CN110889100A - 防止机器人记录数据被篡改的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止机器人记录数据被篡改的方法和装置。该方法包括在机器人出厂用到生产线时，系统为机器人生成机器人公钥和私钥地址，将涉及机器人公钥地址的数据记录录入区块链中作为机器人的登记备案信息，以完成合法机器人节点的登记备案；采集并封装机器人在工作过程中的数据，并用机器人的私钥地址对数据进行签名后传送到存储模块，存储模块将涉及机器人公钥地址的数据与区块链中登记备案信息进行核对检查，以确认机器人节点的合法性；当检查通过时，用登记备案信息中的机器人公钥地址对数据的签名进行校核，当通过校核验证时，存储模块认为机器人上传的数据真实合法。这种方法和装置实现极高的机器人应用记录数据防篡改的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及区块链技术，尤其涉及一种防止机器人记录数据被篡改的方法和装置。
背景技术
工业机器人出售后最终会被应用在各个自动化生产线的各个工位上代替人力劳动，因此工业机器人的集成应用服务在其产品生命周期中是极其重要的，也是国内工业机器人行业为数不多的产业之一。但在机器人集成应用服务环节有一个不可回避的问题是，工业机器人在工作中发生异常情况的责任划分问题。因为异常情况的责任划分判别和维修费用分摊与相关单位、人员的工作成绩考核有关。因而可能会存在相关单位为了回避机器人异常情况的责任而人为修改或者删除工业机器人的应用记录数据，例如修改机器人的力矩、速度等记录数据。尤其是拥有系统管理权限的人员可能会参与篡改、删除、增加应用记录数据，目前行业常用的数据保护技术例如数字签名、数字水印等等，难以实现机器人现场应用记录数据的绝对真实性。针对上述问题，随着工业机器人行业的发展，机器人将深入进入工业生产的各个岗位，机器人的集成应用服务就显得尤为重要，亟需开发一种能够高度可靠地防止工业机器人应用记录数据被篡改的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种防止机器人记录数据被篡改的方法和装置，基于区块链技术防止工业机器人应用记录数据被篡改，解决相关单位为了回避机器人异常情况的责任而人为修改或者删除工业机器人的应用记录数据的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明提出一种防止机器人记录数据被篡改的方法。所述防止机器人记录数据被篡改的方法包括：在机器人出厂应用到生产线时，系统为机器人生成机器人公钥地址和机器人私钥地址，将涉及机器人公钥地址的数据记录录入区块链中作为机器人的登记备案信息，以完成合法机器人节点的登记备案；采集并封装机器人在工作过程中的数据，并用机器人的私钥地址对采集的数据进行签名后传送到存储模块，存储模块将涉及机器人公钥地址的数据与区块链中的登记备案信息进行核对检查，以确认机器人节点的合法性；当登记备案信息检查通过时，用登记备案信息中的机器人公钥地址对采集的数据的签名进行校核，当数据通过校核验证时，存储模块认为机器人上传的数据真实合法。
可选地，所述防止机器人记录数据被篡改的方法，在完成合法机器人节点的登记备案之前，还包括：从系统公钥地址向机器人的公钥地址发送标志数字。
可选地，所述的防止机器人记录数据被篡改的方法，在存储模块认为机器人上传的数据真实合法之后，还包括：对采集的数据进行数字指纹计算，将计算得到的数字指纹从系统公钥地址发送到机器人的公钥地址，将采集的数据和对应的数字指纹存储到系统数据库中。
可选地，所述防止机器人记录数据被篡改的方法还包括：当有用户调用系统中机器人上传的采集数据时，系统计算采集的数据的数字指纹，并与区块链中的数字指纹进行校对；当在区块链中找到对应数字指纹时，认为所述采集的数据是真实有效的。
可选地，对于所述防止机器人记录数据被篡改的方法，登记备案信息包括机器人的出厂登记时间、系统公钥地址、以及机器人公钥地址。
另一方面，本发明提出一种防止机器人记录数据被篡改的装置。所述防止机器人记录数据被篡改的装置包括：公钥私钥生成单元，用于在机器人出厂应用到生产线时，系统为机器人生成机器人公钥地址和机器人私钥地址；登记备案单元，用于将涉及机器人公钥地址的数据记录录入区块链中作为机器人的登记备案信息，以完成合法机器人节点的登记备案；数据采集单元，用于采集并封装机器人在工作过程中的数据；数据签名单元，用于利用机器人的私钥地址对采集的数据进行签名后传送到存储模块；机器人节点合法性检查单元，用于将涉及机器人公钥地址的数据与区块链中的登记备案信息进行核对检查，以确认机器人节点的合法性；数据签名校核单元，用于当登记备案信息检查通过时，用登记备案信息中的机器人公钥地址对采集的数据的签名进行校核，当数据通过校核验证时，存储模块认为机器人上传的数据真实合法。
