CN110929229A - 一种基于区块链的office文档可信性验证方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于区块链的office文档可信性验证方法，利用区块链的智能合约，实现office文档的实时存储。用户首先共同制定合约自动执行的条件；参与用户制定完所述条件后，将合约部署到区块链系统中，相应区块链节点执行智能合约。针对文档建立且保存的条件，若用户开始保存操作，系统会将文档记录主动提交给智能合约，存储的内容即为文档信息、用户信息以及位置信息等。智能合约检测到存储请求之后自动执行，为一段时间内的操作创建一个区块，并将记录生成哈希值传入区块链系统中。针对文档访问的条件，合约会事先制定用户可以获得文档信息，区块链系统会根据该智能合约的触发条件输出数据信息，完成用户对某一个office文档的权限访问。

Description

一种基于区块链的office文档可信性验证方法及系统

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，更具体的说是涉及一种基于区块链的office 文档可信性验证方法及系统。

背景技术

目前，office软件在企业、学校、医院等被广泛使用，office文档对于用户的学习、工作、生活具有十分重要的意义。用户利用office文档记录一系列信息资料并对其进行修改、查询、加密、删除等操作，如果出现文档丢失、内容被非法篡改等问题，会给用户带来严重损失。

区块链是一个块序列，它持有一个完整的交易记录列表。区块是用于存储交易摘要信息的载体，同样也是区块链中数据存储的结构单元。区块体由事务计数器和事务组成，主要用于存储交易摘要信息以及用于验证交易信息。链是将每一个区块按照生成时间的顺序逐个连接起来，形成一个链式的数据存储结构。区块链具备去中心化、独立性、开放性、安全性、匿名性的特点，采用分布式账本、非对称加密、共识机制、智能合约等核心技术，为交易参与者提供一种可信、可靠、透明的商业处理逻辑框架。

时间戳是一个能表示一份数据在某个特定时间之前已经存在的、完整的、可验证的数据,通常是一个字符序列，唯一地标识某一刻的时间。使用数字签名技术产生的数据，签名的对象包括了原始文件信息、签名参数、签名时间等信息。区块链中的时间戳可以作为存在的证明，并保存公证证明。

智能合约是一段写在区块链上的代码，它会定期检查是否存在相关事件和触发条件，满足条件的事件将会推送到待验证的队列中。区块链保障了认证过程的真实性，智能合约可保证经过认证的合同、契约需要被执行时，能够客观、强制地执行，不受任何外力因素的干扰。

针对上述office文档存在信息丢失、内容被非法篡改等问题，利用区块链安全可信、不可篡改、网络行为可追溯特点以及时间戳与智能合约公证证明、客观真实的特点，本发明提出了一种基于区块链的office文档可信性验证方法及系统。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于区块链的office文档可信性验证方法及系统，基于区块链安全可信、不可篡改、网络行为可追溯的特点，采用时间戳、智能合约等技术，通过将用户访问信息、office文档信息存储在区块链系统中，实现文档的加密及权限认证。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种区块链系统，包括第一节点、第二节点、第三节点；所述第一节点用于与office办公设备相连，实时接收office办公设备的数据，同时，与该 office办公设备连接的多个第一节点会共同存储用户的某一网络行为数据，当某一节点失效时，通过其他节点获得相关信息；第二节点根据自身位置和时间信息、位置信息所对应的第一节点等信息生成一个区块链事务，并根据对应的区块链事务生成新的区块，同时对新区块进行验证，并回复验证结果至第一节点，第一节点收到回复结果后，根据少数服从多数的原则，决定是否对新区块以及其验证结果进行广播，若最终结果为赞成，则第二节点成功存储新区块；第三节点共同维护系统中的数据块。

一种基于区块链的office文档可信性验证方法，具体包括如下步骤：

区块链系统作为插件加载到office办公设备中；

Office办公设备将文档信息和用户访问信息上传至所述区块链系统中，并进行数据加密；所述区块链系统进行分布式存储，进一步区块链系统对用户行为进行记录并产生相应的新区块；

