CN110866273B - 一种基于区块链和星际文件系统的企业间标准共识方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链和IPFS星际文件系统的企业间标准共识方法，该方法能够很好的将区块链和IPFS星际文件系统结合起来，在信任的前提下提高企业的共识效率以及保证标准文件的安全性。区块链中的联盟链，能将各企业绑定起来，组成一个联盟，在其上搭建Dapp去中心化应用，区块链各节点能在该Dapp中进行投票，利用智能合约能安全可靠的实现前台页面与区块链的交互，进行文本数据的存储和查询等操作；在此基础上，结合IPFS星际文件系统，能在各企业达成共识后将该标准文件安全可信的存储在区块链中。最终能安全有效的让各企业在线上达成某一标准共识。

Description

一种基于区块链和星际文件系统的企业间标准共识方法
技术领域
本发明属于区块链技术领域、数据安全领域、文件安全领域。
背景技术
数字货币——“比特币”是一种点对点传输的数字加密货币，底层采用的是区块链技术，区块链是一种透明化的不可篡改的分布式加密记账体系，“比特币”用区块链技术处理交易问题。随着“比特币”的不断发展，区块链技术也不断完善，在此基础上对区块链底层技术进行了提取，产生了一个开源的区块链平台——以太坊。以太坊利用区块链技术通过智能合约来解决各种问题。以太坊的出现掀起了新一轮的区块链技术的高潮，各用户可以在以太坊上开发去中心化应用，简称Dapp应用，Dapp应用以区块链技术作为底层，通过智能合约实现前台数据与区块链之间的交互。
目前，HTTP协议(超文本传输协议)是互联网中应用最广的一种网络协议，它能保证计算机正确快速的传输超文本文档，但由于该协议是中心化的，意味着所有的数据都存储在中心化服务器上，一旦服务器宕机，用户将无法获取资源。而星际文件系统IPFS是一个内容可寻址、版本化、点对点超媒体的分布式存储、传输协议，能很好的解决上述问题，IPFS想打造一个点对点的网络拓扑，相当于颠覆HTTP所代表的分布关系，HTTP查找是位置，而IPFS查找的是内容。目前，IPFS是未来发展的趋势。
发明内容
本发明旨在将上述两种技术相结合形成一种新的基于区块链和IPFS的企业间达成标准共识的方法。目前，企业与企业之间对某一标准达成共识主要有两种方式：线下开会和线上投票。线下开会需要先预约时间地点，各企业派出代表在规定时间内到底指定地点，人齐后开始会议，每个人浏览标准文件后进行投票，这种方式过于繁琐，效率低下，但是可信度高。而传统的线上投票可以通过匿名的方式迅速的在网上进行投票，这种方法效率高但是存在投票者身份的不确定性，而且控制数据库的某一企业能对该数据进行修改，存在数据安全问题。
将区块链技术用于企业共识领域能很好的解决企业间的信任问题，区块链通常被视为不可篡改的去中心化数据库，但是由于区块链中不支持存储文件形式的数据，只能存储文本格式的数据，所以需要将文件中的内容手动输入最后存储到区块链中，这一过程的效率并不高，而且当文本数据过大时会出现一个区块存不下的问题，该文件内容就会存储到两个区块中，在实现数据溯源过程中会出现一系列问题。
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：
一种基于区块链和星际文件系统的企业间标准共识方法，该方法能够很好的将区块链和IPFS相结合并应用于企业共识领域，使用区块链技术，能将每个企业作为区块链中信任的节点，在这些信任的节点基础上建立一条联盟链，并在联盟链上开发Dapp投票应用，能有效的将这些节点关联起来，并让每个节点能在该应用中投票，投票数据存储在该区块链的每个节点中，也就意味着每个企业都有一套完整的数据，增加了篡改数据的难度。利用IPFS技术能够将文件内容转化为唯一的哈希值，最后将这个哈希值存在区块链的每个节点中，防止标准内容被篡改。各企业能通过对应的Dapp查询出投票结果，并能在IPFS中下载对应的标准文件，能够保证投票结果的真实性和标准文件的安全性，最终实现企业在某一标准迅速可靠的达成共识。