可选地，所述防止机器人记录数据被篡改的装置还包括：标志数字发送单元，用于在完成合法机器人节点的登记备案之前，从系统公钥地址向机器人的公钥地址发送标志数字。
可选地，所述防止机器人记录数据被篡改的装置还包括：数字指纹计算发送单元，用于在存储模块认为机器人上传的数据真实合法之后，对采集的数据进行数字指纹计算，将计算得到的数字指纹从系统公钥地址发送到机器人的公钥地址，将采集的数据和对应的数字指纹存储到系统数据库中。
可选地，所述防止机器人记录数据被篡改的装置还包括：数字指纹计算校对单元，用于当有用户调用系统中机器人上传的采集数据时，系统计算采集的数据的数字指纹并与区块链中的数字指纹进行校对，当在区块链中找到对应数字指纹时，认为所述采集的数据是真实有效的。
可选地，对于所述防止机器人记录数据被篡改的装置，登记备案信息包括机器人的出厂登记时间、系统公钥地址、以及机器人公钥地址。
与现有技术相比，本发明技术方案主要的优点如下：
本发明的实施例提出一种基于区块链技术的防止机器人应用记录数据被篡改的方法和装置，从工业机器人出厂应用在自动化流水线上开始，将其全产品生命周期事件以及过程中异常情况相应的数据借助区块链技术进行真实性保护，实现极高的机器人应用记录数据防篡改的安全性。本发明实施例的防止机器人记录数据被篡改的方法和装置高度可靠，有利于客观分析机器人使用过程中的异常分析，提高售后服务质量。解决了相关单位为了回避机器人异常情况的责任而人为修改或者删除工业机器人的应用记录数据，例如修改机器人的力矩、速度等记录数据。尤其是当拥有系统管理权限的人员可能会参与篡改、删除、增加应用记录数据，目前行业常用的数据保护技术例如数字签名、数字水印等等，难以实现机器人现场应用记录数据的绝对真实性的问题。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为一个示例提供的系统总体结构示意图；
图2为本发明一个实施例提供的防止机器人记录数据被篡改的方法的流程图；
图3为本发明另一个实施例提供的防止机器人记录数据被篡改的方法的流程图；
图4为本发明又一个实施例提供的防止机器人记录数据被篡改的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
区块链技术是一种去中心化(decentralized)、无需信任(trustless)的新型数据架构，它由网络中所有的节点共同拥有、管理和监督，不接受单一方面的控制。区块链技术是比特币等新型加密数字货币(crypto currency)的技术核心。
图1为一个示例提供的系统总体结构示意图。图2为本发明一个实施例提供的防止机器人记录数据被篡改的方法的流程图。
如图1和图2所示，在步骤S110，在机器人出厂应用到生产线时，系统为机器人生成机器人公钥地址和机器人私钥地址，将涉及机器人公钥地址的数据记录录入区块链中作为机器人的登记备案信息，以完成合法机器人节点的登记备案。步骤S110在完成合法机器人节点的登记备案之前，还可以包括：从系统公钥地址向机器人的公钥地址发送标志数字。
在工业机器人出厂集成应用到自动化生产线的时候，系统为每台机器人生成一对机器人公钥地址和机器人私钥地址。使用特定的系统公钥地址(也称为主公钥地址)分别向所有出厂机器人的公钥地址发送一个标志数字，例如数字12345，完成合法机器人节点的登记备案。此步骤仅需要在机器人上线使用前完成一次。这样做的优点有：由于机器人私钥地址无法由机器人公钥地址推算出来，所以只要不泄露机器人的私钥地址，即无法伪造节点来发起攻击，危害系统的完整性和安全性。在进行机器人节点的登记备案过程中，涉及机器人公钥地址的数据记录被录入区块链中，可以包括机器人的出厂登记时间、系统公钥地址、以及机器人公钥地址，形成全网络严格唯一的数据索引标识符，由区块链保证无法被篡改。机器人应用的各个阶段例如启用、故障、故障清除重新上机、报废回收均可安全的记录下来，随时供任何相关人员和任何相关应用程序进行检验。
在步骤S120，采集并封装机器人在工作过程中的数据，并用机器人的私钥地址对采集的数据进行签名后传送到存储模块，存储模块将涉及机器人公钥地址的数据与区块链中的登记备案信息进行核对检查，以确认机器人节点的合法性；当登记备案信息检查通过时，用登记备案信息中的机器人公钥地址对采集的数据的签名进行校核，当数据通过校核验证时，存储模块认为机器人上传的数据真实合法。
