CN111241199A - 基于区块链的环境数据存储方法及终端 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于环境监测技术领域，提供了一种基于区块链的环境数据存储方法及终端，包括：获取环境数据，并将环境数据写入第一区块链；通过以太坊提供的应用程序接口API对第一区块链中的区块数据进行监听，将第一区块链中的区块数据导入预设数据库中；通过预设数据库对第一区块链中的区块数据进行查询，针对任一区块数据，通过第一区块链中保存的区块数据的哈希值，对预设数据库中的区块数据进行校验。本发明通过区块链存储环境数据，保证了环境数据的真实可靠，并通过外部预设数据库的方式对区块链中的数据进行查询，提高了对环境数据的查询速度。
Description
技术领域
本发明属于环境监测技术领域，尤其涉及一种基于区块链的环境数据存储方法及终端。
背景技术
近年来，随着经济的发展，全球环境质量严重下降，给生态系统和人类社会造成各种直接或间接的危害，严重影响了人们的生产和生活水平。面对日益严重的环境污染问题，环境治理迫在眉睫。
目前的环境监测系统都是以中心服务器提供服务和数据存储，属于高度集中的系统架构，易受到攻击导致数据被篡改，不仅使得公众对环境监测数据的真实度失去信任，而且会妨碍政府进行环境保护决策的制定。
因此，如何保证存储的环境监测数据不被篡改，成为当下亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于区块链的环境数据存储方法及终端，能够保证环境数据的真实可靠，并通过外部预设数据库的方式对区块链中的数据进行查询，提高了环境数据查询速度。
本发明实施例的第一方面提供了一种基于区块链的环境数据存储方法，该方法应用于预设联盟链中的任一节点，该方法包括：
获取环境数据，并将所述环境数据写入第一区块链，所述第一区块链中的区块包括区块头和区块体，所述区块头包含前一区块的地址和时间戳，所述时间戳用于表示所述区块的创建时间，所述区块体包含所述环境数据；
通过以太坊提供的应用程序接口API对所述第一区块链中的区块数据进行监听，将所述第一区块链中的区块数据导入预设数据库中；
通过所述预设数据库对所述第一区块链中的区块数据进行查询，针对任一区块数据，通过所述第一区块链中保存的所述区块数据的哈希值，对所述预设数据库中的所述区块数据进行校验。
本发明实施例的第二方面提供了一种终端，该终端为预设联盟链中的任一节点，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现：
获取环境数据，并将所述环境数据写入第一区块链，所述第一区块链中的区块包括区块头和区块体，所述区块头包含前一区块的地址和时间戳，所述时间戳用于表示所述区块的创建时间，所述区块体包含所述环境数据；
通过以太坊提供的应用程序接口API对所述第一区块链中的区块数据进行监听，将所述第一区块链中的区块数据导入预设数据库中；
通过所述预设数据库对所述第一区块链中的区块数据进行查询，针对任一区块数据，通过所述第一区块链中保存的所述区块数据的哈希值，对所述预设数据库中的所述区块数据进行校验。
本发明实施例的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如任一项所述基于区块链的环境数据存储方法的步骤。
本发明与现有技术相比存在的有益效果是：本发明通过区块链存储环境数据，保证了环境数据的真实可靠，并通过外部预设数据库的方式对区块链中的数据进行查询，提高了查询速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种基于区块链的环境数据存储方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的一种用于存储环境数据的区块链的示意图；
图3是本发明实施例提供的终端的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
参见图1，其示出了本发明实施例提供的基于区块链的环境数据存储方法的实现流程图，详述如下：
S101，获取环境数据，并将所述环境数据写入第一区块链。
可选的，结合图2，所述第一区块链中的区块包括区块头和区块体，所述区块头包含前一区块的地址和时间戳，所述时间戳用于表示所述区块的创建时间，所述区块体包含所述环境数据。
本实施例所提供的方法应用于预设联盟链中的任一节点，联盟链是部分去中心化，或称为多中心化的区块链，适用于多个实体构成的组织或联盟，联盟链在效率和灵活性上更有优势，在本发明实施例中，由于基于区块链的环境监测系统所涉及的节点有限，因此本申请采用联盟链，在联盟链中，只有授权的节点才能在区块链中读取及写入数据，授权的节点仅限于与环境监测相关的政府监管部门及其他授权节点。
S102，通过以太坊提供的应用程序接口API对所述第一区块链中的区块数据进行监听，将所述第一区块链中的区块数据导入预设数据库中。
