CN112651055B - 一种基于PoA改进和智能合约技术的数据共享方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于PoA改进和智能合约技术的数据共享方法，所述方法为数据共享系统创建部署数据交易智能合约，数据共享系统通过改进后的PoA共识算法将数据提供者和数据消费者的身份信息和公私钥对存入区块链中使数据交易双方成为合法用户，数据提供者发送元数据给数据共享系统存入区块链中，数据消费者发送所需数据给数据共享系统中的数据撮合方，数据撮合方将数据消费者所需数据和区块链中的数据进行匹配。本发明解决了认证中心中，中心节点被攻击，全网瘫痪等现象；解决了数据交易中的认证数据安全问题，实现了数据交易的可审计性、可问责性和完整性；实现了认证数据的安全、透明度和可监督性。

Description

一种基于PoA改进和智能合约技术的数据共享方法
技术领域
本发明公开一种基于PoA改进和智能合约技术的数据共享方法，属于联盟区块链PoA共识智能合约技术领域。
背景技术
在基因材料工程中，各参与单位都开展了相应数据库的建设。但是由于各自的研究对象不同、材料体系差异较大、数据完备性各异，各数据库间的难以形成有效的互联以及数据共享，数据孤岛现象仍较为严重。在数据共享带来大量裨益的同时，一系列由虚假数据引发的问题也随之而来，解决信任问题成为了数据共享平台得以实施的前提。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于PoA改进和智能合约技术的数据共享方法，用联盟区块链和智能合约实现分布式数据交易认证系统，使用改进后的PoA共识技术将数据提供者和数据消费者的身份信息写入数据共享系统中区块链内各个节点中，通过数据共享系统中数据撮合方促进数据交易的形成，交易完成后，再次使用改进后的PoA共识技术将数据交易合约写入数据共享系统中区块链内各个节点上；具体包括以下步骤：
（1）首先数据共享系统创建并部署数据交易智能合约，使数据共享系统具有能够执行数据交易智能合约的功能。
（2）数据提供者和数据消费者分别向数据共享系统中发送自己的身份信息，并申请公私钥对（公钥和私钥）；数据共享系统接收到数据提供者和数据消费者的身份信息和申请之后，进行审核。
（3）数据共享系统审核通过后，系统会根据改进后的PoA共识算法将数据提供者和数据消费者的身份信息发送至数据共享系统中区块链的各个节点进行存储，数据共享系统中的所有节点都将承认数据提供者和数据消费者的合法性，成为数据共享系统中的合法用户。
（4）数据提供者将元数据，数据类型，摘要信息，身份信息用私钥打包签名向数据共享系统中数据验证节点发送，数据验证节点根据改进后的PoA共识算法将数据提供者的元数据发送至区块链的各个节点进行存储；数据消费者进入数据共享系统广播自己的数据需求及其ip信息。
（5）数据共享系统中数据撮合方接收数据消费者的数据需求与数据共享系统中已有的数据进行匹配：
（5.1）若数据匹配成功，则用零知识证明方法向数据消费者证明该数据共享系统中存在其所需的数据；数据共享系统执行数据智能合约形成数据交易合约，给数据消费者和数据提供者发送所形成的数据交易合约和账单信息：若数据消费者提交订单并付款，数据提供者和数据消费者用其私钥进行合约签名，数据共享系统中的数据撮合方就将该数据发送至数据消费者，并将交易成功的数据交易合约发送至数据提供者和数据消费者；若数据消费者未提交订单或提交订单未付款，数据撮合方就关闭此次交易，并给数据提供者和数据消费者发送交易失败的信息。
（5.2）若数据匹配失败，数据撮合方给数据消费者返回无其所需数据的结果。
（6）若交易成功，数据共享系统中数据撮合方通过改进后的PoA共识算法将此数据交易合约发送至区块链的各个节点永久保存。
优选的，本发明所述所述数据交易智能合约能够识别出数据提供者和数据消费者双方的身份信息、数据提供者发布元数据的时间、数据消费者申请其所需数据的时间、数据共享系统中的数据撮合方匹配到数据消费者所需数据的时间、发送数据交易订单给数据提供者和数据消费者的时间。
优选的，本发明所述改进后的PoA共识算法中：数据共享系统中区块链的各个节点都经过选择验证者的过程，选择验证者的方法是一致的，并且通过标准（国际上已有的判断PoA验证节点的标准）成为验证者；数据共享系统中的每一笔数据交易合约，以及每一个数据提供者和数据消费者的用户身份及公私钥对都需要经过n（n为当前所有空闲的数据验证者个数，若n≤1时，将验证任务加入区块等待队列中）个数据验证者的验证，才可以存入区块链中。
本发明所述数据交易智能合约是代码和数据的集合；在数据共享系统中，用典型的Solidity等高级语言编写数据交易智能合约，将其编译成字节码上传到数据共享系统中，使得用户能够在彼此之间传递信息。
本发明的有益效果：
（1）本发明所述方法基于PoA改进和智能合约技术可以存储数据提供者和数据消费者之间交易的详细信息，并保证这些信息不被篡改；完整的交易细节可以作为数据提供者和数据消费者之间数据交易纠纷的证据，使数据共享系统能够做出正确的决策。
（2）本发明解决了认证中心中，中心节点被攻击，全网瘫痪等现象；解决了数据交易中的认证数据安全问题，实现了数据交易的可审计性、可问责性和完整性；实现了认证数据的安全、透明度和可监督性。
（3）本发明基于改进后的PoA联盟区块链是由可信任的数据验证节点保护的，可以为本发明的数据共享系统提供实用高效的解决方案，更快的交易速率，并且基于改进后的PoA共识机制的交易验证有助于降低交易成本；数据共享系统不让数据消费者收到其所需的数据，就可以让数据消费者相信数据共享系统中含有其所需的数据。
附图说明
图1基于区块链的数据共享系统配置。
图2数据共享系统工作流程。
图3 基于PoA改进后的联盟区块链数据合约验证流程。
具体实施方式
下面结合具体实施例本发明作进一步的详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
一种基于PoA智能合约技术的数据共享方法，如附图2所示，具体包括以下步骤：
步骤1：数据共享系统创建并且部署符合要求的数据交易智能合约，这样数据共享系统就能够执行数据交易智能合约的功能；所述数据交易智能合约要能够识别出数据提供者和数据消费者双方的身份信息、数据提供者发布元数据的时间、数据消费者申请其所需数据的时间、数据共享系统中数据撮合方匹配到数据消费者所需数据的时间、发送数据交易合约给数据提供者和数据消费者的时间。
步骤2：数据提供者和数据消费者会分别向数据共享系统中验证节点发送自己的身份信息，并申请公私钥对（公钥和私钥）；数据共享系统中验证节点接收到数据提供者和数据消费者的身份信息和申请之后，进行审核。
步骤3：数据共享系统将数据提供者和数据消费者的身份信息和申请审核通过后，数据验证节点会根据改进后的PoA共识算法将数据提供者和数据消费者的身份信息发送至数据共享系统中区块链内各个节点进行存储，数据共享系统中的所有节点都将承认数据提供者和数据消费者的合法性，成为数据共享系统内合法用户。
步骤4：数据提供者将数据类型，摘要信息，元数据，身份信息用私钥打包签名向数据共享系统中数据验证节点发送，数据验证节点根据改进后的PoA共识算法将数据提供者所发信息发送至区块链内各个节点进行存储；数据消费者进入数据共享系统广播自己的数据需求及其ip信息。
步骤5：数据共享系统中数据撮合方接收数据消费者的数据需求与数据共享系统中区块链内已有的数据进行匹配。
步骤5.1：若数据匹配成功，则用零知识证明方法证明该数据共享系统中存在其所需的数据；数据共享系统执行数据智能合约形成数据交易合约，给数据消费者和数据提供者发送所形成的数据交易合约，账单信息。
步骤5.1.1：数据消费者提交订单并付款，数据提供者和数据消费者分别用各自的私钥进行数据合约签名，数据共享系统中数据撮合方就将该数据发送至数据消费者，并将交易成功的数据交易合约发送至数据提供者和数据消费者。
步骤5.1.2：数据消费者未提交订单或提交订单未付款，数据撮合方关闭此次交易，并给数据提供者和数据消费者发送交易失败的信息。
步骤5.2：若数据匹配失败，数据共享系统中数据撮合方给数据消费者返回无其所需数据的结果。
步骤6：若交易成功，数据共享系统中数据撮合方通过改进后的PoA共识算法将此数据交易合约发送至数据共享系统中区块链内各个节点永久保存。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (1)