实现方法架构如图1所示：首先以各企业为区块链节点，搭建一条联盟链，并以该联盟链为基础，建立对应的Dapp投票应用，将标准文件从本地电脑中上传到Dapp投票应用，其他企业收到通知并在规定时间内进行投票，投票结果经过智能合约上传到区块链节点并同步到联盟链的其他节点中，并将返回的区块hash值存入数据库。投票通过后，在联盟链中搭建IPFS集群，然后将标准文件放入IPFS中，计算出文件的hash值并存入区块链，最终，各企业能在Dapp应用中查询投票结果和下载标准文件。
步骤1：准备编写好的标准文件到本地计算机。
步骤2：搭建投票Dapp应用
步骤2.1：利用HTML、CSS、JavaScript搭建投票Dapp的前台页面，让各企业能将标准上传至该应用浏览并进行投票。
步骤2.2：在Dapp应用中建立查询系统，让各企业能对标准文件和投票结果进行查询。
步骤3：建立和部署智能合约
步骤3.1：在智能合约中设定投票权限及各企业的投票权重占比，并设定投票通过所需达到的阈值。
步骤3.2：根据本方法中投票Dapp应用中投票、查询、上传文件等功能，在智能合约脚本中实现相应的功能，完成Dapp应用和IPFS及区块链的对接。
步骤3.3：利用truffle框架方法将编写好的智能合约编译部署到区块链节点中，有效的智能合约通过P2P方式在区块链中扩散，区块链中各个节点都收到一份有效合约并保存在对应的区块中，使得各个节点都可安全有效地运用该智能合约。
步骤4：调用智能合约
步骤4.1：在nodeJs上接受相应请求，计算出投票结果，并判断投票是否大于阈值。
步骤4.2：根据投票结果，若判定投票通过，此时将投票结果存入区块链，并同时自动上传标准文件至IPFS中，若投票失败，则只上传投票结果至区块链。
步骤5：搭建区块链联盟链平台
步骤5.1：根据触发条件将投票结果及文件信息存入区块链节点，实现本地数据和区块链数据的交互，一旦存储到区块链节点，数据便不可篡改，确保了数据的安全性。
步骤5.2：数据一上传到区块链本地节点中后，会迅速的通过P2P的方式传播到区块链中的所有节点，覆盖整条联盟链，让每个节点都有一份完整的账本，一旦某个节点的数据发生篡改，其它节点就会将它划分为失信节点，它的数据也将失去认可。
步骤6：建立IPFS星际文件系统
步骤6.1：由于区块链中不能存储文件，所以在该区块链中部署IPFS，代替区块链保存文件，而IPFS正好也是类似于联盟链，能将各企业连接起来。部署IPFS环境，通过ipfsinit命令搭建本地节点。
步骤6.2：由于不同企业间传输文件需要跨域，所以需要对IPFS进行跨域配置，并通过ipfs daemon命令启动服务器。
步骤6.3：与区块链联盟链平台进行连接，接收Dapp应用上传的标准文件，利用IPFS计算好的文件hash值并传入区块链，因为文件的hash值是基于内容且唯一的，其他企业可以通过对比文件hash判断标准文件是否被篡改。
步骤6.4：存入区块链后返回区块链的交易地址，并存入数据库，用于查找区块链中所存储的文件hash值。
步骤7：在Dapp应用中查询相应投票结果及下载文件
步骤7.1：首先通过智能合约查询存储在数据库的区块链交易地址，分别包含文件存储的交易地址和投票结果的交易地址。
步骤7.2：根据交易地址查询到区块链中投票结果和文件hash值，将投票结果显示在Dapp应用中。
步骤7.3：根据上述步骤拿到的文件hash值在IPFS中对应的文件进行比对，若失败则返回文件被篡改，若成功则返回文件一致，并进行下载。
本方法可行性高，安全性强，解决了传统企业间达成共识的效率低下且安全性较低的问题，利用IPFS星际文件系统，能安全的存储标准文件，而去中心化的Dapp应用能确保投票时的匿名性和真实性，能够防止暗箱操作，使用区块链解决了数据的安全存储问题。最终实现企业间在某一标准上迅速可靠的达成共识。
附图说明
图1为实现方法架构图。
图2为系统流程图。
图3为Dapp查询流程图
图4为区块链架构图
图5为P2P网络图
具体实施方式
下面结合附图1-5对本发做进一步的说明：
