CN111291412A - 一种基于区块链的链上数据存储和读取的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于区块链的链上数据加密方法和系统，通过在区块链上植入携带有数据存放地址和私钥索引的数据令牌，并且构建用于存放数据写入方所写入数据的数据仓库，以通过使用数据令牌和数据仓库的形式解决区块链处理大数据量数据以及业务系统中复杂隐私场景的问题，从而进一步提高区块链数据传输的安全性。此外，对应于这一区块链数据加密存放方法，本方明还提供了一种区块链的链上数据读取方法和系统，以便于数据写入方能够及时、安全获取所存放于数据仓库中的数据。

Description

一种基于区块链的链上数据存储和读取的方法及系统
技术领域
本发明涉及区块链加密技术领域，特别是涉及一种基于区块链的链上数据加密和读取的方法及系统。
背景技术
区块链作为一种分布式系统，随着分布式系统的规模不断增加，效率也会不断降低；并且区块链作为一种增量数据库，数据具有只增不减的特性，而随着数据的不断增加，整个系统的性能、效率会越来越低，无法作为大数据量数据共享的平台，无法保存大数据量数据；区块链作为全透明化的系统，链上通过密码学的一些算法可以初步的解决隐私的问题，但是涉及到一些比较复杂的隐私问题在区块链难以实现。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于区块链的链上数据加密和读取的方法及系统，以解决现有技术中在的区块链上难以保证隐私的情况下保存大量数据的问题，以进一步提高区块链数据的选择性可见及数据传输的安全性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于区块链的链上数据加密方法，包括：
采用非对称加密方法生成数据令牌；所述数据令牌携带有数据存放地址和私钥索引；
确定所述数据令牌的hash值，存储所述hash值，并将与所述hash值对应的所述数据令牌进行上链操作；
数据写入方根据所述hash值和所述非对称加密方法中采用的公私钥对调取所述数据令牌，获取所述数据令牌中的数据存放地址后写入所需存放的数据；
构建数据仓库，并将所需存放的数据存储于所述数据仓库；所述数据仓库每发生一次数据存储则对应返回一个数据存放地址，并使用所述公私钥对中的公钥对所述数据存放地址进行加密后上链。
可选的，所述采用非对称加密方法生成数据令牌，具体包括：
生成所述公私钥对；
将数据库中的数据存放地址采用所述公私钥对中的私钥进行签名后，使用所述公钥对所述数据存放地址和私钥签名进行加密生成数据令牌。
可选的，所述方法还包括：
根据数据写入方的业务需要对所述数据令牌进行组合排列，以形成多种合约方法。
可选的，所述合约方法有四种，包括：生成数据令牌、保存数据令牌、使用数据令牌和回收数据令牌。
一种基于区块链的链上数据加密系统，包括：
数据令牌生成模块，用于采用非对称加密方法生成数据令牌；所述数据令牌携带有数据存放地址和私钥索引；
存储和上链操作模块，用于确定所述数据令牌的hash值，存储所述hash值，并将与所述hash值对应的所述数据令牌进行上链操作；
调取和获取模块，用于数据写入方根据所述hash值和所述非对称加密方法中采用的公私钥对调取所述数据令牌，获取所述数据令牌中的数据存放地址后写入所需存放的数据；
数据仓库构建模块，用于构建数据仓库，并将所需存放的数据存储于所述数据仓库；所述数据仓库每发生一次数据存储则对应返回一个数据存放地址，并使用所述公私钥对中的公钥对所述数据存放地址进行加密后上链。
可选的，所述数据令牌生成模块具体包括：
公私钥对生成单元，用于生成所述公私钥对；
数据令牌生成单元，用于将数据库中的数据存放地址采用所述公私钥对中的私钥进行签名后，使用所述公钥对所述数据存放地址和私钥签名进行加密生成数据令牌。
可选的，所述系统还包括：
合约方法形成模块，用于根据数据写入方的业务需要对所述数据令牌进行组合排列，以形成多种合约方法。
一种区块链的链上数据读取方法，用于读取采用上述基于区块链的链上数据加密方法存储的数据；所述链上数据读取方法包括：
数据写入方将所持有的数据令牌发送给数据仓库；