1.一种基于PoA改进和智能合约技术的数据共享方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）首先数据共享系统创建并部署数据交易智能合约，使数据共享系统具有能够执行数据交易智能合约的功能；
（2）数据提供者和数据消费者分别向数据共享系统中发送自己的身份信息，并申请公钥和私钥；数据共享系统接收到数据提供者和数据消费者的身份信息和申请之后，进行审核；
（3）数据共享系统将数据提供者和数据消费者的身份信息和申请审核通过后，数据验证节点会根据改进后的PoA共识算法将数据提供者和数据消费者的身份信息发送至数据共享系统中区块链的各个节点进行存储，数据共享系统中的所有节点都将承认数据提供者和数据消费者的合法性，成为数据共享系统中的合法用户；
（4）数据提供者将元数据，数据类型，摘要信息，身份信息用私钥打包签名向数据共享系统中数据验证节点发送，数据验证节点根据改进后的PoA共识算法将数据提供者的元数据发送至区块链的各个节点进行存储；数据消费者进入数据共享系统广播自己的数据需求及其ip信息；
（5）数据共享系统中数据撮合方接收数据消费者的数据需求与数据共享系统中已有的数据进行匹配：
若数据匹配成功，则用零知识证明方法向数据消费者证明该数据共享系统中存在其所需的数据；数据共享系统执行数据智能合约形成数据交易合约，给数据消费者和数据提供者发送所形成的数据交易合约和账单信息：
若数据消费者提交订单并付款，数据提供者和数据消费者用其私钥进行合约签名，数据共享系统中的数据撮合方就将该数据发送至数据消费者，并将交易成功的数据交易合约发送至数据提供者和数据消费者；
若数据消费者未提交订单或提交订单未付款，数据撮合方就关闭此次交易，并给数据提供者和数据消费者发送交易失败的信息；
若数据匹配失败，数据撮合方给数据消费者返回无其所需数据的结果；
（6）若交易成功，数据共享系统中数据撮合方通过改进后的PoA共识算法将此数据交易合约发送至区块链的各个节点永久保存；
所述数据交易智能合约能够识别出数据提供者和数据消费者双方的身份信息、数据提供者发布元数据的时间、数据消费者申请其所需数据的时间、数据共享系统中的数据撮合方匹配到数据消费者所需数据的时间、发送数据交易订单给数据提供者和数据消费者的时间；
步骤（3）中改进后的PoA共识算法中：数据共享系统中区块链的各个节点都经过选择验证者的过程，选择验证者的方法是一致的，并且通过标准成为验证者；数据共享系统中的每一笔数据交易合约，以及每一个数据提供者和数据消费者的用户身份及公私钥对都需要经过n个数据验证者的验证，才可以存入区块链中，其中n为当前所有空闲的数据验证者个数，若n≤1时，将验证任务加入区块等待队列中。
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