同时，构建智能合约，定义智能合约实现的功能、触发条件；用户执行保存文档操作时，触发智能合约自动执行存储文档行文并完成用户的权限访问；根据所述新区块和所述智能合约更新区块链系统。

优选的，在上述的一种基于区块链的office文档可信性验证方法中，所述文档信息包括：文档的创建时间、文档的创建者、文档的文本内容、文档的版本信息；用户的访问信息是指：访问者的硬盘序列号、访问者的访问时间、访问者对文本的修改；以上信息分别形成一个区块链事务，该区块链事务生成区块哈希值，利用区块哈希值、区块标识、时间戳生成新区块。

优选的，在上述的一种基于区块链的office文档可信性验证方法中，所述新区块包括区块头和区块体，区块头包括父区块头哈希值、时间戳，区块体中的数据内容即为文档信息和用户访问信息、参数值。

优选的，在上述的一种基于区块链的office文档可信性验证方法中，所述智能合约构建的具体步骤：

S21：智能合约的制定；

S22：通过P2P网络将智能合约进行扩散，并将所述智能合约存储到区块链系统中；

S23：逐条遍历状态机、事务以及触发条件，判断智能合约是否执行。

优选的，在上述的一种基于区块链的office文档可信性验证方法中，所述智能合约的制定具体步骤包括：

用户注册为区块链新用户；

区块链返回公钥和私钥；

用户商定承诺内容，并将所述承诺内容编写成机器语言；

参与者用私钥对所述承诺内容签名，并通过P2P网络传播至区块链中。

优选的，在上述的一种基于区块链的office文档可信性验证方法中，所述智能合约的存储的具体步骤包括：

验证节点收到智能合约，并保存到区块链系统中；

到达新的一轮共识时间触发共识与处理，并打包所有智能合约，计算哈希值，构成区块结构；

将所述区块结构扩散至全网。

优选的，在上述的一种基于区块链的office文档可信性验证方法中，所述智能合约的执行的具体步骤包括：

智能合约定期检查自动状态机，记录智能合约的初始状态、中间状态等各种不同阶段的状态。自动状态机即自动执行检查遍历智能合约下各种状态、事务以及触发条件的功能模式，逐条遍历状态机、事务以及触发条件；

将满足触发条件的事务推送到验证队列，未满足触发条件的事务继续存放在区块链上；

将所述事务验证签名；

验证通过事务成功执行，并通知用户；

状态机判断所属智能合约的状态，所属智能合约的所有事务执行完毕，移除所述智能合约。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种区块链系统，将该系统作为插件加载到office办公设备中，实现两者的数据传输与交换。将office文档的创建和修改记录存储到区块链系统中，利用区块链不可篡改、共同信任的机制，实现文档的安全可信。

office文档数据被存储在区块链的多个分布式节点中，并采用共识机制对用户行为进行判断，既防止文档内容丢失也可以保证数据不可篡改。区块链去中心化的特性，使每个节点都有完整信息的记录，极大避免了单一设备损坏造成的信息丢失，可以为用户信息以及文档信息提供完备的记录，达到事后的审计与追溯的目的。

区块链能够记录用户的网络行为，同时，将每一个区块以及所有数据都进行了时间戳标记，任何未经身份验证的修改都可以在特定的时间条件下以及文档存在时轻松检测到，从而实现用户对历史数据的验证与审查。对于智能合约的设计，每一次对文档的保存都会触发其执行条件，将保存后的新的内容信息存储进区块链系统，所有加入当前区块链的用户在下一次访问文档的时候都会得到区块链更新后的内容。

本发明基于区块链的office文档可信性验证方法，将区块链技术与office 文档相结合，利用区块链的共识机制、分布式存储、智能合约等技术，解决了当前office文档存在的信息丢失、内容被非法篡改等问题，实现了office文档信息的加密及权限认证。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的系统原理图；

