CN111741123A - 基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置及方法 - Google Patents

基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置及方法，包括多个装置单元，所述装置单元包括CPU处理器一、CPU处理器二、GPU处理器、RAM存储器、ROM存储器、网络接口模块和显示模块，所述操作系统模块还连接有管理模块、网络架构模块、区块链模块、数据分析模块、数据接口和数据库，本发明利用区块链技术减少数据库及网络数据管理人员工作量，节省人力资源成本，防止后台数据丢失、数据篡改和泄露确保对历史数据的完整可追溯，彻底防范非法数据篡改及勒索病毒，本发明还提供了大数据在区块链上存储方法，传统数据库数据与区块链数据互相转换方法所有数据无需改动充分利用现有资源能有效减少基础设施建设的开销，方便有效。

Description

基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置及方法
技术领域
本发明属于网络安全管理技术领域，具体涉及基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置及方法。
背景技术
在信息时代下，互联网促进了人类社会的发展，给人们的生活带来了极大改善。数据作为互联网内容的重要组成部分,已经成为人们获取信息、交互信息、利用信息的重要途径。网络业务繁多复杂，数据种类众多，数据量庞大，且对数据的安全性要求较高。传统网络数据(基础数据与日志数据)过于庞大无法采用区块链。在各个业务环节的开展过程中，所有网络设备及服务器需要不断地与历史数据进行交互，同时产生大量的新数据并将其存储起来以便再次使用。这些数据的可靠存储是保证网络各种设备稳定运行的基础。因此，网络数据管理是十分必要的，为维护社会稳定和国家网络安全都具有重要意义。
然而在网络数据实际管理过程中，任何断电、非法篡改、网络故障和人为不当操作等都有可能造成关键数据的丢失，进而造成业务的停滞，甚至给政府机关、企业、学校等带来难以预计的经济损失，同时给人们的生活带来诸多不便。因此，为了应对各种自然灾害(如火宅、水灾、地震等)及人为灾难(如误操作、病毒、篡改数据等)可能造成重要数据丢失进而对系统正常运行造成冲击的风险，保证各种网络设备系统及网络服务器在遭遇灾害时仍然能正常运行或者数据能迅速恢复、实现业务连续性，进一步提升网络设备系统及网络服务器的效率和可靠性变得尤为重要。现阶段网络数据安全评估及管理还不能实现完全自动化检测，大量检测内容需要人工参与。这种情况下，巨大的人工开销和漫长的检测过程使得无障碍评估无法大规模运用在各类网络设备系统及网络服务器上，存在以下缺点：
1、传统数据库数据无法与区块链数据互相转换，数据库及网络数据存储在PC服务器及网络设备上无法防范非法数据篡改及勒索病毒，可能成为黑客攻击的目标为网站安全留下隐患。
2、传统网站数据(基础数据与日志数据)过于庞大无法采用区块链，数据及操作日志历史记录信息暂存于本地或集群且无加密，容易造成丢失和泄露，无法确保对历史数据的完整可追溯。
3、传统数据容灾备份技术主要依赖于备份数据中心，一旦该备份数据中心出现故障，数据将无法有效恢复，同时传统的数据库监控通过网络爬虫下载数据多次监控导致占用网络资源，多数网站具有反爬虫功能。所以无法满足监控需求。
4、传统数据库及网络数据内容分析采用关键字对比方法，对比结果准确效率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置，包括多个装置单元，所述装置单元包括CPU处理器一、CPU处理器二、GPU处理器、RAM存储器、ROM存储器、网络接口模块和显示模块，所述CPU处理器一、CPU处理器二、GPU处理器、RAM存储器、ROM存储器、网络接口模块和显示模块分别与电源模块之间电性连接，且所述CPU处理器一、CPU处理器二、GPU处理器、RAM存储器、ROM存储器、网络接口模块和显示模块分别与操作系统模块之间连接，通过操作系统模块完成相互之间的运行；
所述操作系统模块还连接有管理模块、网络架构模块、区块链模块、数据分析模块、数据接口和数据库。
优选的，所述CPU处理器一具体为Cortex A、Cortex A或Quad-core ARM Cortex-A内核中央处理器，用于完成装置整体业务处理、区块生成和运行智能合约；
所述CPU处理器二具体为Cortex A、Cortex A或Quad-core ARM Cortex-A MPCoreprocessor内核中央处理器，用于完成网络传输和数据处理。
优选的，所述GPU处理器具体为NVIDIA Maxwell CUDA cores或NVIDIA Pascal架构CUDA核心处理器，用于完成区块链工作量计算。
优选的，所述RAM存储器用于数据的临时存储，所述ROM存储器用于系统的启动和维护；
还包括有FLASH存储器，
所述FLASH存储器与操作系统模块之间信号连接，用于完成文件的存储。
优选的，所述网络接口模块用于完成光纤接口，所述显示模块具体为液晶显示屏，用于显示装置状态信息，所述电源模块用于为装置提供电能供应。
优选的，所述操作系统模块具体为Unix或者Linux操作系统。
优选的，所述管理模块用于对装置单元进行初始化和管理，且其与管理员端信号连接；所述网络架构模块3具体为谷歌TensorFlow、Caffe、PyTorch、Caffe2、PaddlePaddle中的任意一个网络框架；所述数据库7具体为MySQL数据库、DB2数据库或者Sybase数据库；所述数据分析模块用于对数据进行整理及打包，将区块链存储的数据转化成关系数据；所述数据接口用于利用Python及Java语言实现提供与外界数据接口、配置智能合约，方便扩展设备。