所述数据仓库采用加密机解密所述数据令牌，并采用公钥校验所述数据令牌中的私钥签名，若校验通过，则获取数据存放地址和私钥索引；若校验不通过，则提示校验错误；
判断所述私钥索引与所述数据写入方输入的私钥是否一致，若一致则使用数据存放地址读取所述数据仓库中对应存放位置中的数据，反之，则提示私钥输入错误。
一种区块链的链上数据读取系统，用于读取采用上述基于区块链的链上数据加密方法存储的数据；所述链上数据读取系统包括：
数据令牌发送模块，用于数据写入方将所持有的数据令牌发送给数据仓库；
数据令牌校验模块，用于所述数据仓库采用加密机解密所述数据令牌，并采用公钥校验所述数据令牌中的私钥签名，若校验通过，则获取数据存放地址和私钥索引；若校验不通过，则提示校验错误；
判断模块，用于判断所述私钥索引与所述数据写入方输入的私钥是否一致，若一致则使用数据存放地址读取所述数据仓库中对应存放位置中的数据，反之，则提示私钥输入错误。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的一种基于区块链的链上数据加密方法和系统，通过在区块链上植入携带有数据存放地址和私钥索引的数据令牌，并且构建用于存放数据写入方所写入数据的数据仓库，以通过使用数据令牌和数据仓库的形式解决区块链处理大数据量数据以及业务系统中复杂隐私场景的问题，从而进一步提高区块链数据传输的安全性。此外，对应于这一区块链数据加密方法，本方明还提供了一种区块链的链上数据读取方法和系统，以便于数据写入方能够及时、安全获取所存放于数据仓库中的数据。
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为本发明实施例所提供的基于区块链的链上数据加密方法的流程图；
图2为本发明实施例所提供的基于区块链的链上数据加密系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的区块链的链上数据读取方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的区块链的链上数据读取系统的结构示意图；
图5为本发明实施例获取数据仓库中数据存放地址的工作流程图。
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。
全文术语：
智能合约：是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议。智能合约允许在没有第三方的情况下进行可信交易，这些交易可追踪且不可逆转。
区块链：是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。
数据令牌：通过密码学算法得到的身份令牌。
本发明的目的是提供一种基于区块链的链上数据加密和读取的方法及系统，以解决现有技术中在的区块链上难以实现复杂加密的问题，以进一步提高区块链数据传输的安全性。
基于这一目的，其设计主旨具体如下：
业务系统通过保存数据令牌的索引信息，在区块链上建立数据令牌，通过智能合约定义数据令牌使用逻辑，通过智能合约处理业务系统中令牌的申请使用规则，合理调用数据令牌。数据令牌有关的最小合约方法有四种：生成数据令牌，保存数据令牌，使用数据令牌、回收数据令牌。
通过组合排列数据令牌的最小合约方法，可以满足不同的业务请求，完成生成、保存、使用、回收等不同的原子化操作。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例所提供的基于区块链的链上数据加密方法的流程图，如图1所示，一种基于区块链的链上数据加密方法，包括：
S100、采用非对称加密方法生成数据令牌。所述数据令牌携带有数据存放地址和私钥索引。
其中，采用非对称加密方法生成数据令牌具体包括：
生成所述公私钥对。
将数据库中的数据存放地址采用所述公私钥对中的私钥进行签名后，使用所述公钥对所述数据存放地址和私钥签名进行加密生成数据令牌。
S101、确定所述数据令牌的hash值，存储所述hash值，并将与所述hash值对应的所述数据令牌进行上链操作。