本发明提供一种基于区块链和IPFS的企业间达成标准共识的方法，区块链架构设计如图2所示。系统流程图如图3所示，首先收集标准文件至本地电脑，然后将该文件上传到Dapp前台页面并发起投票，其他企业收到通知后在规定时间内完成投票，通过智能合约判断投票是否通过，若投票通过，则将结果上传到区块链，并保存区块链交易地址，同时自动将标准文件上传到IPFS，计算文件的hash值，将其上传到区块链节点，同步到其他节点，并保存区块链交易地址。Dapp查询流程图如图4，首先选择查询信息，根据所选信息去数据库查找对应的交易地址，若是查找投票结果，则直接返回到Dapp前台页面显示，若查找文件信息，则返回到IPFS中对比文件内容，判断文件是否篡改，并对文件进行下载。
具体包括以下步骤：
步骤1：首先准备编写好的标准文件到本地计算机。
步骤2：使用投票Dapp应用
步骤2.1：将本地保存好的标准文件通过http协议上传到Dapp应用中。
步骤2.2：通知其他企业在规定时间内进行投票。
步骤3：建立并部署智能合约
步骤3.1：在智能合约中设定投票权限及各企业的投票权重占比，并设定投票通过所需达到的阈值。
步骤3.2：根据本方法中投票Dapp应用中投票、查询、上传文件等功能，在智能合约脚本中实现相应的功能，完成Dapp应用和IPFS及区块链的对接。
步骤3.3：利用truffle框架方法将编写好的智能合约编译部署到区块链节点中，有效的智能合约通过P2P方式在区块链中扩散，区块链中各个节点都收到一份有效合约并保存在对应的区块中，使得各个节点都可安全有效地运用该智能合约。
步骤4：调用智能合约
步骤4.1：在nodeJs上接受相应请求，计算出投票结果，并判断投票是否大于阈值。
步骤4.2：根据投票结果，若判定投票通过，此时将投票结果存入区块链，并同时自动上传标准文件至IPFS中，若投票失败，则只上传投票结果至区块链。
步骤5：使用区块链联盟链平台
步骤5.1：根据触发条件将投票结果及文件信息存入区块链节点，实现本地数据和区块链数据的交互，一旦存储到区块链节点，数据便不可篡改，确保了数据的安全性。
步骤5.2：传统数据是上传到中心化的服务器中，而在本方法中数据是上传到区块链本地节点，上传完毕后会迅速的通过P2P的方式传播到区块链中的所有节点，覆盖整条联盟链，让每个节点都有一份完整的账本，一旦某个节点的数据发生篡改，其它节点就会将它划分为失信节点，它的数据也将失去认可，中心化服务器和P2P的模式对比如图5。
步骤6：建立IPFS星际文件系统
步骤6.1：由于区块链中不能存储文件，所以在该区块链中部署IPFS，代替区块链保存文件，而IPFS正好也是类似于联盟链，能将各企业连接起来。部署IPFS环境，通过ipfsinit命令搭建本地节点。
步骤6.2：由于不同企业间传输文件需要跨域，所以需要对IPFS进行跨域配置，并通过ipfs daemon命令启动服务器。
步骤6.3：与区块链联盟链平台进行连接，接收Dapp应用上传的标准文件，利用IPFS计算好的文件hash值并传入区块链，因为文件的hash值是基于内容且唯一的，其他企业可以通过对比文件hash判断标准文件是否被篡改。
步骤6.4：存入区块链后返回区块链的交易地址，并存入数据库，用于查找区块链中所存储的文件hash值。
步骤7：在Dapp应用中查询相应投票结果及下载文件
步骤7.1：首先通过智能合约查询存储在数据库的区块链交易地址，分别包含文件存储的交易地址和投票结果的交易地址。
步骤7.2：根据交易地址查询到区块链中投票结果和文件hash值，将投票结果显示在Dapp应用中。
步骤7.3：根据上述步骤拿到的文件hash值在IPFS中对应的文件进行比对，若失败则返回文件被篡改，若成功则返回文件一致，并进行下载。

Claims (7)

1.一种基于区块链和IPFS星际文件系统的企业间标准共识方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：准备编写好的标准文件到本地计算机；
步骤2：搭建Dapp投票应用，利用HTML、CSS、JavaScript搭建投票Dapp的前台页面，建立上传文件系统和查询系统；
步骤3：编写智能合约，完成和前台以及IPFS星际文件系统的对接，并利用truffle框架部署到区块链节点中；
步骤4：调用智能合约，根据投票是否通过判断是否上传区块链；