现有的区块链系统底层的数据存储系统使用的是LevelDB，它是一种写密集型应用而设计的数据存储系统，以牺牲数据读取性能为代价换取写性能的提高。然而，在环境监测技术领域，需要频繁的对环境数据进行读取查询，如对原始的环境数据进行查询，对查询到的数据进行大数据分析、聚类分析、基于机器学习的数据分析等，现有的存储系统读性能较低，限制了对环境数据的查询及分析效率。
为解决这一问题，本发明实施例提供一个预设数据库，在区块链系统运行时，通过区块链提供的API(Application Programming Interface，应用程序接口)对第一区块中的区块数据进行监听，将监听到的数据导入到预设数据库中，以实现对区块数据的快速查询。
S103，通过所述预设数据库对所述第一区块链中的区块数据进行查询，针对任一区块数据，通过所述第一区块链中保存的所述区块数据的哈希值，对所述预设数据库中的所述区块数据进行校验。
通过将环境数据存储在预设数据库中，保证了环境数据的真实可靠，通过预设数据库对环境数据进行查询，提高了对环境数据的查询效率，并且能够丰富查询功能，如对查询到的数据进行大数据分析、聚类分析、基于机器学习的数据分析。
可选的，区块链系统的数据库存在存储空间问题，区块链数据库记录了从创建开始发生的每一笔交易，因此每一个想参与进来的节点，即本申请预设联盟链中的每一个节点，都必须下载存储并实时更新一份从创始块开始延续至最新的数据包，可能带来存储限制的问题。为解决这一问题，本发明实施例提供如下方法：在将所述环境数据写入第一区块链的同时，通过哈希函数获取所述环境数据的哈希值，并将所述哈希值写入第二区块链；每隔预设时间，对所述第一区块链中的数据进行清除。
通过这种方法，只将区块中的环境数据的哈希值存储在第二区块链中，而将环境数据保存在预设数据库中，通过第二区块链中保存的哈希值可以对预设数据库中的数据的真伪进行校验，也能够保证数据的真实可靠，并且解决了存储限制的问题。
可选的，本发明实施例还提供一种应对区块链系统崩溃的方法，由于预设数据库中的数据的更新是异步完成的，假如单位时间内环境数据的写入量非常大，则预设数据库中数据的更新可能存在一定的延时。当系统崩溃时，当再次启动系统，则可能导致预设数据库没有完成全部的数据更新，为解决这一问题，本申请提供如下方法：
建立进度日志，所述进度日志用于保存将所述第一区块链中的区块数据导入所述预设数据库中的进度；通过所述进度日志判断所述第一区块链是否产生新的区块数据；若所述第一区块链产生新的区块数据，则将所述新的区块数据导入所述预设数据库。
可选的，所述环境数据为时间序列数据，所述通过所述预设数据库对所述第一区块链中的区块数据进行查询包括：获取预设时间段内预设类型的环境测量指标数据的实际值，并通过预设聚集函数对所述环境测量指标数据的实际值进行聚集查询，其中，所述预设类型的环境测量指标数据包括预设区域的环境测量指标数据或预设污染物指标的环境测量指标数据中的至少一种。
可选的，所述环境数据为时间序列数据，所述通过所述预设数据库对所述第一区块链中的区块数据进行查询包括：获取预设时间点和/或位于所述预设时间点之前或之后预设时间点的预设类型的环境测量指标数据的实际值，其中，所述预设类型的环境测量指标数据包括预设区域的环境测量指标数据或预设污染物指标的环境测量指标数据中的至少一种。
可选的，由于环境数据中除了传统的结构化数据外，还包含海量的非结构化、半结构化数据，传统的数据库可能存在难以满足海量数据存储的问题，为解决这一问题，本申请实施例使用分布式文件系统HDFS，由联盟链中的所有节点构成的Hadoop分布式文件系统，作为本申请实施例中的预设数据库。
并且，可选的，通过所述预设数据库对所述第一区块链中的区块数据进行查询之后，该方法还包括：所述联盟链中的节点对查询结果并行处理，获得处理结果。如通过MapReduce进行并行处理。
需要说明的是，在本发明实施例中，所述环境数据包括但不限于预设类型的土壤监测数据、预设类型的水质监测数据、预设类型的噪声监测数据和预设类型的空气监测数据。
由上可知，本发明通过获取环境数据，并将环境数据写入第一区块链；通过以太坊提供的应用程序接口API对第一区块链中的区块数据进行监听，将第一区块链中的区块数据导入预设数据库中；通过预设数据库对第一区块链中的区块数据进行查询，针对任一区块数据，通过第一区块链中保存的区块数据的哈希值，对预设数据库中的区块数据进行校验，保证了环境数据的真实可靠，并通过外部预设数据库的方式对区块链中的数据进行查询，提高了对环境数据的查询速度。
图3是本发明实施例提供的终端的示意图。如图3所示，该实施例的终端3包括：处理器30、存储器31以及存储在所述存储器31中并可在所述处理器30上运行的计算机程序32。所述处理器30执行所述计算机程序32时实现上述各个基于区块链的环境数据方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至步骤103。
示例性的，所述计算机程序32可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器31中，并由所述处理器30执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序32在所述终端3中的执行过程。
