CN111967988A - 一种基于区块链技术的智能电网数据治理架构 - Google Patents

一种基于区块链技术的智能电网数据治理架构 Download PDF

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李保平
谢超
王辉
尉建兴
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Abstract

一种基于区块链技术的智能电网数据治理架构，架构建设的目的是保障数据完整性、规范性、一致性、准确性和安全性，并提高数据质量，形成数据资产，确保在数据产生过程中，保障数据源头的真实性和可追溯性；在数据交换和流通过程中，确保数据安全并保护隐私。

Description

一种基于区块链技术的智能电网数据治理架构
技术领域
本发明涉及电网数据治理架构，一种基于区块链技术的智能电网数据治理架构。
背景技术
智能电网经过几年的信息化发展，资产管理系统、营销管理系统、人力资源管理系统、财务管理系统、协同办公系统和综合管理系统等已经基本建设完毕，随着系统实用化的深入，数据质量问题越发凸显。
发明内容
本发明是一种基于区块链技术的电网数据治理架构。涉及数据层、网络层、合约层、服务层、业务层和展示层（如图1）。数据层存放着源数据、区块数据、链式结构和链上链下数据；网络层包含P2P网络、传播机制和数据验证机制；合约层有共识机制、分布式身份标识、智能合约和加密算法；服务层主要有数据上链，数据交易、数据隐私和数据存证；业务层主要有有数据标准、数据安全、数据共享和数据更新；表示层是基于区块链技术的电网数据治理架构。
数据层存放着区块链上的数据信息，封装着区块的块链式结构、非对称加密技术、哈希算法等技术手段，来保证数据安全性问题。
网络层有P2P网络、传播机制和数据验证机制三个功能。在区块链网络上，节点之间共同维护区块链系统，如果一个节点有新的区块，以广播的形式通知其它节点，其它节点收到信息后通过调用智能合约对该区块进行验证，接着在该区块的基础上去形成新的区块，节点采用共识机制来维持数据的一致性，利用密码学中的非对称加密和哈希算法，达到分布式数据库的不可篡改和可追溯的目的。
合约层的共识机制根据既定规则可以多个节点对交易的次序、是否合法及账本更新做出判断；区块链的分布式账本（区块链结构和多个数据库结构）可以保障数据安全和共享；智能合约保障微服务接口与账本进行数据交互；非对称加密算法为用户生成账户地址和数字签名等。
服务层是架构的关键层，包含数据上链、数据交易、数据隐私和数据存证。数据上链指数据通过共识机制打包成新的区块，并且链接到上面相邻的区块，成为链上无法篡改的数据；数据交易是指调用智能合约对账本的操作，如增加、删除和修改等操作，进而导致账本状态的变化。数据存证是指从数据生命周期开始，把数据存到区块链上，达到防篡改和可追溯的目的；引入非对称加密算法实现数据隐私，为用户生成账户地址和数字签名等
业务层有数据标准、数据安全、数据共享和数据更新等业务功能。
电力行业用户集通过接口调用智能合约写入行业标准库，业标准库读取智能合约（如图2）返回用户，实现了电力行业的业务标准库的共享。
本架构的权限管理（如图3）分为三个角色，网络管理员负责链码管理、节点管理和通道管理；数据管理员负责数据交易、数据存证和数据分析；超级管理员负责账户管理、权限管理和积分管理。权限管理模块对积分信息进行管理，电力行业数据标准库规则通过积分的奖惩行为来实现，如用户上传数据，通过调用智能合约验证判定备选数据的质量，并根据上传数据的质量进行积分奖惩。
数据更新流程（如图4）如下：用户进行数据标准申请时，将按照电力行业数据标准规范上传数据并对数据进行格式转换，并通过调用智能合约的验证算法，判断是电力行业数据标准库链上有重复的数据，是否同义、是否完整和是否不合法等，如果检验通过，记录在区块上，将“合法”的数据写入电子标准库链中。反之则丢弃该数据。
数据展示层是基于区块链技术的数据治理架构，涉及数据质量管理、数据展示以及区块链后台管理等。
区块链技术具有数据去中心化存储、分布式部署、安全防篡改和可追溯等特点，基于区块链技术的电网数据治理架构建设的目的是保障数据完整性、规范性、一致性、准确性和安全性，并提高数据质量，形成数据资产。确保在数据产生过程中，保障数据源头的真实性和可追溯性；在数据交换和流通过程中，确保数据安全并保护隐私。
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它的附图。
图1为本发明基于区块链的数据治理架构图；
图2为本发明数据共享流程图；
图3为本发明系统角色架构图；
图4为本发明数据更新流程图。
具体实施方式