所述区块链模块用于完成密钥生成、区块链生成、哈希运算、智能合约和工作量证明的工作过程。
基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、选取n个装置单元，并将其中一个的背面与连接有WEB服务器的交换机信号连接，将剩余的环行连接，完成装置单元的安装；
S2、通过网络接口模块获取数据，并将数据存储到RAM存储器上；
S3、存储到RAM存储器上的数据通过CPU处理器二进行打包，并对数据的完整性进行判断；
S4、将完整的打包数据存储到RAM存储器上，并通过GPU处理器对打包数据进行区块数据工作量计算，具体为HASH计算；
S5、将HASH值存储到RAM存储器上，CPU处理器一对数据的正确性进行验证，将验证正确的HASH值生成新区块；
S6、将生成的新区快存储到RAM处理器上，最后存储至FLASH存储器上，完成网络数据安全的监测过程。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明利用区块链技术减少数据库及网络数据管理人员工作量，节省人力资源成本，防止后台数据丢失、数据篡改和泄露确保对历史数据的完整可追溯，彻底防范非法数据篡改及勒索病毒，本发明还提供了大数据在区块链上存储方法，传统数据库数据与区块链数据互相转换方法所有数据无需改动充分利用现有资源能有效减少基础设施建设的开销，方便有效，如果发现违规数据、数据库及网络数据被黑客篡改、后台数据中病毒将由人工智能自动切断数据库及网络数据与外界联系减少不良数据带来的后果，然后将结果反馈给管理员，便于网络数据的监管。
附图说明
图1是本发明装置单元原理框架图；
附图标记说明：
1-操作系统模块；2-管理模块；3-网络架构模块；4-区块链模块；5-数据分析模块；6-数据接口；7-数据库；8-CPU处理器一；9-CPU处理器二；10-GPU处理器；11-RAM存储器；12-ROM存储器；13-FLASH存储器；14-网络接口模块；15-显示模块；16-电源模块。
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。
如图1所示，本发明提供一种技术方案：基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置，包括多个装置单元，所述装置单元包括CPU处理器一8、CPU处理器二9、GPU处理器10、RAM存储器11、ROM存储器12、网络接口模块14和显示模块15，所述CPU处理器一8、CPU处理器二9、GPU处理器10、RAM存储器11、ROM存储器12、网络接口模块14和显示模块15分别与电源模块16之间电性连接，且所述CPU处理器一8、CPU处理器二9、GPU处理器10、RAM存储器11、ROM存储器12、网络接口模块14和显示模块15分别与操作系统模块1之间连接，通过操作系统模块1完成相互之间的运行；
其中，所述CPU处理器一8具体为Cortex A8、Cortex A9或Quad-core ARM Cortex-A57内核中央处理器，用于完成装置整体业务处理、区块生成和运行智能合约；
所述CPU处理器二9具体为Cortex A8、Cortex A9或Quad-core ARM Cortex-A57MPCore processor内核中央处理器，用于完成网络传输和数据处理。
所述GPU处理器10具体为NVIDIA Maxwell CUDA cores或NVIDIA Pascal架构CUDA核心处理器，用于完成区块链工作量计算。
所述RAM存储器11用于数据的临时存储，所述ROM存储器12用于系统的启动和维护；
还包括有FLASH存储器13，所述FLASH存储器13与操作系统模块1之间信号连接，用于完成文件的存储。
所述网络接口模块14用于完成光纤接口，所述显示模块15具体为液晶显示屏，用于显示装置状态信息，所述电源模块16用于为装置提供电能供应。
所述操作系统模块1还连接有管理模块2、网络架构模块3、区块链模块4、数据分析模块5、数据接口6和数据库7。
所述操作系统模块1具体为Unix或者Linux操作系统。
所述管理模块2用于对装置单元进行初始化和管理，且其与管理员端信号连接，用于对数据结果进行实时反馈，便于完成管理；
所述网络架构模块3具体为谷歌TensorFlow、Caffe、PyTorch、Caffe2、PaddlePaddle中的任意一个网络框架；
所述区块链模块4用于完成密钥生成、区块链生成、哈希运算、智能合约和工作量证明的工作过程；
所述数据分析模块5用于对数据进行整理及打包，将区块链存储的数据转化成关系数据；
所述数据接口6用于利用Python及Java语言实现提供与外界数据接口、配置智能合约，方便扩展设备；
所述数据库7具体为MySQL数据库、DB2数据库或者Sybase数据库；
基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、选取n个装置单元，并将其中一个的背面与连接有WEB服务器的交换机信号连接，将剩余的环行连接，完成装置单元的安装；
S2、通过网络接口模块14获取数据，并将数据存储到RAM存储器11上；
S3、存储到RAM存储器11上的数据通过CPU处理器二9进行打包，并对数据的完整性进行判断；