所述终端3可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端可包括，但不仅限于，处理器30、存储器31。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是终端3的示例，并不构成对终端3的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器30可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器31可以是所述终端3的内部存储单元，例如终端3的硬盘或内存。所述存储器31也可以是所述终端3的外部存储设备，例如所述终端3上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器31还可以既包括所述终端3的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器31用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器31还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于区块链的环境数据存储方法，其特征在于，该方法应用于预设联盟链中的任一节点，该方法包括：
获取环境数据，并将所述环境数据写入第一区块链，所述第一区块链中的区块包括区块头和区块体，所述区块头包含前一区块的地址和时间戳，所述时间戳用于表示所述区块的创建时间，所述区块体包含所述环境数据；
通过以太坊提供的应用程序接口API对所述第一区块链中的区块数据进行监听，将所述第一区块链中的区块数据导入预设数据库中；
通过所述预设数据库对所述第一区块链中的区块数据进行查询，针对任一区块数据，通过所述第一区块链中保存的所述区块数据的哈希值，对所述预设数据库中的所述区块数据进行校验。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的环境数据存储方法，其特征在于，在将所述环境数据写入第一区块链的同时，该方法还包括：
通过哈希函数获取所述环境数据的哈希值，并将所述哈希值写入第二区块链；
每隔预设时间，对所述第一区块链中的数据进行清除。
3.根据权利要求1所述的基于区块链的环境数据存储方法，其特征在于，该方法还包括：
建立进度日志，所述进度日志用于保存将所述第一区块链中的区块数据导入所述预设数据库中的进度；
通过所述进度日志判断所述第一区块链是否产生新的区块数据；
若所述第一区块链产生新的区块数据，则将所述新的区块数据导入所述预设数据库。
4.根据权利要求1至3任一项所述的基于区块链的环境数据存储方法，其特征在于，所述环境数据为时间序列数据，所述通过所述预设数据库对所述第一区块链中的区块数据进行查询包括：
获取预设时间段内预设类型的环境测量指标数据的实际值，并通过预设聚集函数对所述环境测量指标数据的实际值进行聚集查询，其中，所述预设类型的环境测量指标数据包括预设区域的环境测量指标数据或预设污染物指标的环境测量指标数据中的至少一种。
5.根据权利要求1至3任一项所述的基于区块链的环境数据存储方法，其特征在于，所述环境数据为时间序列数据，所述通过所述预设数据库对所述第一区块链中的区块数据进行查询包括：
获取预设时间点和/或位于所述预设时间点之前或之后预设时间点的预设类型的环境测量指标数据的实际值，其中，所述预设类型的环境测量指标数据包括预设区域的环境测量指标数据或预设污染物指标的环境测量指标数据中的至少一种。
6.根据权利要求1至3任一项所述的基于区块链的环境数据存储方法，其特征在于，所述预设数据库为由所述联盟链中的所有节点构成的Hadoop分布式文件系统。
7.根据权利要求6所述的基于区块链的环境数据存储方法，其特征在于，通过所述预设数据库对所述第一区块链中的区块数据进行查询之后，该方法还包括：
所述联盟链中的节点对查询结果并行处理，获得处理结果。
8.根据权利要求1至3任一项所述的基于区块链的环境数据存储方法，其特征在于，所述环境数据包括预设类型的土壤监测数据、预设类型的水质监测数据、预设类型的噪声监测数据和预设类型的空气监测数据。
9.一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至8中任一项所述基于区块链的环境数据存储方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至8中任一项所述基于区块链的环境数据存储方法的步骤。
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Publications (1)
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| CN111241199A true CN111241199A (zh) | 2020-06-05 |
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ID=70876065
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