CN112231763A - 基于区块链技术的配用电系统节能设备节能数据认证方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于区块链技术的配用电系统节能设备节能数据认证方法。本发明的方法包括：节能设备服务器收集配用电系统节能设备节能数据，链下验证节点提取数据特征并进行数据真伪验证，链下验证节点对数据特征进行打包和签名得到数据包，链上认证节点收集并认证上述数据包组建新区块，链上认证节点根据区块链共识机制选择某一区块链节点将区块打包发送上链，链上认证节点与链下验证节点不定时同步更新。本发明技术方案可有效减少区块链系统内数据流通量与存储量，且能够有效确保上链过程中节能数据的真实性，充分发挥能源区块链数据不可篡改的优点。
Description
技术领域
本发明涉及能源区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链技术的配用电系统节能设备节能数据认证方法。
背景技术
随着区块链技术的发展和完善，其在能源领域的应用也不断深入，然而能源领域的数据量庞大，因区块链去中心化、分布式存储的特点，导致能源区块链网络内部数据流通量大、节点消耗大量存储空间。配用电节能系统的节能量计量所需数据采集频率高、体量巨大，若将该类数据直接上传至区块链网络也将面临上述问题，行业内解决该问题的一般方法为采用链下服务器对上链数据进行压缩处理后再上传至区块链，然而该方法因增加了数据传输与处理环节导致数据上链前被篡改风险提升，使得区块链防止数据篡改的优势无法体现。因此数据防伪认证是区块链在配用电系统节能量计量中应用的瓶颈。
发明内容
本发明提供一种基于区块链技术的配用电系统节能设备节能数据认证方法，能够利用链下服务器中部署的链下验证节点对配用电系统节能设备节能量计量数据进行压缩处理并进行验证，同时在数据上链前进行共识认证，该方法既减少数据量确保区块链运行效率，又能够确保数据安全，使得区块链防止数篡改的优势得以实现，突破区块链在配用电系统节能量计量中的应用瓶颈。
本发明提供一种基于区块链技术的配用电系统节能设备节能数据认证方法，包括如下步骤：
S1、节能设备服务器通过智能电表收集配用电系统节能设备于时间段内的电气量数据，计算电气量数据的数据特征并且向所有链下验证节点发出数据验证申请；
S2、链下验证节点获取时间段内所有加入区块链系统的节能设备服务器所提交的符合计量标准的节能设备的电气量数据，提取时间段内的所有节能设备的电气量数据的数据特征并进行验证；
S3、链下验证节点对验证通过的节能设备电气量数据以及数据特征进行打包和签名得到数据包，等待链上认证节点对数据包认证；
S4、链上认证节点将时间段内所有经链下验证节点验证通过的数据包组建新区块，该新区块的内容被链上认证节点认证为真后，链上认证节点根据区块链共识机制选择某一区块链节点将新区块打包发送上链；
S5、链上认证节点与链下验证节点不定时同步更新。
进一步地，步骤S4中新区块内容被链上认证节点认证为真的标准为：
其中，
指节能数据认证通过的链上认证节点个数，
指链上认证节点总数，n为设定链上认证通过节点个数需占总链上认证节点的比例。
进一步地，所述n的值为2/3 。
进一步地，步骤S5所述链上认证节点与链下验证节点更新方法为：链上认证节点依照区块链共识机制不定时投票选举出新一组链上认证节点，链下验证节点随链上认证节点变化同步改变。
本发明提出了一种基于区块链技术的配用电系统节能设备节能数据认证方法，该方法设计了一种区块链节点与链下服务器联动方法，数据上链前需经过链下服务器中部署的链下验证节点验证，在验证前先提取体现节能设备节能量的电气量数据的数据特征以进行数据压缩处理，验证通过后再经链上认证节点进行共识认证，认证结果写入区块链以确保数据上链前的真实性，该方法可有效减少区块链系统内数据流通量与存储量，使得区块链系统高效运行的同时保证节能数据安全真实。
附图说明
图1是本发明的基于区块链技术的配用电系统节能设备节能数据认证方法所对应的物理架构示意图。
图2是本发明的基于区块链技术的配用电系统节能设备节能数据认证方法的流程图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
为方便理解本发明，首先说明本发明所涉及的链下验证、链上认证节点的认证标准和链上认证节点、链下验证节点更新方法的设计思路。考虑到验证节能设备数据的真伪需要传输大量数据，设置链下验证节点负责提取体现节能设备节能量的电气量数据的数据特征以进行数据压缩处理，并对数据特征进行验证，避免了大量数据在链上流动，减少了区块链数据传输、处理和存储的压力。为了保证区块链数据的一致性，设计了链上认证节点认证为真的标准，以判断数据真伪。设计链上认证节点、链下验证节点更新方法，应用POA（Proof-of-authority, 权威证明）共识机制，通过链上节点选举的方式不定时更新链下验证节点和链上认证节点。本发明不仅大大减小了链上数据流动量，而且确保了数据上链前的真实性。
结合图1和图2所示，本发明实施例提供了一种基于区块链技术的配用电系统节能设备节能数据认证方法，其包括如下步骤：
S1：节能设备服务器通过智能电表收集配用电系统节能设备于时间段内的电气量数据，计算电气量数据的数据特征并且向所有链下验证节点发出数据验证申请，其中，链下验证节点部署于链下服务器中，链下服务器是链下验证节点对应的物理设备；