以下通过具体的实施案例以及附图说明对本发明作进一步详细的描述，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。若无特殊说明，本发明的所有原料和试剂均为常规市场的原料、试剂。
本发明是一种基于区块链技术的电网数据治理架构。涉及数据层、网络层、合约层、服务层、业务层和展示层（如图1）。数据层存放着源数据、区块数据、链式结构和链上链下数据；网络层包含P2P网络、传播机制和数据验证机制；合约层有共识机制、分布式身份标识、智能合约和加密算法；服务层主要有数据上链，数据交易、数据隐私和数据存证；业务层主要有有数据标准、数据安全、数据共享和数据更新；表示层是基于区块链技术的电网数据治理架构。
数据层存放着区块链上的数据信息，封装着区块的块链式结构、非对称加密技术、哈希算法等技术手段，来保证数据安全性问题。
网络层有P2P网络、传播机制和数据验证机制三个功能。在区块链网络上，节点之间共同维护区块链系统，如果一个节点有新的区块，以广播的形式通知其它节点，其它节点收到信息后通过调用智能合约对该区块进行验证，接着在该区块的基础上去形成新的区块，节点采用共识机制来维持数据的一致性，利用密码学中的非对称加密和哈希算法，达到分布式数据库的不可篡改和可追溯的目的。
合约层的共识机制根据既定规则可以多个节点对交易的次序、是否合法及账本更新做出判断；区块链的分布式账本（区块链结构和多个数据库结构）可以保障数据安全和共享；智能合约保障微服务接口与账本进行数据交互；非对称加密算法为用户生成账户地址和数字签名等。
服务层是架构的关键层，包含数据上链、数据交易、数据隐私和数据存证。数据上链指数据通过共识机制打包成新的区块，并且链接到上面相邻的区块，成为链上无法篡改的数据；数据交易是指调用智能合约对账本的操作，如增加、删除和修改等操作，进而导致账本状态的变化。数据存证是指从数据生命周期开始，把数据存到区块链上，达到防篡改和可追溯的目的；引入非对称加密算法实现数据隐私，为用户生成账户地址和数字签名等
业务层有数据标准、数据安全、数据共享和数据更新等业务功能。
电力行业用户集通过接口调用智能合约写入行业标准库，业标准库读取智能合约（如图2）返回用户，实现了电力行业的业务标准库的共享。
本架构的权限管理（如图3）分为三个角色，网络管理员负责链码管理、节点管理和通道管理；数据管理员负责数据交易、数据存证和数据分析；超级管理员负责账户管理、权限管理和积分管理。权限管理模块对积分信息进行管理，电力行业数据标准库规则通过积分的奖惩行为来实现，如用户上传数据，通过调用智能合约验证判定备选数据的质量，并根据上传数据的质量进行积分奖惩。
数据更新流程（如图4）如下：用户进行数据标准申请时，将按照电力行业数据标准规范上传数据并对数据进行格式转换，并通过调用智能合约的验证算法，判断是电力行业数据标准库链上有重复的数据，是否同义、是否完整和是否不合法等，如果检验通过，记录在区块上，将“合法”的数据写入电子标准库链中。反之则丢弃该数据。
数据展示层是基于区块链技术的数据治理架构，涉及数据质量管理、数据展示以及区块链后台管理等。
区块链技术具有数据去中心化存储、分布式部署、安全防篡改和可追溯等特点，基于区块链技术的电网数据治理架构建设的目的是保障数据完整性、规范性、一致性、准确性和安全性，并提高数据质量，形成数据资产。确保在数据产生过程中，保障数据源头的真实性和可追溯性；在数据交换和流通过程中，确保数据安全并保护隐私。

Claims (5)

1.一种基于区块链技术的智能电网数据治理架构，其特征在于，架构建设的目的是保障数据完整性、规范性、一致性、准确性和安全性，并提高数据质量，形成数据资产，确保在数据产生过程中，保障数据源头的真实性和可追溯性；在数据交换和流通过程中，确保数据安全并保护隐私。
2.根据权利要求1所述的电网数据治理架构，其特征在于：本发明是一种基于区块链技术的电网数据治理架构，涉及数据层、网络层、合约层、服务层、业务层和展示层。
3.根据权利要求1所述的电网数据治理架构，其特征在于：数据治理主要包括数据标准化、数据共享、数据安全和数据更新等方面，通过协同治理，达到提高数据质量和形成数据资产的治理目标。
4.根据权利要求1所述的电网数据治理架构，其特征在于：架构统一了数据标准的规则和数据查询接口，实时数据共享和数据可追溯，实现数据标准互联、互通、互信。
5.根据权利要求1所述的电网数据治理架构，其特征在于：架构利用区块链式数据结构来校验和存储数据；利用分布式共识机制来生成和更新数据；利用非对称密码学的方式确保数据传输安全和数据访问安全；利用自动化脚本代码组成的智能合约对数据进行操作。
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