CN110602079B - 一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法，包括以下步骤：S100、实验室中心数据采集器实时采集科学仪器测量的科研数据；S200、采集完成后发送并上传数据请求至子级区块链节点群，空闲的子级节点在接受请求后将科研数据存储至子级节点区块链数据临时存储区中；S300、子级区块链节点利用公钥将科研数据加密后加盖时间戳上传至子级区块链中；S400、在获得科研数据所有权人或管理员授权后，子级区块链节点向主级区块链节点群发送上传请求，并利用科研数据的拥有者或管理员提供的私钥解密子级区块链中的科研数据，并将解密科研数据存储至空闲的主级区块链节点的数据临时存储区。本发明提高数据的传输的安全性。

Description

一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法
技术领域
本发明涉及计算机的技术领域，尤其是一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法。
背景技术
科研数据是国家科技创新发展和经济社会发展的重要基础性战略资源。尤其是近年来，随着我国科技投入不断增长，科技创新能力不断提升，科研数据呈现出“井喷式”增长，海量科研数据对材料、生命、空间科学等多个学科领域的科研活动更是带来了冲击性影响，科技创新越来越依赖于大量、系统、高可信度的科研数据，我国在科研数据开发利用、开放共享和安全保护等方面还有很大改进空间。国务院提出的《科研数据管理办法》将进一步加强和规范科研数据管理，保障科研数据安全，提高开放共享水平。因此如何利用区块链技术实现科研数据采集汇交与保存、共享利用、保密与安全能功能，是非常有必要的。
由于科研数据的真实性是首要考虑的因素，同时又要保证数据所有权人的独占权益防止数据被第三方利用，因此引入区块链技术原始数据进行储存和加密是十分必要的。考虑到科研数据种类繁杂、数量巨大、甄别困难的特点，采用分级控制技术有利于在保证数据所有权人权益的同时尽量促进数据共享，将较为初级的原始数据储存在子级区块链中，将授权上传数据加载于主级区块链中，数据在两级区块链转换之间传输通过授权实现，但是目前并没有很多的解决上述区块链进行数据储存的方式。
发明内容
针对现有的不足，本发明提供了一种利用区块链技术实现科研数据采集汇交与保存、共享利用、保密与安全能功能的一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法。
为了实现上述目的，本发明所设计的一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法，具体包括以下步骤：
S100、通过分布在各个区域内并与实验室的仪器以及用户电脑连接的多个实验室中心数据采集器实时采集科学仪器测量的科研数据；所述的科研数据包括仪器参数信息、测量时间信息、科研数据所有权人或管理员信息以及测量原始数据；
S200、实验室中心数据采集器采集完成后发送并上传数据请求至子级区块链节点群，空闲的子级节点在接受请求后将科研数据存储至子级节点区块链数据临时存储区中；
S300、子级区块链节点利用公钥将科研数据加密后加盖时间戳上传至子级区块链中；
S400、在获得科研数据所有权人或管理员授权后，子级区块链节点向主级区块链节点群发送上传请求，并利用科研数据的拥有者或管理员提供的私钥解密子级区块链中的科研数据，并将解密科研数据存储至空闲的主级区块链节点的数据临时存储区；
其中：主级区块链节点根据科研数据拥有者或管理员的要求对数据进行重新加密或者不加密并加盖新时间戳，上传主级区块链中；同时科研数据拥有者或管理员也可通过实验室中心数据采集器经子级区块链节点向主级区块链节点提交处理的衍生数据，所述的衍生数据包含仪器参数信息、测量时间信息、科研数据拥有者或管理员信息以及科研数据子级区块时间戳信息；并根据科研数据拥有者的要求对衍生数据加密或不加密并加盖新时间戳，然后上传主级区块链中。
进一步，在步骤S100中的实验室中心数据采集器是一种实验室专用数据采集、储存、上传用的局域数据中心，实验室中心数据采集器通过有线或无线连接方式与科研设备数据接口连接，能够不经过中间环节直接采集测量仪器产生的科研数据，这科研数据包括科学仪器产生的原始数据、当时仪器的参数信息、数据的测量时间和采集时间、科研数据所有权人或管理员信息，同时所述的实验室中心数据采集器除了可以保证原始数据的真实性和不可篡改特性以外，实验室中心数据采集器也可以与局域网内其他电脑相连，采集原始数据经处理后获得的衍生数据、公式、图片、结论的数据。