采集并封装机器人在工作过程中的相关数据，例如电机力矩、负载力矩、负载惯量、以及电机电流等数据中至少一种数据。数据采集可以是系统周期性自动采集。利用机器人的私钥地址对这些数据进行签名，接着传送到存储模块。存储模块在机器人的控制电柜中，是控制器的一部分。存储模块会首先对区块链中的登记备案信息进行检查，以确认机器人节点的合法性。登记备案信息可以包括机器人的出厂登记时间、系统公钥地址、以及机器人公钥地址，检查涉及机器人公钥地址的数据与区块链中的登记备案信息是否一一对应。然后，用登记备案信息中的机器人公钥地址对上述数据的签名进行校核，当数据通过校核验证后，存储模块才会认为机器人上传的数据是真实合法的。
图3为本发明另一个实施例提供的防止机器人记录数据被篡改的方法的流程图。
如图3所示，该实施例的防止机器人记录数据被篡改的方法在图1所示的方法的基础上还可以包括步骤S130，对采集的数据进行数字指纹计算，将计算得到的数字指纹从系统公钥地址发送到机器人的公钥地址，将采集的数据和对应的数字指纹存储到系统数据库中。
对上述步骤S120中采集的数据进行数字指纹计算，亦即为特定时间内采集到的数据生成固定字节长度的简短特征字符串，这个固定字节长度的简短特征字符串即为数字指纹。再将该数字指纹作为标志数字，完成采集数据的数字指纹发送。发送方为系统公钥地址，接收方为机器人的公钥地址。上述步骤完成之后，再将采集数据以及其对应的数字指纹存储到系统数据库中，以备将来调用。
该实施例的防止机器人记录数据被篡改的方法还可以包括步骤S140，当有用户调用系统中机器人上传的采集数据时，系统计算采集的数据的数字指纹，并与区块链中的数字指纹进行校对；当在区块链中找到对应数字指纹时，认为采集的数据是真实有效的。
当相关用户需要调用系统中各台机器人上传的采集数据时，需要对数据进行合法性检验。系统会同步计算出这些采集数据的数字指纹，并在加密的区块链中进行检索校对，因为采集数据的时候对每一帧数据都用一个唯一的标识对这帧数据进行唯一性标识作为数字指纹，检索就是对调用数据时计算的数字指纹与步骤S130中发送到区块链中的数字指纹遍历对照，看是否一一对应得上。因为区块链具有极高的防篡改特性，所以只要在区块链中找到符合对应数字指纹的采集数据，就可以认为这些采集数据是真实有效的，并能够给出这些采集数据的时间戳，即使是系统管理人员也无法对这些数据进行修改而不被发现。当机器人发生事故，分析事故原因，判定责任时，这些数据就能够提供真实的依据。
图4为本发明又一个实施例提供的防止机器人记录数据被篡改的装置的结构示意图。如图4所示，该实施例提供的防止机器人记录数据被篡改的装置300包括公钥私钥生成单元310、登记备案单元320、数据采集单元330、数据签名单元340、机器人节点合法性检查单元350、以及数据签名校核单元360。
公钥私钥生成单元310用于在机器人出厂应用到生产线时，系统为机器人生成机器人公钥地址和机器人私钥地址。
登记备案单元320用于将涉及机器人公钥地址的数据记录录入区块链中作为机器人的登记备案信息，以完成合法机器人节点的登记备案。其中，登记备案信息可以包括机器人的出厂登记时间、系统公钥地址、以及机器人公钥地址。
数据采集单元330用于采集并封装机器人在工作过程中的数据。
数据签名单元340用于利用机器人的私钥地址对采集的数据进行签名后传送到存储模块。
机器人节点合法性检查单元350用于将涉及机器人公钥地址的数据与区块链中的登记备案信息进行核对检查，以确认机器人节点的合法性。
数据签名校核单元360用于当登记备案信息检查通过时，用登记备案信息中的机器人公钥地址对采集的数据的签名进行校核，当数据通过校核验证时，存储模块认为机器人上传的数据真实合法。
该实施例的防止机器人记录数据被篡改的装置还可以包括标志数字发送单元，用于在完成合法机器人节点的登记备案之前，从系统公钥地址向机器人的公钥地址发送标志数字。
该实施例的防止机器人记录数据被篡改的装置还可以包括数字指纹计算发送单元，用于在存储模块认为机器人上传的数据真实合法之后，对采集的数据进行数字指纹计算，将计算得到的数字指纹从系统公钥地址发送到机器人的公钥地址，将采集的数据和对应的数字指纹存储到系统数据库中。
该实施例的防止机器人记录数据被篡改的装置还可以包括数字指纹计算校对单元，用于当有用户调用系统中机器人上传的采集数据时，系统计算采集的数据的数字指纹，并与区块链中的数字指纹进行校对，当在区块链中找到对应数字指纹时，认为采集的数据是真实有效的。
