CN110520862B - 存储数据的方法、电子数据存储系统及电信系统 - Google Patents

存储数据的方法、电子数据存储系统及电信系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于在电子存储器(306)中防篡改地存储数据(310，248)的方法。该方法包括：产生一个用于扩充区块链结构(100，312)的附加区块(112)，该附加区块包含待存储数据(310，248)并设置用于双向链接至区块链结构(100，312)的最后区块(110)；计算最后区块(110)的第一校验值(224)以将附加区块(112)双向链接至区块链结构(100，312)的最后区块(110)；计算附加区块(112)的校验值(224，242)以将附加区块(112)双向链接至区块链结构(100，312)的最后区块(110)；添加最后区块的第一校验值(224)至最后区块(110)；添加附加区块的校验值(224，242)至附加区块(112)。

Description

存储数据的方法、电子数据存储系统及电信系统
技术领域
本发明涉及用于数据存储的方法和电子数据存储系统。尤其是，本发明涉及用于在双向链接的区块链结构中防篡改地存储数据的方法和电子数据存储系统。
背景技术
修改或甚至有目的地篡改电子存储器中的数字编码数据的可行方案是一项技术挑战。
从现有技术中知道了用于数据防护的区块链结构即区块链构造。区块链结构是单向链接的区块链结构。例如采用相应的区块链结构以记录加密货币如比特币付费体系的交易。
区块链结构在此提供按区块布置的可扩充的数据记录列表。各区块的完整性在现有技术中是通过用各区块的呈哈希值形式的密码校验值单向链接来防护的。由于每个区块包括在前区块的密码校验值，包括存储在在前区块内的密码校验值在内，故得到了区块的链接。在此，每个区块包括校验值，其依据所有在前区块的内容。因此难以事后篡改这种区块链。为此，不仅要篡改一个单独区块，而是所有后随区块，因为每个后随区块的校验值尤其基于待篡改的区块。如果待篡改区块实际上被篡改，则其校验值改变。改变的校验值不再适配于随后区块的校验值，由此可以发现所述篡改并将在借助校验值校验时显露。
但是，已知的区块链结构仅实现单向链接和进而数据的保护，因为在链接时总是仅考虑在前区块的数据内容。因此，可以依据链接来检查所存在的区块链结构的一个在前区块已被篡改。但无法检查所存在的区块链结构是否完整。尤其无法检查是否区块链结构的一部分可能已被截掉。此外，无法检查最后区块是否已被篡改。
在区块链结构的校验和防护中还采用了常见的哈希法。区块链结构的各区块通过哈希值单向相互逻辑关联。为了能校验这种具有单向相互逻辑关联的区块的区块链结构是否有篡改，不仅需要各区块的所有信息、也需要其各自哈希值。此外，使这种区块链结构的校验必须以相应的区块链结构的第一区块开始并以最后区块结束。
发明内容
本发明基于以下任务，提供一种改进的用于防篡改地存储数据的方法。
本发明的任务分别利用独立权利要求的特征来完成。在从属权利要求中说明了本发明的实施方式。
实施方式包括一种用于在采用双向链接的区块链结构区情况下在电子存储器中防篡改地存储数据的方法，该区块链结构至少包括第一区块和最后区块。该方法包括：
·提供双向链接的区块链结构，
·提供待存储数据，
·产生一个用于扩充区块链结构的附加区块，附加区块包含待存储数据且设置用于双向链接至区块链结构的最后区块，其中，该区块链结构的最后区块包含存储数据，
·计算最后区块的第一校验值以便附加区块双向链接至区块链结构的最后区块，其中，最后区块的第一校验值采用第一哈希值来计算，其计算包含将哈希函数用到存储在最后区块中的数据和待存储在附加区块中的数据，
·计算附加区块的校验值以便将附加区块双向链接至区块链结构的最后区块，其中，该附加区块的校验值采用第二哈希值来计算，其计算包含将哈希函数用到存储在最后区块中的数据和待存储在附加区块中的数据，
·添加最后区块的第一校验值至最后区块，
·添加附加区块的校验值至附加区块，
·存储被扩充了附加区块的区块链结构。
实施方式可以具有如下优点，它们允许提供一种区块链，其利用哈希法被双向链接。所述链接还允许双向检查区块链结构是否真实或篡改。在此，该区块链结构不是只能在一个方向上、而是可以在两个方向上被检查。此外，可以通过更复杂安全的哈希方法来实现更高的安全性。
区块链结构是指形成区块链的数据结构。“区块链”是指有序的数据结构，其包含多个相互链接的数据区块。尤其是区块链是指数据库，其完整性(即防事后篡改的安全性)通过在各自随后的数据记录中存储在前数据记录的校验值如哈希值来保护。校验值在此配属于在前数据记录的内容并且单义表征它。如果在前数据记录的内容被改变，则它不再满足配属的校验值，由此得知改变。在已知的区块链结构情况下，比如区块链的每个区块单义地通过一个哈希值来鉴别并参照区块链中的含其哈希值的过程区块。
区块链的例子，参照https://en.wikipedia.org/wiki/Block_chain_(database)和“精通比特币”(第7章，区块链，第161页)。区块链概念例如在2008年的白皮书中以中本聪假名的密码货币比特币文字中有所描述(比特币：P2P电子现金系统(https://bitcoin.org/bitcoin.pdf))。在此实施例中，区块链的每个区块在其头部中包含整个在前区块头部的哈希。因此，区块顺序被单义确定并且出现链结构。通过如此实现的各区块的相互链接而做到了：不修改所有后随区块，就无法事后修改在前区块。
例如可以如下提高区块链结构的安全性，即，将其公开或者说可普遍访问且因此允许将区块链结构的当前拷贝与同一区块链结构的其它公开的或可访问的拷贝相比较。
数据的校验值是配属于相应数据的值，其如此单义表征该数据，即，数据的完整性可结合校验值来检查。呈“校验和”形式的校验值例如提供一个值，该值由初始数据计算出并且配置用于识别数据中的至少一个比特缺失。视校验和的计算规则如何复杂而定，可以识别或也修正超过一个的误差。已知的校验值或校验和例如可以基于数据值的加和、计算校验和、奇偶校验位、数据的加权平均值或更复杂的计算方法，如周期性冗余检查或哈希函数的使用。根据实施方式，校验值分别包含借助哈希函数从相应数据计算出的哈希值。
在单向链接区块链机构的情况下，校验值采用该区块链结构的区块来计算并且被添加至要与该区块单向链接的附加区块。依据所添加区块的校验值，可以检查该区块的完整性或与所添加区块单向链接的相应区块的数据的完整性。为此，例如在采用相应区块的数据情况下验算该校验值并且与由所添加区块提供的校验值相比较。如果两个校验值重合一致，则该区块或与所添加区块单向链接的相应区块的数据的完整性得以保持。
在根据实施方式的双向链接的区块链结构的情况下，一个校验值不仅采用区块链结构的最后区块的数据来计算，也采用要与该区块双向链接的附加区块的数据来计算。结合所添加的区块的这样的校验值，区块的或与所添加的区块双向链接的相应区块的数据的完整性可以依据所添加区块的数据被检查。为此，例如采用相应区块的数据和所添加区块的数据来验算该校验值并且与由所添加区块提供的校验值相比较。如果两个校验值重合一致，则该区块的或与所添加区块双向链接的相应区块的数据的完整性也像附加区块的或附加区块数据的完整性一样得以保持。
如果双向链接的校验值不仅被添加至所添加的附加区块、也被添加至与所添加的附加区块双向链接的区块，则还可以依据被添加至相应区块的校验值来进行完整性检查。
依据与所添加区块双向链接的最后区块的校验值，可以不同于已知的单向链接的区块链结构，也识别该区块链结构是否被截取。因为该校验值在已知的单向链接的区块链结构情况下分别仅包含关于在前区块的信息，故无法依据这种校验值来识别是否存在后随区块。因此，如果在篡改过程中后随区块被改变、取代或除去，则也无法识别。与此相比，双向链接的校验值根据实施方式分别包含关于两个相互链接的区块的信息。另外，分别将这样的校验值添加至两个相应区块中的每一个。如果所添加的区块在操纵过程中被改变、取代或除去，则这可以依据与所添加的区块双向链接的区块的校验值来识别。
根据实施方式，区块链结构的最后区块包括最后区块的第二校验值，其将最后区块双向链接至区块链结构的倒数第二区块，其中，最后区块的第二校验值采用第三哈希值来计算，其计算包含将哈希函数用到存储在倒数第二区块中的数据和存储在最后区块中的数据上。
实施方式可以具有如下优点，即，区块链结构的最后区块(其因区块链结构被扩充附加区块而变为所造成的扩充的区块链结构的倒数第二区块)不仅包含将最后区块双向链接至附加区块的第一校验值，也包含将最后区块双向链接至倒数第二区块的第二校验值。因此，依据区块链结构的最后区块或者所造成的扩充的区块链结构的倒数第二区块，不仅可以检查后随区块的完整性，也可以检查在前区块的完整性。