进一步，在步骤200中，实验室中心数据采集器在工作空闲时，向子级区块链节点群发送上传请求，子级区块链节点根据数据上传请求查找处于空闲状态的节点，并将空闲的节点信息发送给实验室中心数据采集器，实验室中心数据采集器与空闲节点建立数据传输连接，然后将科研数据存储至子级节点区块链数据临时存储区。
进一步，在步骤300中，子级区块链节点利用公钥对存储在子级节点区块链数据临时存储区的数据进行加密，加密后的数据经HASH算法处理后加盖时间戳上传至子级区块链中。
进一步，在步骤400中，经过科研数据所有权人或管理员同意并授权后，子级区块链节点向主级区块链节点群发送上传请求，主级区块链节点群根据所述上传请求查找处于空闲状态的节点，并将空闲的节点信息发送给子级节点，子级节点利用科研数据的拥有者授权时提供的私钥解密出原始科研数据，并将解密科研数据存储至空闲的主级区块链节点的数据临时存储区。
进一步，在子级区块链节点向主级区块链节点群发送上传请求的过程中，子级区块链为与科学仪器及使用者、操作者之间连接更紧密、相对网点数目小、保密程度高的局域性质区块链系统，用于储存海量级别初级、未经任何篡改的原始科研数据的数据链；主级区块链为与科学仪器及使用者、操作者之间连接更松散、网点数目多、保密程度低的广域性质区块链系统，子级区块链和主级区块链之间不会自动储存对方的区块，当且仅当子级区块链节点发出上传请求给主级区块链节点后，子级区块链才会根据科研数据所有人或管理员授权的私钥将数据解密上传。
进一步，所述主级区块链节点根据科研数据拥有者或管理员的要求对数据进行重新加密或者不加密并加盖新时间戳，上传主级区块链的过程中，主级区块链节点在接受到科研数据后，可根据科研数据拥有者或管理员对科研数据公开要求，如果需要公开则直接将科研数据载入区块链数据区，如果需要不公开则对科研数据进行加密后直接载入区块链数据区。
进一步，在科研数据拥有者或管理员也可通过数据采集器经子级区块链节点向主级区块链节点提交处理的衍生数据，根据科研数据拥有者的要求对衍生数据加密或不加密并加盖新时间戳，上传主级区块链的过程中，科研数据拥有者或管理员也可将衍生数据上传至数据采集器，经数据采集器发送上传请求后，上传至子级区块链节点存储区后载入子级区块链，再经过子级区块链节点向主级区块链节点发送上传请求，上传至主级区块链节点存储区后载入主级区块链。
进一步，衍生数据为科研数据所有权人对原始科研数据进行分析、处理后获得相应的各种成果，这包含仪器参数信息、测量时间信息、科研数据拥有者或管理员信息以及科研数据子级区块时间戳信息。
本发明得到的一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法，本发明利用区块链技术实现科研数据采集汇交与保存、共享利用、保密与安全能功能，最终提高安全性。
附图说明
图1是实施例1中一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法的布局示意图；
图2是实施例1中一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法中单个实验室中心数据采集器进行数据传输的流程示意图。
附图标记中:实验室中心数据采集器1；子级区块链节点2；主级区块链节点3；仪器4；用户电脑5。
具体实施方式
下面结合实施例对发明创造作进一步说明。
实施例1：
如图1、图2所示，本实施例提供的一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法，具体包括以下步骤：
S100、通过分布在各个区域内并与实验室的仪器4以及用户电脑5连接的多个实验室中心数据采集器1实时采集科学仪器测量的科研数据；所述的科研数据包括仪器参数信息、测量时间信息、科研数据所有权人或管理员信息以及测量原始数据；
S200、实验室中心数据采集器1采集完成后发送并上传数据请求至子级区块链节点2群，空闲的子级节点在接受请求后将科研数据存储至子级节点区块链数据临时存储区中；
S300、子级区块链节点2利用公钥将科研数据加密后加盖时间戳上传至子级区块链中；
S400、在获得科研数据所有权人或管理员授权后，子级区块链节点2向主级区块链节点群发送上传请求，并利用科研数据的拥有者或管理员提供的私钥解密子级区块链中的科研数据，并将解密科研数据存储至空闲的主级区块链节点3的数据临时存储区；
其中：主级区块链节点3根据科研数据拥有者或管理员的要求对数据进行重新加密或者不加密并加盖新时间戳，上传主级区块链中；同时科研数据拥有者或管理员也可通过实验室中心数据采集器1经子级区块链节点2向主级区块链节点3提交处理的衍生数据，所述的衍生数据包含仪器参数信息、测量时间信息、科研数据拥有者或管理员信息以及科研数据子级区块时间戳信息；并根据科研数据拥有者的要求对衍生数据加密或不加密并加盖新时间戳，然后上传主级区块链中。