图2附图为本发明的方法流程图；

图3附图为本发明的智能合约执行流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，对每个数据进行哈希运算并存储到区块链中，为哈希运算后的文档创建一个特定的空间，并使用时间戳存储到区块链中，不仅可以保护文档隐私和数据安全，还能够节省数据占用空间以及事务开销。对于哈希运算，相同的数据将保证相同的输出，无论数据有多大，哈希值的长度总是固定的。一旦事务完成，它可以返回一个事务ID，包含事务哈希值、块号和时间戳，用于验证特定操作的过程。由于较小的哈希值存储在区块链中，在检索时不会占用太多的空间和时间，所以验证过程只需很少的步骤就可以轻松完成。

同时，每个用户对各自文档的保存作为一个事件，本发明可以实现自动发现事件并且自动触发，即在用户使用office文档的过程中，若用户点击了保存按钮，则智能合约会自动发现该事件，并自动执行存储请求，某段时间内的这种操作将生成一个新区块加入到区块链系统中，存储的内容即为文档信息、用户访问信息以及区块的位置信息等。智能合约会定期检查是否存在相关事件和触发条件，若满足条件则将事件推送到待验证的队列中，此时，区块链的验证节点先对该事件进行签名验证，以确保其有效性，若大多数验证节点对该事件达成共识，智能合约将成功执行并通知用户。

实施例一

本发明包括用户office办公设备、区块链系统等，其中所述的用户office 办公设备是用户对office文档进行操作所使用的软硬件；区块链系统作为插件加载到office办公设备中，利用其安全可信、不可篡改、支持事后审计与可追溯的特点，实现office文档的安全可信。

通过区块链系统内的多个节点共同管理某一个office办公设备，实现对 office文档数据的分布式存储与管理。当某一个office办公设备产生新的网络行为时，如用户创建一个新文档、用户对文档进行修改、用户查询文档的数据等，office办公设备会将用户访问信息(如访问者的硬盘序列号、访问者的访问时间等)以及office文档信息(如文档的文本内容、文档的创建时间、文档的创建者、文档的版本信息等)上传至区块链系统的多个相应节点。在进行数据传输时，采用区块链的非对称加密技术生成数字签名，保证数据的真实性。

由于用户时刻会发生对office文档进行创建、修改、查询等操作，区块链系统需要实时且真实地记录下所有网络行为，以支持事后审计与追溯。在用户对office文档进行操作时，区块链系统将文档、用户、位置等信息生成哈希值记录下来，生成一个新区块。该区块会盖上时间戳，以保证每个新产生的区块严格按照时间线性推进。每个区块还含有其上一个区块的哈希值，确保区块按时间顺序连接且没有被篡改，最终完成区块链系统的更新。

实施例二

本发明提供了一种区块链系统，以实现office文档的安全可信、防止内容非法篡改、历史数据可追溯等目标。该区块链系统作为插件加载到office办公设备中，实时监测office文档状态的变化，实施过程如下：

该区块链系统中包括至少一个第一节点，用于与office办公设备相连，实时接收office办公设备的数据。每一个第一节点至少与一个office办公设备相连，每一个office办公设备与多个第一节点相连，相连的第一节点个数不少于两个，保证如果发生某一个节点失效的情况，还可以通过连接其余节点进行相应操作，从而保证了数据的安全性。在管理某个office办公设备的所有第一节点中，与其距离最近的可作为目标第一节点，当用户想要查询office文档数据时，该系统首先将查询命令广播给所有第一节点，然后由目标第一节点将所需数据返回给用户，该行为也会通过区块链共识机制链接新区块，将该网络行为产生的数据存储在新区块中。同时，每一个第一节点能够监测自身所处位置信息是否发生了变化，若发生变化，则会向至少一个第二节点发送变化后的位置信息，以保证数据的实时性和准确性。

该区块链系统中包括至少一个第二节点，它们能够根据自身位置和时间信息、位置信息所对应的第一节点等信息生成一个区块链事务，并根据对应的区块链事务生成新的区块。新区块的内容包括了区块头和区块体两部分，区块头记录了父区块头哈希值、时间戳等，区块体的内容即为获得的区块链事务中的数据、数据量等。在此基础上，第一节点会将新生成的区块广播给区块链所有第二节点，第二节点对新区块进行验证并回复第一节点，第一节点根据共识机制，决定是否对新区块以及其验证结果进行广播，若最终结果为赞成，则第二节点成功存储新区块。