根据实施方式，因此所造成的区块链结构的区块，抛开第一区块和最后区块不算，分别包含至少两个校验值：一个校验值创建与紧接在前的区块双向逻辑关联，一个校验值创建与紧随在后的区块的双向逻辑关联。根据实施方式，这两个校验值可以通过将哈希函数用到两个校验值的逻辑关联来相互组合。所述逻辑关联例如可以是算术逻辑关联如加、减、乘和/或除。
根据实施方式，该方法还包括：
·计算最后区块的组合校验值，其中，最后区块的组合校验值采用第四哈希值来计算，其计算包含将哈希函数用到由最后区块的第一和第二校验值构成的组合，
·添加最后区块的组合校验值至区块链结构的最后区块。
实施方式可以具有如下优点，组合校验值基于区块链结构的倒数第二区块的、区块链结构的最后区块的和附加区块的数据。依据组合校验值，因此可以同时检查在前区块和后随区块的完整性。
根据实施方式，最后区块的组合校验值KPWN计算如下：
KPWN＝Hash{PWN-1+PWN}，
其中，PWN-1表示最后区块的第二校验值，PWN表示最后区块的第一校验值。根据一个替代标记符号，最后区块的组合校验值KPWN计算如下：
KPWN＝Hash{PW2N-1+PW1N}，
其中，PW2N-1表示最后区块的第二校验值，PW1N表示最后区块的第一校验值。
实施方式可以具有如下优点，提供一种用于计算区块链结构的最后区块即第N个区块的组合校验值KPWN的高效可靠的方法。
根据实施方式，最后区块包括将最后区块标识为区块链结构的最后区块的通配符，其中，添加最后区块的第一校验值至最后区块包括：由最后区块的第一校验值取代最后区块的通配符。
实施方式可以具有如下优点，依据该通配符总是能识别区块链结构的最后区块。如果区块链结构的末端在篡改过程中被截取，则所造成的被截短的区块链结构不再包含“以相应通配符来标识为最后区块”的区块。因此只在缺失相应的通配符情况下，无需额外措施就可识别出相应区块链结构不完整。根据实施方式，该通配符例如包括一个或多个“零”或者只由一个或多个“零”构成。
根据实施方式，附加区块包括将附加区块标识为扩充的区块链结构的最后区块的通配符。实施方式可以具有如下优点，附加区块在区块链结构扩充后被视为扩充的区块链结构的最后区块。同时可以识别出扩充的区块链结构是完整的并且没有去除真正后随的区块。
根据实施方式，该方法还包括：
·计算附加区块的组合校验值，其中，该附加区块的组合校验值采用第五哈希值来计算，其计算包含将哈希函数用到由附加区块的校验值和附加区块的通配符构成的组合，
·添加该附加区块的组合校验值至区块链结构的附加区块。
实施方式可以具有如下优点，能依据组合校验值来检查附加区块是否实际上是扩充的区块链结构的最后区块。同时可以依据组合校验值来检查在前区块的完整性。
根据实施方式，附加区块的组合校验值KPWN+1计算如下：
KPWN+1＝Hash{PWN+PHN+1}，
其中，PWN表示附加区块的校验值，PHN+1表示附加区块的通配符。根据一个替代的标记符号，附加区块的组合校验值KPWN+1计算如下：
KPWN+1＝Hash{PW2N+PHN+1}，
其中，PW2N表示附加区块的校验值，PHN+1表示附加区块的通配符。
实施方式可以具有如下优点：提供一种高效可靠的方法，用于计算扩充的区块链结构的附加区块即第(N+1)个区块的组合校验值KPWN+1。
根据实施方式，区块链结构的第一区块包括将第一区块标识为区块链结构的第一区块的通配符。实施方式可以具有如下优点，依据该通配符总能识别出区块链结构的第一区块。如果在篡改过程中截取了区块链结构的头部，则所造成的截短的区块链结构不再包含“以相应通配符来标识为第一区块”的区块。因此，仅在缺少相应通配符情况下，不用其他措施就能发现相应的区块链结构是不完整的。根据实施方式，该通配符例如包括一个或多个“零”或者只由一个或多个“零”构成。
根据实施方式，区块链结构的第一区块包含第一区块的组合校验值KPW1，其计算如下：
KPW1＝Hash{PH1+PW1}，
其中，PH1表示第一区块的通配符，PW1表示第一区块的校验值。第一区块的校验值创建与区块链结构的第二区块的双向链接。在此，第一区块的校验值采用哈希值来计算，其计算包含将哈希函数用到存储在第一区块中的数据和存储在第二区块中的数据。根据一个替代标记符号，第一区块的组合校验值KPW1计算如下：
KPW1＝Hash{PH1+PW11}，
其中，PH1表示第一区块的通配符，PW11表示第一区块的校验值。
实施方式可以具有如下优点，提供一种高效可靠的方法，用于计算区块链结构的第一区块的组合校验值KPW1。
根据实施方式，区块链结构的区块均包括一个方形(MxM)-矩阵结构，其中，M是大于等于2的自然数。根据实施方式，该区块链结构的区块的存储数据分别由相应区块的矩阵结构的方形子矩阵的多个项所包含。
实施方式可以具有如下优点，它们提供区块的结构化，其允许有效识别数据和校验值，和/或允许计算所述校验值。根据实施方式，相应的区块的第一校验值由方形(MxM)-矩阵结构的一列或一行的一个或多个项或单元所包含。
根据实施方式，第一校验值由方形(MxM)-矩阵结构的第M列或第M行或者第一列或第一行所包含。根据实施方式，相应的区块的第二校验值由方形(MxM)-矩阵结构的一行或一列的一个或多个项或单元所包含。根据实施方式，第一校验值由方形(MxM)-矩阵结构的第M行或第M列或者第一行或第一列所包含。根据实施方式，相应区块的组合校验值由方形(MxM)-矩阵结构的单元aMM或a11所包含。根据实施方式，方形子矩阵是[(M-1)x(M-1)]-矩阵。
根据实施方式，最后区块的第一校验值的计算和附加区块的校验值的计算包括：
·计算由存储在最后区块中的数据和存储在附加区块中的数据构成的组合，
·计算由存储在最后区块中的数据和存储在附加区块中的数据构成的组合的哈希值，
·将由存储在最后区块中的数据和存储在附加区块中的数据构成的组合的哈希值分为第一部分和第二部分，其中，最后区块的第一校验值包含所述第一部分，附加区块的校验值包含所述第二部分。
实施方式可以具有如下优点，它们提供一种用于计算最后区块和附加区块的两个校验值的有效方法。根据实施方式，最后区块和附加区块的两个最终校验值因此是不同的。
根据实施方式，由存储在最后区块中的数据和存储在附加区块中的数据构成的组合包含：最后区块的“其项包含存储在最后区块中的数据”的子矩阵和倒数第二区块的“其项包含待存储在附加区块中数据”的子矩阵之乘积。根据实施方式，最后区块的第一校验值PW1N和附加区块的校验值PW2N计算如下：
Hash{DN*DN+1}＝PW1N+PW2N，
其中，DN表示最后区块的子矩阵，其项包含最后区块的存储数据，DN+1表示附加区块的子矩阵，其项包含附加区块的存储数据。
实施方式可以具有如下优点，得自矩阵乘积DN*DN+1的单义矩阵被用作哈希函数的输入。通过矩阵相乘的数学单义可以保证：在最后区块N或附加区块N+1中的数据篡改，在计算出的哈希值变化中、进而在最后区块的第一校验值和附加区块的校验值中是易于注意到的。
根据实施方式，最后区块的第二校验值的计算包含：
·计算由存储在区块链结构的倒数第二区块中的数据和存储在最后区块中的数据构成的组合，
·计算由存储在区块链结构的倒数第二区块中的数据和存储在最后区块中的数据构成的组合的哈希值，
·将由存储在倒数第二区块中的数据和存储在最后区块中的数据构成的组合的哈希值分为第一部分和第二部分，其中，倒数第二区块的校验值包含所述第一部分，最后区块的第二校验值包含所述第二部分。
实施方式可具有如下优点，倒数第二区块的校验值和最后区块的第二校验值是按照类似于最后区块的第一校验值和附加区块的校验值的方式来计算的。根据实施方式，由存储在倒数第二区块中的数据和存储在最后区块中的数据构成的组合包含：倒数第二区块的“其项包含存储在倒数第二区块中的数据”的子矩阵与最后区块的“其项包含待存储在最后区块中的数据”的子矩阵之乘积。根据实施方式，倒数第二区块的校验值PW1N-1和最后区块的第二校验值PW2N-1计算如下：
Hash{DN-1*DN}＝PW1N-1+PW2N-1，
其中，DN-1表示倒数第二区块的子矩阵，其项包含倒数第二区块的存储数据，DN表示最后区块的子矩阵，其项包含最后区块的存储数据。
根据实施方式，最后区块的第一校验值和附加区块的校验值是相同的。实施方式可以具有如下优点，相应的校验值的计算可以高效进行，两个校验值中的每一个自身就允许在最后区块和附加区块之间进行双向逻辑关联的检查。
根据实施方式，最后区块的第一校验值PWN计算如下：
PWN＝Hash{DN+1+Hash[DN+PWN-1]}，
其中，DN+1表示附加区块的待存储数据，DN表示最后区块的存储数据，PWN-1表示最后区块的第二校验值。
根据实施方式，最后区块的第二校验值PWN-1计算如下：
PWN-1＝Hash{DN+Hash[DN-1+PWN-2]}，
其中，DN表示最后区块的存储数据，DN-1表示倒数第二区块的存储数据，PWN-2表示倒数第二区块的校验值。