S2：链下验证节点获取时间段内所有加入区块链系统的节能设备服务器所提交的符合计量标准的节能设备电气量数据，提取时间段内的所有节能设备的电气量数据的数据特征并进行验证；
S3：链下验证节点对验证通过的节能设备电气量数据以及数据特征进行打包和签名得到数据包，等待Δt时间内的全部数据包收集完毕后，触发链上认证节点对数据包认证；
S4：链上认证节点将
时间段内所有经链下验证节点验证通过的数据包组建新区块，该新区块的内容被链上认证节点认证为真后，链上认证节点根据区块链共识机制选择某一区块链节点将新区块打包发送上链；
具体的，新区块的内容被链上认证节点认证为真的标准为：
其中，
指节能数据认证通过的链上认证节点个数，
指链上认证节点总数，n为设定链上认证通过节点个数需占总链上认证节点的比例。
S5：链上认证节点与链下验证节点不定时同步更新。
具体的，链上认证节点与链下验证节点更新方法为：链上认证节点依照区块链共识机制不定时投票选举出新一组链上认证节点，链下验证节点随链上认证节点变化同步改变。
本发明实施例选取一家建材公司A作为分析对象，建材公司A的节能设备在每日整点同时向所有链下验证节点发出数据验证申请，并发送节能设备电气量数据和计算的数据特征。为确保电气量数据被完整采集，并减少实时通信给网络带来的数据传输压力，链下验证节点当前验证数据为12小时前各节能设备上传的电气量数据。建材公司A节能设备在5月14日6：00发起一次数据验证申请，被发送的电气量数据和数据特征所属时间段为当日4：00至5：00。节能设备每10分钟检查一次目标时间段是否已完成数据验证申请，没有则发起申请。链下验证节点不断接收电气量数据并进行本地存储，在每日整点验证收到的电气量数据。若在5月14日的16：00开始一次验证，则被验证的电气量数据所属时间段为5月13日16：00至5月14日的4：00。链下验证节点每10分钟检查一次目标时间段是否已完成验证，没有则发起验证。链下验证节点验证包括建材公司A在内的节能设备电气量数据以及数据特征为真后，进行打包和签名得到数据包，将数据包上传给链上认证节点。
本发明实施例中设定区块内容被链上认证节点认证为真的标准为：当链上认证节点总数为100个时，有67个链上认证节点个数认证数据为真，则数据认证通过。即
=100，
=67，n=2/3。链上认证节点将收到的数据包进行打包并组建新区块。该区块内容被链上认证节点认证为真后，链上认证节点在打包数据包并组建区块的时刻，根据区块链POA共识机制选择某一区块链节点将区块打包发送上链。
本发明实施例中链上认证节点与链下验证节点更新方法为：链上认证节点不定时开始投票选举，应用POA共识机制选举出新的链上认证节点，链下验证节点随链上认证节点变化同步改变，实现链上认证节点和链下验证节点的更新。
需要说明的是，上述装置和系统内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器（ROM，Read Only Memory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的一种基于区块链技术的配用电系统节能设备节能数据认证方法，进行了详细介绍，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 (4)
1.一种基于区块链技术的配用电系统节能设备节能数据认证方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、节能设备服务器通过智能电表收集配用电系统节能设备于时间段内的电气量数据，计算电气量数据的数据特征并且向所有链下验证节点发出数据验证申请；
S2、链下验证节点获取时间段内所有加入区块链系统的节能设备服务器所提交的符合计量标准的节能设备的电气量数据，提取时间段内的所有节能设备的电气量数据的数据特征并进行验证；
S3、链下验证节点对验证通过的节能设备的电气量数据以及数据特征进行打包和签名得到数据包，等待链上认证节点对数据包认证；
S4、链上认证节点将时间段内所有经链下验证节点验证通过的数据包组建新区块，该新区块的内容被链上认证节点认证为真后，链上认证节点根据区块链共识机制选择某一区块链节点将新区块打包发送上链；
S5、链上认证节点与链下验证节点不定时同步更新。
2.根据权利要求1所述的基于区块链技术的配用电系统节能设备节能数据认证方法，其特征在于：步骤S4中，新区块内容被链上认证节点认证为真的标准为：
其中，
指节能数据认证通过的链上认证节点个数，
指链上认证节点总数，n为设定链上认证通过节点个数需占总链上认证节点的比例。
3.根据权利要求2所述的基于区块链技术的配用电系统节能设备节能数据认证方法，其特征在于：所述n的值为2/3 。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于区块链技术的配用电系统节能设备节能数据认证方法，其特征在于：步骤S5中，所述链上认证节点与链下验证节点更新方法为：链上认证节点依照区块链共识机制不定时投票选举出新一组链上认证节点，链下验证节点随链上认证节点变化同步改变。
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