S102、数据写入方根据所述hash值和所述非对称加密方法中采用的公私钥对调取所述数据令牌，获取所述数据令牌中的数据存放地址后写入所需存放的数据。
S103、构建数据仓库，并将所需存放的数据存储于所述数据仓库。所述数据仓库每发生一次数据存储则对应返回一个数据存放地址，并使用所述公私钥对中的公钥对所述数据存放地址进行加密后上链。
而为了对上述方法进行进一步优化，以满足不同的业务请求，所述方法还包括：
根据数据写入方的业务需要对所述数据令牌进行组合排列，以形成多种合约方法。在本发明中优选采用的合约方法有四种，这四种合约方法分别为生成数据令牌、保存数据令牌、使用数据令牌和回收数据令牌。
对应于上述所公开的基于区块链的链上数据加密方法，本发明还公开了一种基于区块链的链上数据加密系统，如图2所示，该系统包括：数据令牌生成模块200、存储和上链操作模块201、调取和获取模块202和数据仓库构建模块203。
所述数据令牌生成模块200用于采用非对称加密方法生成数据令牌。所述数据令牌携带有数据存放地址和私钥索引。
其中，所述数据令牌生成模块200具体包括：公私钥对生成单元和数据令牌生成单元。公私钥对生成单元用于生成所述公私钥对。数据令牌生成单元用于将数据库中的数据存放地址采用所述公私钥对中的私钥进行签名后，使用所述公钥对所述数据存放地址和私钥签名进行加密生成数据令牌。
存储和上链操作模块201用于确定所述数据令牌的hash值，存储所述hash值，并将与所述hash值对应的所述数据令牌进行上链操作。
调取和获取模块202用于数据写入方根据所述hash值和所述非对称加密方法中采用的公私钥对调取所述数据令牌，获取所述数据令牌中的数据存放地址后写入所需存放的数据。
数据仓库构建模块203用于构建数据仓库，并将所需存放的数据存储于所述数据仓库。所述数据仓库每发生一次数据存储则对应返回一个数据存放地址，并使用所述公私钥对中的公钥对所述数据存放地址进行加密后上链。
为了对上述系统进行进一步优化，以满足不同的业务请求，所述系统还包括：用于根据数据写入方的业务需要对所述数据令牌进行组合排列，以形成多种合约方法的合约方法形成模块。
进一步，为了保证数据写入方获取数据的及时性和安全性，本发明还对应提供了一种区块链的链上数据读取方法，用于读取采用上述基于区块链的链上数据加密方法存储的数据，如图3所示，该链上数据读取方法包括：
S300、数据写入方将所持有的数据令牌发送给数据仓库。
S301、所述数据仓库采用加密机解密所述数据令牌，并采用公钥校验所述数据令牌中的私钥签名，若校验通过，则获取数据存放地址和私钥索引。若校验不通过，则提示校验错误。
S302、判断所述私钥索引与所述数据写入方输入的私钥是否一致，若一致则使用数据存放地址读取所述数据仓库中对应存放位置中的数据，反之，则提示私钥输入错误。
对应于上述所公开的区块链的链上数据读取方法，本发明还公开了一种区块链的链上数据读取系统，如图4所示，该系统包括：数据令牌发送模块400、数据令牌校验模块401和判断模块402。
其中，所述数据令牌发送模块400用于数据写入方将所持有的数据令牌发送给数据仓库。
所述数据令牌校验模块401用于所述数据仓库采用加密机解密所述数据令牌，并采用公钥校验所述数据令牌中的私钥签名，若校验通过，则获取数据存放地址和私钥索引。若校验不通过，则提示校验错误。
所述判断模块402用于判断所述私钥索引与所述数据写入方输入的私钥是否一致，若一致则使用数据存放地址读取所述数据仓库中对应存放位置中的数据，反之，则提示私钥输入错误。
基于上述本发明所公开的区块链的链上数据读取方法和系统，作为本发明的另一实施例，用户系统获取数据地址的具体工作流程如图5所示。
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。对于实施例公开的系统而言，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。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种基于区块链的链上数据加密方法，其特征在于，包括：