实施方式可以具有如下优点，从区块链的第一区块起，可以用校验值PW1来计算后随区块的所有校验值。例如PW1计算如下：
PW1＝Hash{D2+Hash[D1+PH1]}，
其中，D2表示第二区块的存储数据，D1表示第一区块的存储数据，PH1表示第一区块的通配符，用以将该第一区块标识为区块链结构的第一区块。所述计算此时可以在区块链结构的每个任何区块中从相应区块的一个校验值起开始。显然，根据上述公式，每个所述校验值取决于两个要通过该校验值双向相互链接的区块的数据以及所有在前区块的数据。
根据实施方式，双向链接的区块链结构的前后相继的区块分别被相互双向链接，其中，两个前后相继区块中的各自在前区块包含在前区块的一个校验值(该校验值采用在前区块的数据和后随区块的数据来计算)，并且前后相继区块中的后随区块包含后随区块的一个校验值(该校验值采用在前区块的数据和后随区块的数据来计算)。
根据实施方式，待存储数据包含表征数字编码文档内容的数据，其中，待存储数据的提供包括：由创建数字编码文档的计算机系统借助通信接口经由网络接收该数据，其中，该方法还包括：
·由进行询问的计算机系统借助通信结构经由网络接收对区块链结构的当前版本的询问，
·响应于收到的询问，借助通信结构经由网络发送扩充的区块链结构至进行询问的计算机系统。
实施方式可以具有如下优点，可依据在区块链结构中录入的数据来检查数字编码文档的完整性。对于存在的数字编码文档，可计算表征文档内容的数据。例如可以计算数字编码文档内容的哈希值。这些数据可以与区块链结构相比较：如果区块链结构包含相应的数据，则确认数字编码文档的完整性并认为其是真实的。如果区块链结构不包含相应的数据，则否定数字编码文档的完整性。在此情况下，区块链结构可提供如下优点，在它仅包含数字编码文档的哈希值时可以保持其紧凑尺寸。此外，无法依据数字编码文档的哈希值推断出相应文档的内容，由此提升安全性。最终可通过网络将区块链结构的当前版本例如下载到便携式移动电信设备，随后只在网络连接被断开时、即当便携式移动电信设备处于离线模式时才被用来检查数字编码文档。
“文档”尤其是指信息、文字、证件、凭证或证明文件、有价证件或安全证件、尤其是主权文件尤其是纸质和/或塑料质文件比如像电子证明文件尤其是旅行护照、个人身份证、签证、驾驶证、行驶证、汽车出厂证、健康证或公司证明或者其它的ID文件、芯片卡、支付手段尤其是钞票、银行卡或信用卡、托运单或其它资格证明。尤其是，文档可以是机读旅行文件，像例如由国际民航组织(ICAO)和/或BSI制定标准的。证明文件是呈文字形式或书面形式的说明，其固定下某种事实情况或实情。另外，证明文件可以验明证明文件的鉴证者。
数字编码文档是指用于电子数据处理的数据架构，其包含数字编码数据。在此情况下，它尤其可以是任何文件形式的电子文件，比如文本文件、表格文件、音频文件、图像文件和/或视频文件。根据实施方式，电子文件可以执行或无法执行。数字编码文档可以例如是文档，其通过具有文档实体的文档的数字化、即将文档实体所包含的数据转换为二进制码而以文件格式存在，或转为文件格式。尤其是，这种文档的通用性与固定配属的文档体的存在与否无关。
根据实施方式，例如可如下创建数字编码文档：在计算机上产生一个文件，其包含相应文档的数据。另外，一个虚拟文档例如也可以通过扫描或影印文档实体比如纸质文档来创建。
根据实施方式，待存储数据包含交易数据，其中，待存储数据的提供包括：由参与交易执行的计算机系统借助通信接口经由网络接收所述数据，其中，该方法还包括：
·由进行询问的计算机系统借助通信结构经由网络接收对区块链结构的当前版本的询问，
·响应于收到的询问，借助通信结构经由网络发送扩充的区块链结构至进行询问的计算机系统。
实施方式可以具有如下优点，依据在区块链结构中录入的数据可以记录交易。交易例如可以是经典货币的密码货币交易、销售、送货、财产转移或物体和/或数字编码文档的转交。
根据实施方式，待存储数据是装置的状态数据，其中，待存储数据的提供包括：由借助传感器获得状态数据的计算机系统借助通信接口经由网络接收该数据，其中，该方法还包括：
·由进行询问的计算机系统借助通信结构经由网络接收对区块链结构的当前版本的询问，
·响应于收到的询问，借助通信结构经由网络发送扩充的区块链结构至进行询问的计算机系统。
实施方式可具有如下优点，依据在区块链结构中录入的状态数据可记录装置的状态和/或状态历史。这样的装置例如可以是生产装置、计算机系统组成部件、锁具、门禁装置或交通工具。“交通工具”在此是指移动交通工具。这样的交通工具例如可用于货物运输(货运)、工具运输(机器或辅助装置)或人员运输(客运)。交通工具尤其也包括机动交通工具。交通工具例如可以是陆地交通工具、水上交通工具和/或航空交通工具。陆地交通工具例如可以是：汽车如轿车、公共汽车或载货汽车、机动两轮车比如摩托车、小型摩托车、轻便摩托车或机动自行车、农用拖拉机、叉车、高尔夫移动小车、吊车。此外，陆地交通工具也可以是有轨车辆。水面交通工具例如可以是船或艇。另外，航空交通工具例如可以是飞机或直升机。交通工具尤其也指机动车。
“传感器”在此是指用于获得测量数据的部件。测量数据是如下数据，其定性或定量地重现测量对象的物理性能或化学性能，例如像热量、温度、湿度、压力、声场大小、电磁场强、亮度、加速度、位置变化、pH值、离子强度、电化学电位和/或其物质特性。测量数据借助物理作用或化学作用来采集，并且被转换为可电子再处理的电信号。另外可以呈现电子设备的或者由使用者使用造成的测量数据、状态和/或状态变化。
状态数据可以根据实施方式也包含关于由装置执行的功能的数据。例如，因此可以记录下由生产装置执行的制造过程和/或处理过程。此外，例如可以记录下门禁装置的动作，其中，所记录的数据可以包含关于谁何时通过门禁装置已进入被保护区域的信息。
根据实施方式，待存储数据包含表征数字编码文档的处理过程的数据，其中，区块链结构的提供包括：接收包含区块链结构的待处理的文档和从收到的文档读取区块链结构，其中，待存储数据的提供包括：收到的文档的处理和数据的产生，其中，扩充的区块链结构的存储包括：添加扩充的区块链结构至经过处理的文档和存储包含扩充的区块链结构的经过处理的文档。
实施方式可以具有如下优点，依据在区块链结构中录入的数据可以记录数字编码文档的处理过程。例如可以记录谁何时已访问了文档和是否对文档作出改变或何种改变。此外，例如可以记录下文档复制过程，并且将扩充的区块链结构添加至所创建的拷贝。区块链结构在此情况下包括创建拷贝的源历史。
根据实施方式，该方法还包括：
·由进行询问的计算机系统借助通信接口经由网络接收对经过处理的文档的询问，
·响应于收到的询问，借助通信接口经由网络发送具有扩充的区块链结构的经过处理的文档至进行询问的计算机系统。
实施方式可以具有如下优点，可以依据区块链结构来理解和/或核查经过处理的文档的处理历史和/或源历史。
文档尤其可以是信息，比如呈网页、与网页链接的或集成到网页中的文件或帖子形式。网页或网络文件、互联网页或网页是指通过互联网提供的文档，其例如可以由网络服务器提供并且可利用用户计算机系统的浏览器在说明统一源指示符即统一资源定位符(URL)情况下被调用。例如它是HTML文档。在这里，帖子是指在互联网平台比如社交媒体平台的网络论坛或博客上的单篇文章。
实施方式包括用于在双向链接的区块链结构中防篡改地存储数据的电子数据存储系统，其至少包括第一区块和最后区块，其中，该数据存储系统包括处理器和带有机读指令的电子存储器，其中，处理器运行机读指令促使数据存储系统执行如下方法，该方法包括：
·提供双向链接的区块链结构，
·提供待存储的数据，
·产生一个用于扩充区块链结构的附加区块，附加区块包含待存储数据且设置用于双向链接至区块链结构的最后区块，其中，区块链结构的最后区块包含存储数据，
·计算最后区块的第一校验值以便附加区块双向链接至区块链结构的最后区块，其中，最后区块的第一校验值采用第一哈希值来计算，其计算包含将哈希函数用到存储在最后区块中的数据和待存储在附加区块中的数据，
·计算附加区块的校验值以便附加区块双向链接至区块链结构的最后区块，其中，该附加区块的校验值采用第二哈希值来计算，其计算包含将哈希函数用到存储在最后区块中的数据和待存储在附加区块中的数据，
·添加最后区块的第一校验值至最后区块，
·添加附加区块的校验值至附加区块，
·存储扩充了附加区块的区块链结构。
根据实施方式，该电子数据存储系统配置用于执行用于防篡改存储数据的方法的前述实施方式中的一个或多个。
根据实施方式，电子数据存储系统包括文件系统。该文件系统提供在数据存储器上的存放管理。数据比如像数字编码文档可以作为文件被存储在数据存储器上。此外，所述文件可以被读取、改变或删除。
