，则数据使用方解密数据，获取数据明文；

S5，数据使用方根据授权令牌内容中的数据ID，从区块链获取数据的最新内容指针，与通过授权令牌接收的指针比对，判断接收的数据是否是最新内容；

S6，若数据是最新内容，则获取数据摘要，与通过授权令牌接收的数据摘要比对，判断数据是否被篡改，若没有被篡改，则使用数据。

本发明创新的区块链中数据有效性及可控性的方法可应用于区块链的各个领域，如政府电子证照管理、各机构电子合同管理、医院电子病历管理、各机构电子票据管理，并为各领域采用区块链管理数据提供了支持，促进各领域数据管理稳定运转。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种区块链中数据有效性及可控性管理的装置，其特征在于，所述装置包含权限管理模块、内容链管理模块和数据创建使用模块；所述数据创建使用模块通过调用所述内容链管理模块实现数据有效性管理，通过调用所述权限管理模块实现数据可控性管理；

所述权限管理模块用于构建授权令牌，由数据持有方将所述授权令牌发送给数据使用方查看和使用；所述内容链管理模块用于构建并更新内容链，并在内容链更新时产生最新内容指针；所述数据创建使用模块用于数据创建方创建数据存储到区块链，数据使用方从区块链上获取所述最新内容指针，校验数据的有效性，使用数据；

所述装置包含数据加解密模块，所述数据加解密模块用于对存储区块链的数据进行加密和解密；

所述数据加解密模块包含数据加密子模块和数据解密子模块；所述数据加密子模块用于向区块链存储数据时对数据进行加密，以及构建授权令牌时用使用方公钥对数据进行加密；所述数据解密子模块用于从区块链获取数据时对数据进行解密，以及获取用使用方公钥加密的数据时对数据进行解密；

所述数据创建使用模块包含数据创建子模块、数据获取子模块、数据校验子模块和数据使用子模块；所述数据创建子模块用于数据创建者创建数据，调用所述数据加密子模块对数据加密，并将加密后的数据存储到区块链上；所述数据获取子模块用于数据使用方获取加密数据，并调用所述数据解密子模块对数据解密，得到数据明文；所述数据校验子模块用于数据使用方校验获取到的数据是否是最新的以及是否被篡改过；数据校验子模块根据数据ID从区块链上获取最新内容指针，与通过授权令牌接收的指针对比，判断接收的数据是否是最新数据；如果是最新数据，根据最新内容指针获取数据的哈希值，与通过授权令牌接收到的数据哈希值对比，判断数据有没有被篡改；若数据使用方判断数据是最新且未被篡改，则使用所述数据使用子模块进行数据查看、数据下载操作。

2.根据权利要求1所述的一种区块链中数据有效性及可控性管理的装置，其特征在于，所述权限管理模块包含授权令牌构建子模块、授权令牌校验子模块和授权令牌使用子模块；

所述授权令牌构建子模块用于构建授权令牌，并将授权令牌发送给数据使用方；所述授权令牌校验子模块用于核验授权令牌内容是否正确；所述授权令牌使用子模块用于查看数据的哈希值、数据的最新内容指针。

3.根据权利要求1所述的一种区块链中数据有效性及可控性管理的装置，其特征在于，所述内容链管理模块包含内容链创建子模块、内容链更新子模块、内容链查询子模块；

所述内容链创建子模块用于数据存储到区块链上时构建内容链，并产生最新内容指针；所述内容链更新子模块用于数据更新时更新内容链并产生新的最新内容指针；所述内容链查询子模块，用于数据使用方从区块链上查询数据的最新内容指针。

4.根据权利要求3所述的一种区块链中数据有效性及可控性管理的装置，其特征在于，所述内容链由多个数据的最新内容指针逻辑上连接而成，每个最新内容指针包括前一个指针、数据最新内容的创建者和创建时间。

5.一种区块链中数据有效性及可控性管理的方法，基于权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述方法包括：

数据创建者在区块链中创建数据；

数据持有方构建授权令牌，并将授权令牌发送给数据使用方；

数据使用方接收数据持有方发送的授权令牌，查看并核验授权令牌内容；

若验授权令牌内容正确，数据使用方根据授权令牌内容中的数据ID，从区块链获取数据的最新内容指针，与通过授权令牌接收的指针比对，判断接收的数据是否是最新内容；

若数据是最新内容，则获取数据摘要，与通过授权令牌接收的数据摘要比对，判断数据是否被篡改，若没有被篡改，则使用数据。

6.根据权利要求5所述的一种区块链中数据有效性及可控性管理的方法，其特征在于，数据创建者在区块链中创建数据的具体过程包括：

数据创建者创建数据对象，生成数据摘要，数据创建者对摘要进行签名；

数据创建者使用数据持有方公钥对数据进行加密；

数据创建者发送数据上链交易，生成数据上链交易的哈希值；

区块链对数据进行共识，共识通过则数据上链；

内容链构建及更新。

7.根据权利要求6所述的一种区块链中数据有效性及可控性管理的方法，其特征在于，所述内容链构建及更新的具体过程为：

在数据第一次存储到区块链上时，构建内容链，产生第一个最新内容指针；

当存储到区块链上的数据发生更新时，则产生新的最新内容指针，内容链更新，若数据未发生更新，则内容链不更新。

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