该区块链系统中包括至少一个第三节点(维护节点)，该节点具有维护功能，基于区块链的office文档可信技术体系中不存在中心化的管理机构，该系统中的所有数据块都是由这些具有维护功能的节点共同维护。

综上所述，该区块链系统的流程如下：

将区块链系统作为插件加载到用户的office办公设备中；

用户在office办公设备上进行创建文档、修改文档等操作，office办公设备将对应的文档信息、用户信息上传至区块链系统，传输时采用非对称加密算法对数据进行加密；

与某一个office办公设备相连的多个第一节点同时接收到传输至系统的完整数据并进行独立存储；

第一节点还会监测自身的位置信息，若自身位置信息发生变化，会及时发送变化后的信息；

用户若要查询某个office文档数据，会将该查询操作广播给所有相应的第一节点，距离所用office办公设备最近的第一节点作为目标第一节点将数据返回给用户；

第二节点根据自身位置及时间信息、所对应的第一节点信息等生成一个区块链事务，加以时间戳、父区块头哈希值等内容生成一个新区块；

第二节点生成新区块后，第一节点会将该新区块向所有第二节点进行广播，根据共识机制，决定是否存储新区块，从而更新区块链系统；

区块链系统通过时间戳对区块按照时间顺序进行连接，进而实现对office 文档历史数据的追溯；

第三节点对系统中的所有数据块共同进行维护。

实施例三

基于区块链的office文档可信性验证方法，利用区块链的智能合约，实现 office文档的实时存储。参与该区块链系统的用户首先共同制定合约自动执行的条件，包括office文档创建且保存的条件、office文档访问的条件；参与用户制定完所述条件后，将合约部署到区块链系统中，相应区块链节点执行智能合约。针对文档建立且保存的条件，若用户点击office文档的保存按钮，系统会将文档记录主动提交给智能合约，存储的内容即为文档信息、用户信息以及位置信息等。智能合约检测到存储请求之后自动执行，为一段时间内的操作创建一个区块，并将记录生成哈希值传入区块链系统中。针对文档访问的条件，合约会事先制定哪些用户可以获得文档信息，区块链系统会根据该智能合约的触发条件输出数据信息，通过加密技术将数据信息传输给相应用户，完成用户对某一个office文档的权限访问。

基于区块链的智能合约构建及执行流程如下：

S1，智能合约由多方参与用户共同制定(构建)；

S2，通过P2P网络扩散合约并将其存入区块链(存储)；

S3，自动执行参与方构建完成的智能合约(执行)。

下面详细描述步骤S1"智能合约由多方参与用户共同制定"的过程：

首先用户必须注册成为新的区块链用户，区块链返回给用户一对公钥和私钥，公钥作为用户在区块链上的账户地址，私钥作为操作该账户的唯一钥匙；

两个或两个以上的用户根据需要，共同商定一份承诺，包含双方的权利和义务，并将其以电子化的方式编成机器语言，参与者分别用各自私钥进行签名，以确保合约的有效性。

下面详细描述步骤S2"通过P2P网络扩散智能合约并将其存入区块链"的过程：

每个节点都会收到一份通过P2P的方式在区块链全网中扩散的合约；

区块链中的验证节点将收到的智能合约保存到内存中，等待新一轮的共识时间到达后触发对该份智能合约的共识和处理；

到达共识时间后验证节点会把最近一段时间内保存的所有合约一起打包成一个合约集合，并算出这个合约集合的Hash值并将其组装成一个区块结构；

最新达成的合约集合会以区块的形式扩散到全网。

下面详细描述步骤S3"自动执行参与方构建完成的智能合约"的过程：

智能合约定期检查自动机状态，逐条遍历每个合约内包含的状态机、事务以及触发条件，将条件满足的事务推送到待验证的队列中，等待共识，未满足触发条件的事务将继续存放在区块链上；