根据实施方式，该电子数据存储系统包括数据库。数据库或数据库系统是指用于电子数据保管的系统。数据库系统允许高效、兼容且长久地存储大量数据，并以不同的符合要求的展示形式提供所需的部分给使用者和应用程序。数据库系统例如包括数据库管理系统和狭义的数据库或数据池。数据库管理系统提供一种用于管理数据池的数据的管理软件。该管理软件在内部管理数据的结构化存储，并控制对数据库的所有读写访问。数据池包含待管理数据的集合。数据比如数字编码的文档在此情况下例如作为数据池的一部分被存储。
该存储器例如可以可换式存储器，即非固定安装的、可换的和/或便携的计算机系统用数据载体。可换式存储器例如包括蓝光盘、CD、软盘、DVD、HD-DVD、磁带、MO/MOD、固态驱动器(SSD)、存储卡、USB盘或可换式硬盘。
实施方式包括电信系统，其包括前述的电子数据存储系统和用于经由网络通信的电信接口，其中，待存储数据的提供包括：借助通信接口经由网络接收该数据，其中，所执行的方法还包括：
·由进行询问的电信系统借助通信接口经由网络接收对区块链结构的当前版本的询问，
·响应于收到的询问，借助通信接口经由网络发送扩充的区块链结构至进行询问的电信系统。
电信系统例如是配置用于经由网络通信的计算机系统。
网络例如可以包括局域网络尤其是局域网(LAN)、专用网络且尤其是内联网或者虚拟专用网络(VPN)。例如该计算机系统可以具有用于连接至WALN的标准无线电接口。此外，它可以是公用网络例如像互联网。此外，它例如可以是数字蜂窝式移动无线电网络。
在此，“计算机系统”是指以下设备，其借助可编程计算规则在采用电子电路情况下处理数据。“程序”或“程序指令”在此可没有限制地理解为任何形式的计算机程序，其包含用于控制计算机功能的机读指令。
计算机系统可以包括用于连接至网络的接口，其中，该网络可以是专用网络或公用网络，尤其是互联网或其它通信网络。根据实施方式的不同，所述连接也可通过移动无线电网络来建立。
计算机系统例如可以是移动电信设备、尤其是智能手机、便携式计算机例如像笔记本电脑或掌上计算机、个人数字助手等。此外，它例如可以是智能手表或智能眼镜。另外，它可以是固定式计算机系统例如像个人电脑或纳入客户端-服务器环境中的服务器。尤其是，它可以是带有数据库管理系统的服务器，数据库管理系统用于管理含有数据的数据库。
“存储器”或“数据存储器”在此不仅是指易失的、也是指非易失的电子存储器或数字存储介质。
“非易失存储器”在此是指用于长久存储数据的电子存储器。非易失存储器可以配置成不可变的存储器，其也被称为只读存储器(ROM)，或者配置成可变的存储器，其也被称为非易失性存储器(NVM)。尤其是，它在此可以是EEPROM例如闪存EEPROM，简称为闪存。非易失性存储器的特点是存储在其上的数据即便在供电停止后也保存下来。
“易失性电子存储器”在此是指用于暂时存储数据的存储器，其特点是：所有数据在供电停止后丢失。尤其是，它在此可以是易失性直接访问存储器，其也称为随机存取存储器(RAM)，或者处理器的易失性内存。
在此及以下，“处理器”是指逻辑电路，其用于运行程序指令。逻辑电路可以在一个或多个独立的元件上实现，尤其在一个芯片上。尤其是，“处理器”是指微处理器或由多个处理器芯和/或多个微处理器芯构成的微处理器系统。
“接口”或“通信接口”在此是指这样的接口，借此可以接收和发送数据，其中，该通信接口可以配置成接触式或非接触式的。通信接口可以是内接口或外接口，其例如借助电线与对应设备连接，或者无电线地与之连接。用于无线通信的通信接口是指如下的通信接口，其配置用于非接触地发送和接收数据。通信例如可以根据RFID标准和/或NFC标准比如蓝牙进行。此外，该通信接口可以配置用于经由局域无线电网来通信，例如根据IEEE-802.11-家族和/或Wi-Fi的标准。
接口例如可以设计成无线电接口，其允许经由数字蜂窝式移动无线电网络的通信，其可以根据移动无线电标准例如像GSM、UMTS、LTE、CDMA或者其它标准来构造。
通信一般可以例如经由网络进行。“网络”在此是指具有通信联系的任何传输媒介，其允许在至少两个计算机系统之间的通信。网络例如可以包括局域网络尤其是局域网(LAN)、专用网络尤其是内联网或者虚拟专用网络(VPN)。例如，计算机系统可以具有用于连接至WLAN的标准无线电接口。此外，它可以是公用网络例如向互联网。
实施方式包括电信系统，其包括上述的电子数据存储系统和用于经由网络通信的通信接口，其中，待存储数据包含如下数据，其表征数字编码文档的处理过程，其中，区块链结构的提供包含：包括区块链结构的待处理文档的接收和从收到的文档读取区块链结构，其中，该待存储数据的提供包括：收到的文档的处理和数据的产生，其中，扩充的区块链结构的存储包括：添加扩充的区块链结构至经过处理的文档和存储包含扩充的区块链结构的经过处理的文档，其中，所执行的方法还包括：
·由进行询问的电信系统借助通信接口经由网络接收对经过处理的文档的询问，
·响应于收到的询问，借助通信接口经由网络发送具有扩充的区块链结构的经过处理的文档至进行询问的电信系统。
根据实施方式，数字编码文档的发送依据发送请求的接收来进行。例如数字编码文档是HTML-文档。例如在互联网平台上提供数字编码文档，比如以网页或帖子的形式。帖子在此是指在互联网平台比如社交媒体平台上在网络论坛或博客上的单篇文章。此外，数字编码文档可以供下载。例如网页或帖子包含用于调用数字编码文档的链接。
依据比如呈HTTP-GET请求形式的相应请求，将数字编码文档发送至进行请求的计算机系统。
根据替代实施方式，数字编码文档的发送与发送请求无关地进行。例如，文档以电邮、即时消息、语音信息、视频信息、图像信息、SMS或者MMS的形式来发送，或者由前述信息形式之一包含。即时消息表示下述通信方法，此时两个或两个以上的参与者通过数字编码的文字、语音、图像和/或视频信息相互通信。在此，发送者引起消息的传送，即采用所谓的推送，从而消息尽可能直接来到预定的接收者。参与者此时借助计算机程序经由网络比如互联网直接相互通信或借助服务器相互通信。
附图说明
此外，参照附图来详述本发明的实施方式，其中：
图1示出示例性区块链结构的实施方式的示意性框图，
图2示出图1的区块链结构的第一区块的第一实施方式的示意性框图，
图3示出图1的区块链结构的最后区块的第一实施方式的示意性框图，
图4示出图1的区块链结构的最后区块的第一实施方式的示意性框图，
图5示出图1的区块链结构的附加区块的第一实施方式的示意性框图，
图6示出用于添加附加区块的第一示例性方法的示意性流程图，
图7示出用于添加附加区块的第二示例性方法的示意性流程图，
图8示出图1的区块链结构的第一区块的第二实施方式的示意性框图，
图9示出图1的区块链结构的最后区块的第二实施方式的示意性框图，
图10示出图1的区块链结构的最后区块的第二实施方式的示意性框图，
图11示出图1的区块链结构的附加区块的第二实施方式的示意性框图，
图12示出示例性数据存储系统的实施方式的示意性框图，
图13示出示例性电信系统的实施方式的示意性框图。
具体实施方式
以下实施方式的彼此对应的零部件用相同的附图标记标示。
图1示出示例性区块链结构100的实施方式，其包括N个区块102、104、106、108、110。区块链结构100应该被扩充一个附加区块112。区块链结构100的区块102、104、106、108、110通过校验值相互双向链接。这些单独的双向逻辑关联如双箭头示意所示。区块链结构100的内区块104、106、108分别包括至少两个校验值，它们是例如哈希值。校验值中的第一校验值例如取决于相应的内区块的数据和紧接在后的区块的数据。校验值中的第二校验值例如取决于相应的内区块的数据和紧接在前的区块的数据。第一和第二校验值例如在同一个哈希值中相互组合。相应的校验值被集成到所述区块中。用于使区块链结构100的倒数第二区块108与最后区块110逻辑关联的校验值因此不仅包含存储在倒数第二区块108中的数据，也包含存储在最后区块110中的数据。因此只要两个区块的数据保持不变，存储在倒数第二区块108和最后区块110中的校验值就仅一直表示两个相应区块的正确的哈希值。在例如篡改最后区块110情况下，倒数第二区块108的校验值不再匹配于最后区块110的数据，借此可以识别出篡改。
图2A示出图1的第一区块B1 102的第一实施方式的示意性框图。区块B1102包括通配符PH1 201，该通配符将区块B1 102标识为区块链结构100的第一区块。通配符PH1 201未设置用于在区块链结构100被扩充时被另一值取代。相反，保留下通配符PH1 201，因为区块B1 102设置用于不变地保持区块链结构100的第一区块。
另外，区块B1 102包括校验值PW1 204，其例如是存储在区块B1 102中的数据D1208和存储在第二区块104中的数据D2之组合的哈希值。例如，校验值PW1 204计算如下：
PW1＝Hash{D2+Hash[D1+PH1]}