步骤5：搭建区块链联盟链平台，将Dapp前台传入的数据和文件信息保存到区块链本地节点中，并通过P2P扩散到区块链中的所有节点，返回该交易地址到数据库中；
步骤6：建立IPFS星际文件系统，解决了区块链中不能存储文件的问题，并与上述搭建好的区块链联盟链平台进行连接，接收Dapp应用上传的标准文件，利用IPFS计算好的文件hash值，传入区块链并保存交易地址到数据库；
步骤7：根据数据库中的交易地址可以在Dapp应用中查询区块链中相应投票结果，并下载标准文件。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链和IPFS星际文件系统的企业间标准共识方法，其特征在于：
步骤2.1：利用HTML、CSS、JavaScript搭建投票Dapp的前台页面，让各企业能将标准上传至该应用浏览并进行投票；
步骤2.2：在Dapp应用中建立查询系统，让各企业能对标准文件和投票结果进行查询。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链和IPFS星际文件系统的企业间标准共识方法，其特征在于：
步骤3.1：在智能合约中设定投票权限及各企业的投票权重占比，并设定投票通过所需达到的阈值；
步骤3.2：根据本方法中投票Dapp应用中投票、查询、上传文件功能，在智能合约脚本中实现相应的功能，完成Dapp应用和IPFS及区块链的对接；
步骤3.3：利用truffle框架方法将编写好的智能合约编译部署到区块链节点中，有效的智能合约通过P2P方式在区块链中扩散，区块链中各个节点都收到一份有效合约并保存在对应的区块中，使得各个节点都可安全有效地运用该智能合约。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链和IPFS星际文件系统的企业间标准共识方法，其特征在于：
步骤4.1：在nodeJs上接受相应请求，计算出投票结果，并判断投票是否大于阈值；
步骤4.2：根据投票结果，若判定投票通过，此时将投票结果存入区块链，并同时自动上传标准文件至IPFS中，若投票失败，则只上传投票结果至区块链。
5.根据权利要求1所述的一种基于区块链和IPFS星际文件系统的企业间标准共识方法，其特征在于：
步骤5.1：根据触发条件将投票结果及文件信息存入区块链节点，实现本地数据和区块链数据的交互，一旦存储到区块链节点，数据便不可篡改，确保了数据的安全性；
步骤5.2：数据一上传到区块链本地节点中后，会迅速的通过P2P的方式传播到区块链中的所有节点，覆盖整条联盟链，让每个节点都有一份完整的账本，一旦某个节点的数据发生篡改，其它节点就会将它划分为失信节点，它的数据也将失去认可。
6.根据权利要求1所述的一种基于区块链和IPFS星际文件系统的企业间标准共识方法，其特征在于：
步骤6.1：由于区块链中不能存储文件，所以在该区块链中部署IPFS，代替区块链保存文件，而IPFS正好也是类似于联盟链，能将各企业连接起来；部署IPFS环境，通过ipfs init命令搭建本地节点；
步骤6.2：由于不同企业间传输文件需要跨域，所以需要对IPFS进行跨域配置，并通过ipfs daemon命令启动服务器；
步骤6.3：与区块链联盟链平台进行连接，接收Dapp应用上传的标准文件，利用IPFS计算好的文件hash值并传入区块链，因为文件的hash值是基于内容且唯一的，其他企业可以通过对比文件hash判断标准文件是否被篡改；
步骤6.4：存入区块链后返回区块链的交易地址，并存入数据库，用于查找区块链中所存储的文件hash值。
7.根据权利要求1所述的一种基于区块链和IPFS星际文件系统的企业间标准共识方法，其特征在于：
步骤7.1：首先通过智能合约查询存储在数据库的区块链交易地址，分别包含文件存储的交易地址和投票结果的交易地址；
步骤7.2：根据交易地址查询到区块链中投票结果和文件hash值，将投票结果显示在Dapp应用中；
步骤7.3：根据上述步骤拿到的文件hash值在IPFS中对应的文件进行比对，若失败则返回文件被篡改，若成功则返回文件一致，并进行下载。
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