本发明的实施例提出一种基于区块链技术的防止工业机器人应用记录数据被篡改的方法和装置，从工业机器人出厂应用在自动化流水线上开始，将其全产品生命周期事件以及过程中异常情况相应的数据借助区块链技术进行真实性保护，实现极高的机器人应用记录数据防篡改的安全性。本发明实施例的防止机器人记录数据被篡改的方法和装置高度可靠，有利于客观分析机器人使用过程中的异常分析，提高售后服务质量。解决了相关单位为了回避机器人异常情况的责任而人为修改或者删除工业机器人的应用记录数据，例如修改机器人的力矩、速度等记录数据。尤其是当拥有系统管理权限的人员可能会参与篡改、删除、增加应用记录数据，目前行业常用的数据保护技术例如数字签名、数字水印等等，难以实现机器人现场应用记录数据的绝对真实性的问题。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的权利要求保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种防止机器人记录数据被篡改的方法，其特征在于，包括：
在机器人出厂应用到生产线时，系统为机器人生成机器人公钥地址和机器人私钥地址，将涉及机器人公钥地址的数据记录录入区块链中作为机器人的登记备案信息，以完成合法机器人节点的登记备案；
采集并封装机器人在工作过程中的数据，并用机器人的私钥地址对采集的数据进行签名后传送到存储模块，存储模块将涉及机器人公钥地址的数据与区块链中的登记备案信息进行核对检查，以确认机器人节点的合法性；当登记备案信息检查通过时，用登记备案信息中的机器人公钥地址对采集的数据的签名进行校核，当数据通过校核验证时，存储模块认为机器人上传的数据真实合法。
2.如权利要求1所述的防止机器人记录数据被篡改的方法，其特征在于，在完成合法机器人节点的登记备案之前，还包括：从系统公钥地址向机器人的公钥地址发送标志数字。
3.如权利要求1所述的防止机器人记录数据被篡改的方法，其特征在于，在存储模块认为机器人上传的数据真实合法之后，还包括：对采集的数据进行数字指纹计算，将计算得到的数字指纹从系统公钥地址发送到机器人的公钥地址，将采集的数据和对应的数字指纹存储到系统数据库中。
4.如权利要求3所述的防止机器人记录数据被篡改的方法，其特征在于，还包括：
当有用户调用系统中机器人上传的采集数据时，系统计算采集的数据的数字指纹，并与区块链中的数字指纹进行校对；
当在区块链中找到对应数字指纹时，认为所述采集的数据是真实有效的。
5.如权利要求1所述的防止机器人记录数据被篡改的方法，其特征在于，登记备案信息包括机器人的出厂登记时间、系统公钥地址、以及机器人公钥地址。
6.一种防止机器人记录数据被篡改的装置，其特征在于，包括：
公钥私钥生成单元，用于在机器人出厂应用到生产线时，系统为机器人生成机器人公钥地址和机器人私钥地址；
登记备案单元，用于将涉及机器人公钥地址的数据记录录入区块链中作为机器人的登记备案信息，以完成合法机器人节点的登记备案；
数据采集单元，用于采集并封装机器人在工作过程中的数据；
数据签名单元，用于利用机器人的私钥地址对采集的数据进行签名后传送到存储模块；
机器人节点合法性检查单元，用于将涉及机器人公钥地址的数据与区块链中的登记备案信息进行核对检查，以确认机器人节点的合法性；
数据签名校核单元，用于当登记备案信息检查通过时，用登记备案信息中的机器人公钥地址对采集的数据的签名进行校核，当数据通过校核验证时，存储模块认为机器人上传的数据真实合法。
7.如权利要求6所述的防止机器人记录数据被篡改的装置，其特征在于，还包括：标志数字发送单元，用于在完成合法机器人节点的登记备案之前，从系统公钥地址向机器人的公钥地址发送标志数字。
8.如权利要求6所述的防止机器人记录数据被篡改的装置，其特征在于，还包括：数字指纹计算发送单元，用于在存储模块认为机器人上传的数据真实合法之后，对采集的数据进行数字指纹计算，将计算得到的数字指纹从系统公钥地址发送到机器人的公钥地址，将采集的数据和对应的数字指纹存储到系统数据库中。
9.如权利要求8所述的防止机器人记录数据被篡改的装置，其特征在于，还包括：数字指纹计算校对单元，用于当有用户调用系统中机器人上传的采集数据时，系统计算采集的数据的数字指纹并与区块链中的数字指纹进行校对，当在区块链中找到对应数字指纹时，认为所述采集的数据是真实有效的。
10.如权利要求6所述的防止机器人记录数据被篡改的装置，其特征在于，登记备案信息包括机器人的出厂登记时间、系统公钥地址、以及机器人公钥地址。
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