S4、将完整的打包数据存储到RAM存储器11上，并通过GPU处理器10对打包数据进行区块数据工作量计算，具体为HASH计算；
S5、将HASH值存储到RAM存储器11上，CPU处理器一8对数据的正确性进行验证，将验证正确的HASH值生成新区块；
S6、将生成的新区快存储到RAM处理器11上，最后存储至Flash存储器13上，完成网络数据安全的监测过程。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置，其特征在于：包括多个装置单元，所述装置单元包括CPU处理器一(8)、CPU处理器二(9)、GPU处理器(10)、RAM存储器(11)、ROM存储器(12)、网络接口模块(14)和显示模块(15)，所述CPU处理器一(8)、CPU处理器二(9)、GPU处理器(10)、RAM存储器(11)、ROM存储器(12)、网络接口模块(14)和显示模块(15)分别与电源模块(16)之间电性连接，且所述CPU处理器一(8)、CPU处理器二(9)、GPU处理器(10)、RAM存储器(11)、ROM存储器(12)、网络接口模块(14)和显示模块(15)分别与操作系统模块(1)之间连接，通过操作系统模块(1)完成相互之间的运行；
所述操作系统模块(1)还连接有管理模块(2)、网络架构模块(3)、区块链模块(4)、数据分析模块(5)、数据接口(6)和数据库(7)。
2.根据权利要求1所述的基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置，其特征在于，所述CPU处理器一(8)具体为Cortex A8、Cortex A9或Quad-core ARM Cortex-A57内核中央处理器，用于完成装置整体业务处理、区块生成和运行智能合约；
所述CPU处理器二(9)具体为Cortex A8、Cortex A9或Quad-core ARM Cortex-A57MPCore processor内核中央处理器，用于完成网络传输和数据处理。
3.根据权利要求1所述的基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置，其特征在于，所述GPU处理器(10)具体为NVIDIA Maxwell CUDA cores或NVIDIA Pascal架构CUDA核心处理器，用于完成区块链工作量计算。
4.根据权利要求1所述的基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置，其特征在于，所述RAM存储器(11)用于数据的临时存储，所述ROM存储器(12)用于系统的启动和维护；
还包括有FLASH存储器(13)，
所述FLASH存储器(13)与操作系统模块(1)之间信号连接，用于完成文件的存储。
5.根据权利要求1所述的基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置，其特征在于，所述网络接口模块(14)用于完成光纤接口，所述显示模块(15)具体为液晶显示屏，用于显示装置状态信息，所述电源模块(16)用于为装置提供电能供应。
6.根据权利要求1所述的基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置，其特征在于，所述操作系统模块(1)具体为Unix或者Linux操作系统。
7.根据权利要求1所述的基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置，其特征在于，所述管理模块(2)用于对装置单元进行初始化和管理，且其与管理员端信号连接；
所述网络架构模块(3)具体为谷歌TensorFlow、Caffe、PyTorch、Caffe2、PaddlePaddle中的任意一个网络框架；
所述数据库(7)具体为MySQL数据库、DB2数据库或者Sybase数据库；
所述数据分析模块(5)用于对数据进行整理及打包，将区块链存储的数据转化成关系数据；
所述数据接口(6)用于利用Python及Java语言实现提供与外界数据接口、配置智能合约，方便扩展设备。
8.根据权利要求1所述的基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置，其特征在于，所述区块链模块(4)用于完成密钥生成、区块链生成、哈希运算、智能合约和工作量证明的工作过程。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的基于区块链技术的网络数据安全监测管理装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、选取n个装置单元，并将其中一个的背面与连接有WEB服务器的交换机信号连接，将剩余的环行连接，完成装置单元的安装；
S2、通过网络接口模块(14)获取数据，并将数据存储到RAM存储器(11)上；
S3、存储到RAM存储器(11)上的数据通过CPU处理器二(9)进行打包，并对数据的完整性进行判断；
S4、将完整的打包数据存储到RAM存储器(11)上，并通过GPU处理器(10)对打包数据进行区块数据工作量计算，具体为HASH计算；
S5、将HASH值存储到RAM存储器(11)上，CPU处理器一(8)对数据的正确性进行验证，将验证正确的HASH值生成新区块；
S6、将生成的新区快存储到RAM处理器(11)上，最后存储至Flash存储器(13)上，完成网络数据安全的监测过程。
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