区块B1 102还包括组合校验值KPW1 206，其例如是通配符PH1 201和校验值PW1204之组合的哈希值。换言之，组合校验值KPW1 206可以是多次哈希运算后的哈希值，其采用区块链结构100的第一区块B1 102的数据D1和第二区块B2 104的数据D2来计算，这两个区块102、104因此相互链接。组合校验值KPW1 206例如计算如下：
KPW1＝Hash{PH1+PW1}
图2B示出图2A的第一区块B1 102的另一实施方式的示意性框图。区块B1102例如以方形(MxM)-矩阵形式构建。区块B1 102的数据D1存储在一个方形[(M-1)x(M-1)]-矩阵208的项中。通配符PH1 201例如存储在(MxM)-矩阵的第M行中。校验值PW1 204例如存储在(MxM)-矩阵的第M列中。组合校验值KPW1206例如存储在(MxM)-矩阵的aMM单元中。根据实施方式，通配符PH1 201只由零构成，因此(MxM)-矩阵的所有单元aiM设定为零，其中1≤i<M。
图3A示出在区块链结构100被扩充附加区块BN+1 112前的图1的区块链结构100的最后区块BN 110的第一实施方式的示意性框图。区块链结构100的最后区块BN 110是区块链结构100的第N区块。区块BN 110包括将区块BN 110标识为区块链结构100的最后区块的通配符PHN 223。通配符PHN 223设置用于：在区块链结构100被扩充时被一个与附加区块BN+1值双向链接的校验值所取代。
此外，区块BN 110包括校验值PWN-1 222，其例如是存储在倒数第二区块BN-1 108中的数据DN-1和存储在最后区块BN 110中的数据DN之组合的哈希值。例如最后区块BN 110的校验值PWN-1 222计算如下：
PWN-1＝Hash{DN+Hash[DN-1+PWN-2]}，
其中，PWN-2表示倒数第二区块BN-2 106的校验值，其可根据上述递归公式，类似于最后区块BN 110的校验值PWN-1 222来计算。
此外，区块BN 110包括组合校验值KPWN 226，其例如是通配符PHN 223与校验值PWN-1 222之组合的哈希值。换言之，组合校验值KPWN 226是多次哈希运算后的哈希值，其采用区块链结构100的倒数第二区块BN-1 108的数据DN-1和最后区块BN 110的数据DN来计算且因此将两个区块108、110相互链接。组合校验值KPWN 226例如计算如下：
KPWN＝Hash{PWN-1+PHN}，
只要区块BN 110是区块链结构100的最后区块，并且将区块BN 110标识为最后区块的通配符PHN 223还无法被与附加区块BN+1 112进一步双向逻辑关联的校验值所取代。
图3B示出图3A的最后区块BN 110的另一实施方式的示意性框图。区块BN 110例如以方形(MxM)-矩阵形式构建。区块BN 110的数据DN被存储在一个方形[(M-1)x(M-1)]-矩阵228的项中。通配符PHN 223例如被存储在(MxM)-矩阵的第M列中。校验值PWN 222例如被存储在(MxM)-矩阵的第M行中。组合校验值KPWN 226例如被存储在(MxM)-矩阵的单元aMM中。根据实施方式，通配符PHN 223只由零构成，因此(MxM)-矩阵的所有单元aMi被设定为零，其中1≤i<M。
根据实施方式，与在前区块实现双向逻辑关联的校验值被存储在(MxM)-矩阵结构的第M行中，而与后随区块实现双向逻辑关联的校验值被存储在(MxM)-矩阵结构的第M列中。因此，与两个区块(即一个在前区块和一个后随区块)双向链接的每个区块包含一个校验值，用于这两个逻辑关联中的每一个。根据实施方式，该区块还包括一个组合校验值，其包含两个双向逻辑关联的两个校验值之组合的哈希值。如果相应区块是区块链结构100的第一区块或最后区块102、110、即一个仅与另一个区块(第二区块104或倒数第二区块108)双向链接的区块，则该区块包括：一个实现双向逻辑关联的校验值，以及一个用于“与另一区块进一步潜在双向逻辑关联的”另一校验值的通配符。该通配符将相应的区块标识为区块链结构的第一区块或最后区块。相应区块的组合校验值包含相应一个双向逻辑关联的校验值以及该通配符。组合校验值此时基于哈希函数的多次应用。
图4A和4B示出在区块链结构100扩充了附加区块BN+1 112之后(从而扩充的区块链结构100包含N+1区块)，图3A或3B的区块链结构100的最后区块BN 110的实施方式示意性框图。附加区块BN+1 112因此是区块链结构100的新的最后区块，而迄今的最后区块BN 110是扩充的区块链结构100的倒数第二区块。
为了给区块链结构100扩充附加区块BN+1 112，最后区块BN 110双向链接至附加区块BN+1 112。在此情况下计算一个校验值PWN 224，其例如是存储在最后区块BN 110中的数据DN 228和待存储在附加区块BN+1 112中的数据DN+1之组合的哈希值。例如最后区块BN 110的校验值PWN 224计算如下：
PWN＝Hash{DN+1+Hash[DN+PWN-1]}
通配符PHN被校验值PWN 224取代，且组合校验值KPWN 226被更新。例如，更新后的组合校验值KPWN 226计算如下:
KPWN＝Hash{PWN-1+PWN}＝Hash{PWN-1+Hash{DN+1+Hash[DN+PWN-1]}}
因此，组合校验值KPWN 226包含最后区块BN 110的数据DN 228和附加区块BN+1 112的数据DN+1。此外，组合校验值KPWN 226因为前述公式的递归而取决于区块链结构100的所有在前区块的数据。
图5A示出在区块链结构100扩充了附加区块BN+1 112后的图1的区块链结构100的附加区块BN+1 112的第一实施方式的示意性框图。区块链结构100的附加区块BN+1 112是扩充的区块链结构100的第(N+1)区块。区块BN+1 112包括将区块BN+1 112标识为扩充的区块链结构100的最后区块的通配符PHN+1 243。通配符PHN 243设置用于在区块链结构100附加扩充情况下被一个双向逻辑关联的校验值所取代。
此外，区块BN+1 112包含在区块BN 110和区块BN+1 112之间的双向逻辑关联的校验值PWN 224。另外，区块BN+1 112包括组合校验值KPWN+1 246，其例如是通配符PHN+1 243和校验值PWN 224之组合的哈希值。换言之，组合校验值KPWN+1 246是多次哈希运算后的哈希值，其采用区块BN 110的数据DN和附加区块BN+1 112的数据DN+1来计算。组合校验值KPWN+1 246例如计算如下：
KPWN+1＝Hash{PWN+PHN+1}
在此情况下，区块BN+1 112是区块链结构100的最后区块。如果通配符PHN+1 243在区块链结构100的扩充过程中被一个校验值取代，则组合校验值KPWN+1 246被一个更新后的组合校验值KPWN+1 246(其是在采用取代通配符PHN+1 243的校验值的情况下计算出的)所取代。
图5B示出图5A的附加区块BN+1 112的另一实施方式的示意性框图。区块BN+1 112例如以方形(MxM)-矩阵形式构建。区块BN+1 112的数据DN+1存储在方形[(M-1)x(M-1)]-矩阵248的项中。通配符PHN+1 243例如存储在(MxM)-矩阵的第M列中。校验值PWN+1 224例如存储在(MxM)-矩阵的第M行中。组合校验值KPWN+1 246例如存储在(MxM)-矩阵的单元aMM中。根据实施方式，通配符PHN+1 243只由零构成，因此(MxM)-矩阵的所有单元aMi被设为零，在此1≤i<M。
根据实施方式，前后相继的区块分别具有相同的校验值以实现双向链接，像例如区块BN 110和区块BN+1 112分别具有相同的校验值PWN+1 224。
图6示出用于添加附加区块至双向链接的区块链结构的示例性方法的示意性流程图。在步骤400中，提供一个双向链接的区块链结构。在步骤402中，提供待存储的数据。在步骤404中，产生一个用于区块链结构的附加区块。例如，附加区块呈(MxM)-矩阵形式。在与区块链结构双向链接之前，附加区块的矩阵例如在第M行和第M列中分别具有一个通配符。例如第M行和第M列的项只具有零。待存储数据被存储在余留的[(M-1)x(M-1]-子矩阵的矩阵单元中。在步骤406中，计算双向逻辑关联的校验值PWN。校验值PWN例如包括存储在最后区块BN中的数据DN和待存储在附加区块BN+1中的数据DN+1之组合的哈希值。此外，过程区块BN-1的校验值PWN-1进入校验值PWN。过程区块BN-1的校验值PWN-1根据实施方式在最后区块BN的第M行中提供。例如最后区块BN的校验值PWN计算如下：
PWN＝Hash{DN+1+Hash[DN+PWN-1]}