进一步，在步骤S100中的实验室中心数据采集器1是一种实验室专用数据采集、储存、上传用的局域数据中心，实验室中心数据采集器1通过有线或无线连接方式与科研设备数据接口连接，能够不经过中间环节直接采集测量仪器产生的科研数据，这科研数据包括科学仪器产生的原始数据、当时仪器的参数信息、数据的测量时间和采集时间、科研数据所有权人或管理员信息，同时所述的实验室中心数据采集器1除了可以保证原始数据的真实性和不可篡改特性以外，实验室中心数据采集器1也可以与局域网内其他电脑相连，采集原始数据经处理后获得的衍生数据、公式、图片、结论的数据。
进一步，在步骤200中，实验室中心数据采集器1在工作空闲时，向子级区块链节点2群发送上传请求，子级区块链节点2根据数据上传请求查找处于空闲状态的节点，并将空闲的节点信息发送给实验室中心数据采集器1，实验室中心数据采集器1与空闲节点建立数据传输连接，然后将科研数据存储至子级节点区块链数据临时存储区。
进一步，在步骤300中，子级区块链节点2利用公钥对存储在子级节点区块链数据临时存储区的数据进行加密，加密后的数据经HASH算法处理后加盖时间戳上传至子级区块链中。
进一步，在步骤400中，经过科研数据所有权人或管理员同意并授权后，子级区块链节点2向主级区块链节点3群发送上传请求，主级区块链节点3群根据所述上传请求查找处于空闲状态的节点，并将空闲的节点信息发送给子级节点，子级节点利用科研数据的拥有者授权时提供的私钥解密出原始科研数据，并将解密科研数据存储至空闲的主级区块链节点3的数据临时存储区。
进一步，在子级区块链节点2向主级区块链节点3群发送上传请求的过程中，子级区块链为与科学仪器及使用者、操作者之间连接更紧密、相对网点数目小、保密程度高的局域性质区块链系统，用于储存海量级别初级、未经任何篡改的原始科研数据的数据链；主级区块链为与科学仪器及使用者、操作者之间连接更松散、网点数目多、保密程度低的广域性质区块链系统，子级区块链和主级区块链之间不会自动储存对方的区块，当且仅当子级区块链节点2发出上传请求给主级区块链节点3后，子级区块链才会根据科研数据所有人或管理员授权的私钥将数据解密上传。
进一步，所述主级区块链节点3根据科研数据拥有者或管理员的要求对数据进行重新加密或者不加密并加盖新时间戳，上传主级区块链的过程中，主级区块链节点3在接受到科研数据后，可根据科研数据拥有者或管理员对科研数据公开要求，如果需要公开则直接将科研数据载入区块链数据区，如果需要不公开则对科研数据进行加密后直接载入区块链数据区。
进一步，在科研数据拥有者或管理员也可通过数据采集器经子级区块链节点2向主级区块链节点3提交处理的衍生数据，根据科研数据拥有者的要求对衍生数据加密或不加密并加盖新时间戳，上传主级区块链的过程中，科研数据拥有者或管理员也可将衍生数据上传至数据采集器，经数据采集器发送上传请求后，上传至子级区块链节点2存储区后载入子级区块链，再经过子级区块链节点2向主级区块链节点3发送上传请求，上传至主级区块链节点3存储区后载入主级区块链。
进一步，衍生数据为科研数据所有权人对原始科研数据进行分析、处理后获得相应的各种成果，这包含仪器参数信息、测量时间信息、科研数据拥有者或管理员信息以及科研数据子级区块时间戳信息。
本发明利用区块链技术实现科研数据采集汇交与保存、共享利用、保密与安全能功能，最终提高安全性，由于本发明采用分级控制技术有利于在保证数据所有权人权益的同时尽量促进数据共享，将较为初级的原始数据储存在子级区块链中，将授权上传数据加载于主级区块链中，数据在两级区块链转换之间传输通过授权实现。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法，其特征在于具体包括以下步骤：
S100、通过分布在各个区域内并与实验室的仪器(4)以及用户电脑(5)连接的多个实验室中心数据采集器(1)实时采集科学仪器测量的科研数据；所述的科研数据包括仪器参数信息、测量时间信息、科研数据所有权人或管理员信息以及测量原始数据；
S200、实验室中心数据采集器(1)采集完成后发送并上传数据请求至子级区块链节点(2)群，空闲的子级节点在接受请求后将科研数据存储至子级节点区块链数据临时存储区中；
S300、子级区块链节点(2)利用公钥将科研数据加密后加盖时间戳上传至子级区块链中；
S400、在获得科研数据所有权人或管理员授权后，子级区块链节点(2)向主级区块链节点群发送上传请求，并利用科研数据的拥有者或管理员提供的私钥解密子级区块链中的科研数据，并将解密科研数据存储至空闲的主级区块链节点(3)的数据临时存储区；