采用非对称加密方法生成数据令牌；所述数据令牌携带有数据存放地址和私钥索引；
确定所述数据令牌的hash值，存储所述hash值，并将与所述hash值对应的所述数据令牌进行上链操作；
数据写入方根据所述hash值和所述非对称加密方法中采用的公私钥对调取所述数据令牌，获取所述数据令牌中的数据存放地址后写入所需存放的数据；
构建数据仓库，并将所需存放的数据存储于所述数据仓库；所述数据仓库每发生一次数据存储则对应返回一个数据存放地址，并使用所述公私钥对中的公钥对所述数据存放地址进行加密后上链。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的链上数据加密方法，其特征在于，所述采用非对称加密方法生成数据令牌，具体包括：
生成所述公私钥对；
将数据库中的数据存放地址采用所述公私钥对中的私钥进行签名后，使用所述公钥对所述数据存放地址和私钥签名进行加密生成数据令牌。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的链上数据加密方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据数据写入方的业务需要对所述数据令牌进行组合排列，以形成多种合约方法。
4.根据权利要3所述的一种基于区块链的链上数据加密方法，其特征在于，所述合约方法有四种，包括：生成数据令牌、保存数据令牌、使用数据令牌和回收数据令牌。
5.一种基于区块链的链上数据加密系统，其特征在于，包括：
数据令牌生成模块，用于采用非对称加密方法生成数据令牌；所述数据令牌携带有数据存放地址和私钥索引；
存储和上链操作模块，用于确定所述数据令牌的hash值，存储所述hash值，并将与所述hash值对应的所述数据令牌进行上链操作；
调取和获取模块，用于数据写入方根据所述hash值和所述非对称加密方法中采用的公私钥对调取所述数据令牌，获取所述数据令牌中的数据存放地址后写入所需存放的数据；
数据仓库构建模块，用于构建数据仓库，并将所需存放的数据存储于所述数据仓库；所述数据仓库每发生一次数据存储则对应返回一个数据存放地址，并使用所述公私钥对中的公钥对所述数据存放地址进行加密后上链。
6.根据权利要求5所述的一种基于区块链的链上数据加密系统，其特征在于，所述数据令牌生成模块具体包括：
公私钥对生成单元，用于生成所述公私钥对；
数据令牌生成单元，用于将数据库中的数据存放地址采用所述公私钥对中的私钥进行签名后，使用所述公钥对所述数据存放地址和私钥签名进行加密生成数据令牌。
7.根据权利要求5所述的一种基于区块链的链上数据加密系统，其特征在于，所述系统还包括：
合约方法形成模块，用于根据数据写入方的业务需要对所述数据令牌进行组合排列，以形成多种合约方法。
8.一种区块链的链上数据读取方法，其特征在于，所述方法用于读取采用权利要求1-4任意一项所述基于区块链的链上数据加密方法存储的数据；所述链上数据读取方法包括：
数据写入方将所持有的数据令牌发送给数据仓库；
所述数据仓库采用加密机解密所述数据令牌，并采用公钥校验所述数据令牌中的私钥签名，若校验通过，则获取数据存放地址和私钥索引；若校验不通过，则提示校验错误；
判断所述私钥索引与所述数据写入方输入的私钥是否一致，若一致则使用数据存放地址读取所述数据仓库中对应存放位置中的数据，反之，则提示私钥输入错误。
9.一种区块链的链上数据读取系统，其特征在于，所述系统用于读取采用权利要求1-4任意一项所述基于区块链的链上数据加密方法存储的数据；所述链上数据读取系统包括：
数据令牌发送模块，用于数据写入方将所持有的数据令牌发送给数据仓库；
数据令牌校验模块，用于所述数据仓库采用加密机解密所述数据令牌，并采用公钥校验所述数据令牌中的私钥签名，若校验通过，则获取数据存放地址和私钥索引；若校验不通过，则提示校验错误；
判断模块，用于判断所述私钥索引与所述数据写入方输入的私钥是否一致，若一致则使用数据存放地址读取所述数据仓库中对应存放位置中的数据，反之，则提示私钥输入错误。
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