在步骤408中，校验值PWN被添加至最后区块BN。例如它被写入第M列中。在步骤410，校验值PWN被添加至附加区块BN+1。例如它被写入第M行。在步骤412中，最后区块BN的组合校验值KPWN在采用校验值PWN的情况下被重新计算并且借此更新存储组合校验值KPWN的矩阵单元aMM。例如，更新后的组合校验值KPWN如下从最后区块BN的第M行和第M列的项来计算：
KPWN＝Hash{PWN-1+PWN}
在步骤414中，附加区块BN+1的组合校验值KPWN+1在采用校验值PWN的情况下来计算。例如组合校验值KPWN+1如下从附加区块BN+1的第M行(校验值PWN)和第M列(通配符PHN)的项来计算：
KPWN+1＝Hash{PWN+PHN+1}
在步骤416中，组合校验值KPWN+1例如存储在附加区块BN+1的矩阵单元aMM中。为此，两个区块BN和BN+1相互双向链接，并且区块链结构被扩充以附加区块BN+1。该方法针对每个有待上链的附加区块被重复。
图8-11对应于图2-5并且示出在根据图7的用于创建双向逻辑关联的替代逻辑关联方法情况下的图1的区块链结构100的区块的第二实施方式。图7示出呈示意性流程图形式的相应方法。步骤500至504此时对应于图6的步骤400至404。在步骤506中计算在区块BN和BN+1之间的双向逻辑关联的校验值。在此情况下，计算用于最后区块BN的校验值PW1N，计算用于最后区块BN+1的校验值PW2N。首先，使用两个子矩阵DN和DN+1进行矩阵运算，它们包含区块BN和BN+1的存储数据。例如执行矩阵乘法DN*DN+1。所造成的单义矩阵被用作哈希函数Hash(DN*DN+1)的输入。矩阵乘法的数学单义性可以保证区块BN中的数据DN篡改也与BN+1中的数据DN+1篡改一样以哈希值Hash(DN*DN+1)改变的形式得到关注。所造成的哈希值被一分为二，例如根据公式：
Hash{DN*DN+1}＝PW1N+PW2N
在步骤508中，用于最后区块BN的校验值PW1N被添加至最后区块，例如它被写入区块BN的第M列。在步骤510中，用于附加区块BN+1的校验值PW2N被添加至附加区块，例如它被写入区块BN的第M列。
在步骤512中，最后区块BN的组合校验值KPWN采用校验值PWN来重新计算，存储组合校验值KPWN的矩阵单元aMM用新计算的校验值PWN更新。例如，更新后的组合校验值KPWN如下从最后区块BN的第M行和第M列的项中计算：
KPWN＝Hash{PW2N-1+PW1N}
在步骤514中，附加区块BN+1的组合校验值KPWN+1是在采用附加区块BN+1的校验值PW2N的情况下来计算的。例如组合校验值KPWN+1如下从附加区块BN+1的第M行(校验值PW2N)和第M列(通配符PHN)的项来计算：
KPWN+1＝Hash{PW2N+PHN+1}
在步骤516中，组合校验值KPWN+1例如被存储在附加区块BN+1的矩阵单元aMM中。为此，两个区块BN和BN+1相互双向链接并且区块链结构被扩充以附加区块BN+1。该方法针对每个有待挂靠的附加区块被重复。
图8-11示出图1的区块链结构100的第一区块B1 102、最后区块BN 110和附加区块BN+1 112的示意性第二实施方式。如图8-11所示的区块102、110、112基本对应于图2-6所示的区块102、110、112。但图8-11的区块102、110、112的不同之处在于，它们采用图7的方法来创建。因此，被用于产生在前后相继区块之间的双向逻辑关联的校验值一般不是相同的，而是彼此不同。因此，图8A和8B的第一区块B1包含对应于第一区块B1的校验值PW11 204。校验值PW11 204与对应于区块链结构100的第二区块B2 104的校验值PW21一起，采用图7的方法根据第一和第二区块的数据D1和D2来计算。图9A和9B以及图10A和10B的最后区块BN 110包含对应于最后区块BN 110的校验值PW2N-1222，其与对应于区块链结构100的倒数第二区块BN-1 108的校验值PW1N-1一起，采用图7的方法根据倒数第二区块和最后区块的数据DN-1和DN来计算。此外，如图10A和10B所示的最后区块BN 110的校验值PW1N 224与如图11A和11B所示的附加区块BN 112的校验值PW2N 242一起来计算。在此情况下，图7的方法被用到最后区块BN 110的数据DN和附加区块BN 112的数据，它们例如借助矩阵乘法相互组合。
如图8-11所示的区块B1 102、BN 110、BN+1 112的组合校验值KPW1 206、KPWN 226、KPWN+1 246类似于图2-6的组合校验值KPW1 206、KPWN 226、KPWN+1 246来计算。即，图8A和8B中的组合校验值KPW1 206作为KPW1＝Hash{PH1+PW11}来计算。图9A和9B中的组合校验值KPWN226作为KPWN＝Hash{PW2N-1+PHN}来计算。图10A和10B中的组合校验值KPWN 226在区块BN110和BN+1 112的双向链接过程中作为KPWN＝Hash{PW2N-1+PW1N}来计算。图11A和11B中的组合校验值KPWN+1 246最后作为KPWN+1＝Hash{PW2N+PHN}来计算。
根据应用形式，被用于产生在前后相继的区块之间的双向逻辑关联的校验值也可以是相同的。这取决于矩阵乘法的哈希值是对称划分(协同校验值)，还是非对称划分(不同校验值)。
图12示出呈计算机系统形式的用于利用双向链接的区块链结构312在电子存储器306中防篡改地存储数据310的示例性数据存储系统300的一个实施方式的示意性框图。计算机系统300包括处理器302，其配置用于运行程序指令304。通过运行所述程序指令304，处理器302控制计算机系统300，从而它执行用于防篡改地存储数据的方法的前述实施方式之一。
计算机系统300还包括存储器306，在该存储器内存储用于计算哈希值的哈希函数308和双向链接的区块链结构312。存储器306还包括数据310，其应该在采用双向链接的区块链结构312的情况下被防篡改地保护或者说被防篡改地存储。例如计算机系统300执行图6或图7的方法之一并且产生用于区块链结构312的附加区块，该附加区块包含防篡改地有待存储的数据310并且与区块链结构312的最后区块双向逻辑关联。为了附加区块的双向逻辑关联，例如采用哈希函数308来计算哈希值，其包含数据310以及来自区块链结构312的数据，尤其是区块链结构312的最后区块的数据。
最终，计算机系统300包括通信接口314。该通信接口314可以例如是借助网络来通信的网络接口或者与可换式数据载体通信的接口。通过该通信接口314，例如可以提供数据310和/或区块链结构312。此外，通信接口314可以是用于由使用者输入指令和/或输出结果的用户接口。
根据实施方式，程序指令304例如可以包括数据库管理系统，其管理存储在存储器306中的区块链结构，如区块链结构312。
图13示出图12的示例性数据存储系统300，其配置成电信系统，它可借助通信接口314经由网络340与其它计算机系统如计算机系统320、350通信。例如计算机系统350经由网络340提供所述数据310。
计算机系统350包括例如用于存储数据310的存储器356，所述数据应通过计算机系统300被防篡改保护。根据实施方式，数据310是表征数字编码文档的数据。例如数据310是数字编码文档内容的哈希值。根据其它实施方式，数据310是由计算机系统350促成的、记录的和/或执行的交易的交易数据。根据其它实施方式，数据310是借助计算机系统350的传感器366来获得的传感器数据。计算机系统350还包括处理器352，其配置用于运行程序指令354。根据实施方式，计算机系统350也作为电信系统来配置，其可借助通信接口364经由网络340与计算机系统300通信。处理器352运行程序指令354促使计算机系统350例如发送数据310至计算机系统300。经由网络340发送数据310此时可以例如响应于计算机系统300的询问或者自发地由计算机系统350本身促成来进行。
图13还示出计算机系统320，其例如也作为电信系统来配置并且可借助通信接口364经由网络340与计算机系统300通信。计算机系统320包括例如带有程序指令324的处理器322。处理器322配置用于运行程序指令324，其中，处理器322运行程序指令324促使计算机系统320由计算机系统300经由网络询问被扩充了数据310的区块链结构312。响应于相应询问，计算机系统320接收例如区块链结构312。根据实施方式，计算机系统320可以读取存储在区块链结构312中的来自区块链结构312的数据。计算机系统320例如可以采用存储在存储器326中的哈希函数308来检验读取数据的完整性，借助所述哈希函数可以验算区块链结构312所包含的用于双向链接区块的校验值。读取数据例如是用于证明数字编码文档真实性的数据。相应的文档例如由计算机系统350经由网络340提供给计算机系统320。读取数据例如是所提供的文档的内容的哈希值，因此可以依据这些数据来校验文档的真实性。例如，对于该文档由计算机系统320计算一个哈希值。如果计算的哈希值与读取数据一致，则所提供的文档被认定为真实。