其中：主级区块链节点(3)根据科研数据拥有者或管理员的要求对数据进行重新加密或者不加密并加盖新时间戳，上传主级区块链中；同时科研数据拥有者或管理员也可通过实验室中心数据采集器(1)经子级区块链节点(2)向主级区块链节点(3)提交处理的衍生数据，所述的衍生数据包含仪器参数信息、测量时间信息、科研数据拥有者或管理员信息以及科研数据子级区块时间戳信息；并根据科研数据拥有者的要求对衍生数据加密或不加密并加盖新时间戳，然后上传主级区块链中。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法，其特征在于：在步骤S100中的实验室中心数据采集器(1)是一种实验室专用数据采集、储存、上传用的局域数据中心，实验室中心数据采集器(1)通过有线或无线连接方式与科研设备数据接口连接，能够不经过中间环节直接采集测量仪器产生的科研数据，这科研数据包括科学仪器产生的原始数据、当时仪器的参数信息、数据的测量时间和采集时间、科研数据所有权人或管理员信息，同时所述的实验室中心数据采集器(1)除了可以保证原始数据的真实性和不可篡改特性以外，实验室中心数据采集器(1)也可以与局域网内其他电脑相连，采集原始数据经处理后获得的衍生数据、公式、图片、结论的数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法，其特征在于：在步骤200中，实验室中心数据采集器(1)在工作空闲时，向子级区块链节点(2)群发送上传请求，子级区块链节点(2)根据数据上传请求查找处于空闲状态的节点，并将空闲的节点信息发送给实验室中心数据采集器(1)，实验室中心数据采集器(1)与空闲节点建立数据传输连接，然后将科研数据存储至子级节点区块链数据临时存储区。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法，其特征在于：在步骤300中，子级区块链节点(2)利用公钥对存储在子级节点区块链数据临时存储区的数据进行加密，加密后的数据经HASH算法处理后加盖时间戳上传至子级区块链中。
5.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法，其特征在于：在步骤400中，经过科研数据所有权人或管理员同意并授权后，子级区块链节点(2)向主级区块链节点(3)群发送上传请求，主级区块链节点(3)群根据所述上传请求查找处于空闲状态的节点，并将空闲的节点信息发送给子级节点，子级节点利用科研数据的拥有者授权时提供的私钥解密出原始科研数据，并将解密科研数据存储至空闲的主级区块链节点(3)的数据临时存储区。
6.根据权利要求5所述的一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法，其特征在于：在子级区块链节点(2)向主级区块链节点(3)群发送上传请求的过程中，子级区块链为与科学仪器及使用者、操作者之间连接更紧密、相对网点数目小、保密程度高的局域性质区块链系统，用于储存海量级别初级、未经任何篡改的原始科研数据的数据链；主级区块链为与科学仪器及使用者、操作者之间连接更松散、网点数目多、保密程度低的广域性质区块链系统，子级区块链和主级区块链之间不会自动储存对方的区块，当且仅当子级区块链节点(2)发出上传请求给主级区块链节点(3)后，子级区块链才会根据科研数据所有人或管理员授权的私钥将数据解密上传。
7.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法，其特征在于：所述主级区块链节点(3)根据科研数据拥有者或管理员的要求对数据进行重新加密或者不加密并加盖新时间戳，上传主级区块链的过程中，主级区块链节点(3)在接受到科研数据后，可根据科研数据拥有者或管理员对科研数据公开要求，如果需要公开则直接将科研数据载入区块链数据区，如果需要不公开则对科研数据进行加密后直接载入区块链数据区。
8.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法，其特征在于：在科研数据拥有者或管理员也可通过数据采集器经子级区块链节点(2)向主级区块链节点(3)提交处理的衍生数据，根据科研数据拥有者的要求对衍生数据加密或不加密并加盖新时间戳，上传主级区块链的过程中，科研数据拥有者或管理员也可将衍生数据上传至数据采集器，经数据采集器发送上传请求后，上传至子级区块链节点(2)存储区后载入子级区块链，再经过子级区块链节点(2)向主级区块链节点(3)发送上传请求，上传至主级区块链节点(3)存储区后载入主级区块链。
9.根据权利要求8所述的一种基于区块链技术分级控制的科研数据上传及储存方法，其特征在于：衍生数据为科研数据所有权人对原始科研数据进行分析、处理后获得相应的各种成果，这包含仪器参数信息、测量时间信息、科研数据拥有者或管理员信息以及科研数据子级区块时间戳信息。
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