进入最新轮验证的事务会扩散到每一个验证节点，验证节点首先进行签名验证来确保事务的有效性，通过验证的事务会进入待共识集合，待大多数验证节点达成共识后，事务会成功执行并通知用户；

事务执行成功后，智能合约自带的状态机会判断所属合约的状态，当合约包括的所有事务都顺序执行完成后，状态机会将合约的状态标记为完成并从最新的区块中移除该合约。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种区块链系统，其特征在于，包括第一节点、第二节点、第三节点；所述第一节点用于与office办公设备相连，实时接收office办公设备的数据，同时，与该office办公设备连接的多个第一节点会共同存储用户的某一网络行为数据，当某一节点失效时，通过其他节点获得相关信息；第二节点根据自身位置和时间信息、位置信息所对应的第一节点等信息生成一个区块链事务，并根据对应的区块链事务生成新的区块，同时对新区块进行验证，并回复验证结果至第一节点，第一节点收到回复结果后，根据少数服从多数的原则，决定是否对新区块以及其验证结果进行广播，若最终结果为赞成，则第二节点成功存储新区块；第三节点共同维护系统中的数据块。

2.一种基于区块链的office文档可信性验证方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

区块链系统作为插件加载到office办公设备中；

Office办公设备将文档信息和用户访问信息上传至所述区块链系统中，并进行数据加密；所述区块链系统进行分布式存储，进一步区块链系统对用户行为进行记录并产生相应的新区块；

同时，构建智能合约，定义智能合约实现的功能、触发条件；用户执行保存文档操作时，触发智能合约自动执行存储文档行文并完成用户的权限访问；根据所述新区块和所述智能合约更新区块链系统。

3.根据权利要求2所述的一种基于区块链的office文档可信性验证方法，其特征在于，所述文档信息包括：文档的创建时间、文档的创建者、文档的文本内容、文档的版本信息；用户的访问信息是指：访问者的硬盘序列号、访问者的访问时间、访问者对文本的修改；以上信息分别形成一个区块链事务，该区块链事务生成区块哈希值，利用区块哈希值、区块标识、时间戳生成新区块。

4.根据权利要求3所述的一种基于区块链的office文档可信性验证方法，其特征在于，所述新区块包括区块头和区块体，区块头包括父区块头哈希值、时间戳，区块体中的数据内容即为文档信息和用户访问信息、参数值。

5.根据权利要求2所述的一种基于区块链的office文档可信性验证方法，其特征在于，所述智能合约构建的具体步骤：

S21：智能合约的制定；

S22：通过P2P网络将智能合约进行扩散，并将所述智能合约存储到区块链系统中；

S23：逐条遍历状态机、事务以及触发条件，判断智能合约是否执行。

6.根据权利要求5所述的一种基于区块链的office文档可信性验证方法，其特征在于，所述智能合约的制定具体步骤包括：

用户注册为区块链新用户；

区块链返回公钥和私钥；

用户商定承诺内容，并将所述承诺内容编写成机器语言；

用户利用公钥作为区块链系统上的账户地址，利用私钥对所述承诺内容签名，并通过P2P网络传播至区块链中。

7.根据权利要求6所述的一种基于区块链的office文档可信性验证方法，其特征在于，所述智能合约的存储的具体步骤包括：

验证节点收到智能合约，并保存到区块链系统中；

到达新的一轮共识时间触发共识与处理，并打包所有智能合约，计算哈希值，构成区块结构；

将所述区块结构扩散至全网。

8.根据权利要求7所述的一种基于区块链的office文档可信性验证方法，其特征在于，所述智能合约的执行的具体步骤包括：

智能合约定期检查自动机状态，逐条遍历状态机、事务以及触发条件；

将满足触发条件的事务推送到验证队列，未满足触发条件的事务继续存放在区块链上；

将所述事务验证签名；

验证通过事务成功执行，并通知用户；

状态机判断所属智能合约的状态，所属智能合约的所有事务执行完毕，移除所述智能合约。

Images