通过计算机系统320接收的区块链结构312尤其也可以被用于在线模式的校验，即当网络340暂时不可用时。因此，借助区块链结构312被检查其真实性的数据例如可以通过计算机系统320来直接接收或读取而无需网络340。这些数据随后可以在使用区块链结构312的情况下被检查其真实性，例如当存储在区块链结构312中的数据包含待检查数据本身的拷贝或者待检查数据的特征如哈希值。
附图标记列表
100 区块链结构
102 第一区块
104 第二区块
106 倒数第三区块
108 倒数第二区块
110 最后区块
112 附加区块
201 通配符
204 校验值
206 组合校验值
208 数据
222 校验值
223 通配符
224 校验值
226 组合校验值
228 数据
242 校验值
243 通配符
246 组合校验值
248 数据
300 计算机系统
302 处理器
304 程序指令
306 存储器
308 哈希函数
310 数据
312 区块链结构
314 通信接口
320 计算机系统
322 处理器
324 程序指令
326 存储器
334 通信接口
340 网络
350 计算机系统
352 处理器
354 程序指令
356 存储器
364 通信接口
366 传感器

Claims (26)

1.一种用于在采用双向链接的区块链结构(100，312)情况下在电子存储器(306)中防篡改地存储数据(310，248)的方法，该区块链结构至少包括第一区块(102)和最后区块(110)，其中，该方法包括：
·提供双向链接的区块链结构(100，312)，
·提供待存储数据(310，248)，
·产生一个用于扩充该区块链结构(100，312)的附加区块(112)，该附加区块包含待存储数据(310，248)且设置用于与该区块链结构(100，312)的最后区块(110)双向链接，其中，该区块链结构(100，312)的最后区块(110)包含存储的数据(228)，
·计算该最后区块(110)的第一校验值(224)以便该附加区块(112)双向链接至该区块链结构(100，312)的最后区块(110)，其中，该最后区块(110)的第一校验值(224)采用第一哈希值来计算，其计算包含将哈希函数(308)应用到存储在该最后区块(110)中的数据(228)和有待存储在该附加区块(112)中的数据(310，248)，
·计算该附加区块(112)的校验值(224，242)以便该附加区块(112)双向链接至区块链结构(100，312)的最后区块(110)，其中，该附加区块(112)的校验值(224，242)采用第二哈希值来计算，其计算包含将哈希函数(308)应用到存储在该最后区块(110)中的数据(228)和有待存储在该附加区块(112)中的数据(310，248)，
·添加该最后区块的第一校验值(224)至该最后区块(110)，
·添加该附加区块的校验值(224，242)至该附加区块(112)，
·存储被扩充了附加区块(112)的区块链结构(100，312)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，该区块链结构(100，312)的最后区块(110)包括该最后区块(110)的第二校验值(222)，该第二校验值将该最后区块(110)双向链接至区块链结构(100，312)的倒数第二区块(108)，其中，该最后区块(110)的第二校验值(222)采用第三哈希值来计算，其计算包含将哈希函数(308)应用到存储在倒数第二区块(108)中的数据和存储在最后区块(110)中的数据(228)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，该方法还包括：
·计算该最后区块(110)的组合校验值(226)，其中，该最后区块(110)的组合校验值(226)采用第四哈希值来计算，其计算包含将哈希函数(308)应用到由最后区块(110)的第一和第二校验值(224，222)构成的组合，
·添加该最后区块的组合校验值(226)至该区块链结构(100，312)的最后区块(110)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，该最后区块(110)的组合校验值KPWN(226)计算如下：
KPWN＝Hash{PWN-1+PWN}，
其中，PWN-1表示最后区块(110)的第二校验值(222)，PWN表示最后区块(110)的第一校验值(224)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该最后区块(110)包括将最后区块(110)标识为区块链结构(100，312)的最后区块的通配符(223)，其中，添加最后区块的第一校验值(224)至最后区块(110)包括：用最后区块(100)的第一校验值(224)取代最后区块(110)的通配符(223)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该附加区块(112)包括将附加区块(112)标识为扩充的区块链结构(100，312)的最后区块的通配符(243)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，该方法还包括：
·计算该附加区块(112)的组合校验值(246)，其中，该附加区块(112)的组合校验值(246)采用第五哈希值来计算，其计算包含将哈希函数(308)应用到由附加区块(112)的校验值(224，242)与附加区块(112)的通配符(243)构成的组合，
·添加该附加区块的组合校验值(246)至该区块链结构(100，312)的附加区块(112)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，该附加区块(112)的组合校验值KPWN+1(246)计算如下：
KPWN+1＝Hash{PWN+PHN+1}，
其中，PWN表示附加区块(112)的校验值(224，242)，PHN+1表示附加区块(112)的通配符(243)。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该区块链结构(100，312)的第一区块(102)包括将第一区块(102)标识为区块链结构(100，312)的第一区块的通配符(201)。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该区块链结构(100，312)的区块分别具有方形(MxM)矩阵结构，其中，M是大于等于2的自然数。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，该区块链结构(100，312)的区块(102，104，106，108，110，112)的所存储的数据(310，208，228，248)分别被相应区块(102，104，106，108，110，112)的矩阵结构的一个方形子矩阵的多个项所包含。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该最后区块(110)的第一校验值(224)的计算和该附加区块(112)的校验值(224，242)的计算包括：
·计算由存储在最后区块(110)中的数据(228)和存储在附加区块(112)中的数据(310，248)构成的组合，
·计算由存储在最后区块(110)中的数据(228)和存储在附加区块(112)中的数据(310，248)构成的组合的哈希值，
·将由存储在最后区块(110)中的数据(228)和存储在附加区块(112)中的数据(310，248)构成的组合的哈希值分为第一部分和第二部分，其中，该最后区块(110)的第一校验值(224)包含所述第一部分，该附加区块(112)的校验值(224，242)包含所述第二部分。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，由存储在最后区块(110)内的数据(228)和存储在附加区块(112)内的数据(310，248)构成的组合包括：“该最后区块的其项包含存储于最后区块(110)内的数据(228)的子矩阵”与“倒数第二区块(108)的其项包含待存储在附加区块(112)中的数据(310，248)的子矩阵”之乘积。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，该最后区块(110)的第二校验值(222)的计算包括：
·计算存储在区块链结构(100，312)的倒数第二区块(108)中的数据与存储在最后区块(110)中的数据(228)的组合，
·计算由存储在倒数第二区块(108)内的数据和存储在最后区块(110)内的数据(228)构成的组合的哈希值，
·将由存储在倒数第二区块(108)内的数据和存储在最后区块(110)内的数据(228)构成的组合的哈希值分为第一部分和第二部分，其中，倒数第二区块(108)的校验值包含所述第一部分，其中，该最后区块(110)的第二校验值(222)包含所述第二部分。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该最后区块(110)的第一校验值和该附加区块(112)的校验值(224，242)是相同的。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，最后区块(110)的第一校验值PWN(224)计算如下：
PWN＝Hash{DN+1+Hash[DN+PWN-1]}，
其中，DN+1表示附加区块(112)的待存储数据(310，248)，DN表示最后区块(110)的存储数据(228)，PWN-1表示最后区块(110)的第二校验值(222)。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，该最后区块(110)的第二校验值PWN-1(222)计算如下：
PWN-1＝Hash{DN+Hash[DN-1+PWN-2]}，
其中，DN表示最后区块(110)的存储数据(228)，DN-1表示倒数第二区块(108)的存储数据，PWN-2表示倒数第二区块(108)的校验值。
18.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该双向链接的区块链结构(100，312)的前后相继的区块分别相互双向链接，其中，两个前后相继的区块中的各自在前的区块包括在前区块的采用在前区块的数据和后随区块的数据所计算出的校验值，并且前后相继区块中的后随区块包括后随区块的采用在前区块的数据和后随区块的数据计算出的校验值。
19.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该待存储数据(310，248)包含表征数字编码文档内容的数据，其中，该待存储数据(310，248)的提供包括由建立数字编码文档的计算机系统(350)借助通信接口(314)经由网络(340)接收数据，其中，该方法还包括：
·由询问的计算机系统(320)借助通信接口(314)经由网络(340)接收对区块链结构(100，312)的当前版本的询问，
·响应于收到的询问，借助通信接口(314)经由网络(340)将扩充的区块链结构(100，312)发送至进行询问的计算机系统(320)。
20.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，待存储数据(310，248)包含交易数据，其中，待存储数据(310，248)的提供包含：由参与到交易执行的计算机系统(350)借助通信接口(314)经由网络(340)接收所述数据，其中，该方法还包括：
·由进行询问的计算机系统(320)借助通信接口(314)经由网络(340)接收对区块链结构(100，312)的当前版本的询问，
·响应于收到的询问，借助通信接口(314)经由网络(340)将扩充的区块链结构(100，312)发送至进行询问的计算机系统(320)。
21.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该待存储数据(310，248)包括装置的状态数据，其中，该待存储数据的提供包括：由借助传感器(366)获得状态数据的计算机系统(350)借助通信接口(314)经由网络(340)接收该数据(310，248)，其中，该方法还包括：
·由进行询问的计算机系统(320)借助通信接口(314)经由网络(340)接收对区块链结构(100，312)的当前版本的询问，
·响应于收到的询问，借助通信接口(314)经由网络(340)发送扩充的区块链结构(100，312)至进行询问的计算机系统(320)。
22.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该待存储数据(310，248)包括表征数字编码文档的处理过程的数据，其中，区块链结构(100，312)的提供包括：包含区块链结构(100，312)的待处理文档的接收和自接收的文档读取区块链结构(100，312)，其中，该待存储数据(310，248)的提供包括：所接收的文档的处理和数据的产生，其中，扩充的区块链结构(100，312)的存储包括：添加扩充的区块链结构(100，312)至经过处理的文档；和存储包含扩充的区块链结构(100，312)的经过处理的文档。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，该方法还包括：
·由进行询问的计算机系统(320)借助通信接口(314)经由网络(340)接收对经过处理的文档的询问，
·响应于收到的询问，借助通信接口(314)经由网络(340)发送包含扩充的区块链结构(100，312)的经过处理的文档至进行询问的计算机系统(320)。
24.一种在双向链接的区块链结构(100，312)中防篡改地存储数据(310，248)的电子数据存储系统(300)，该区块链结构至少包括第一区块和最后区块，其中，该数据存储系统(300)包括处理器(302)和具有机读指令(304)的电子存储器(306)，其中，该处理器(302)运行机读指令(304)促使该数据存储系统(300)执行以下方法，该方法包括：
·提供双向链接的区块链结构(100，312)，
·提供待存储数据(310，248)，
·产生一个用于扩充区块链结构(100，312)的附加区块(112)，该附加区块包含该待存储数据(310，248)并设置用于双向链接至区块链结构(100，312)的最后区块(110)，其中，该区块链结构(100，312)的最后区块(110)包含存储数据(228)，
·计算该最后区块(110)的第一校验值(224)以便该附加区块(112)双向链接至区块链结构(100，312)的最后区块(110)，其中，该最后区块(110)的第一校验值(224)采用第一哈希值来计算，其计算包含将哈希函数(308)应用到存储于最后区块(110)中的数据(228)和待存储在附加区块(112)中的数据(310，248)，
·计算该附加区块(112)的校验值(224，242)以便该附加区块(112)双向链接至区块链结构(100，312)的最后区块(110)，其中，该附加区块(112)的校验值(224，242)采用第二哈希值来计算，其计算包含将哈希函数(308)应用到存储在最后区块(110)中的数据(228)和待存储在附加区块(112)中的数据(310，248)，
·添加该最后区块的第一校验值(224)至最后区块(110)，
·添加该附加区块的校验值(224，242)至附加区块(112)，
·存储被扩充了附加区块的区块链结构(100，312)。
25.一种电信系统，包括根据权利要求24所述的电子数据存储系统(300)和用于借助网络(340)通信的通信接口(314)，其中，待存储数据(310，248)的提供包括：借助通信接口(314)经由网络(340)的数据接收，其中，所执行的方法还包括：
·由进行询问的电信系统(320)借助通信接口(314)经由网络(340)接收对区块链结构(100，312)的当前版本的询问，
·响应于收到的询问，借助通信接口(314)经由网络(340)发送扩充的区块链结构(100，312)至进行询问的电信系统(320)。
26.一种电信系统，其包括根据权利要求24所述的电子数据存储系统(300)和用于借助网络(340)通信的通信接口(314)，其中，该待存储数据(310，248)包含表征数字编码文档处理过程的数据，其中，区块链结构(100，312)的提供包括：包含该区块链结构(100，312)的待处理文档的接收和自所接收的文档读取区块链结构(100，312)，其中，待存储数据(310，248)的提供包括：接收文档的处理和数据的产生，其中，扩充的区块链结构(100，312)的存储包括：添加扩充的区块链结构(100，312)至经过处理的文档和存储包含扩充的区块链结构(100，312)的经过处理的文档，其中，所执行的方法还包括：
·由进行询问的电信系统(320)借助通信接口(314)经由网络(340)接收对经过处理的文档的询问，
·响应于收到的询问，借助该通信接口(314)经由网络(340)发送包含扩充的区块链结构(100，312)的经过处理的文档至进行询问的电信系统(320)。
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