CN112686783A

CN112686783A - 学分银行区块链安全保护方法、装置及存储介质

Info

Publication number: CN112686783A
Application number: CN202011555325.8A
Authority: CN
Inventors: 徐坚; 李建勇; 陶文香; 金羽生; 阮振宇; 贺炫嘉
Original assignee: ZHEJIANG RADIO AND TV UNIVERSITY
Current assignee: ZHEJIANG RADIO AND TV UNIVERSITY
Priority date: 2020-12-24
Filing date: 2020-12-24
Publication date: 2021-04-20

Abstract

本发明公开了一种学分银行区块链安全保护方法，包括：在生成学分银行的数据区块子链时根据第一密钥生成条件生成第一密钥；根据预设的时间阈值触发学分银行的链接区块子链使用所述第一密钥访问对应的数据区块子链，并提取所述数据区块子链的第一数据；根据第二密钥生成条件生成第二密钥和第三密钥；使用所述第二密钥和第一数据生成所述链接区块子链的区块。此外，本发明还提供学分银行区块链安全保护装置及存储介质。本发明提供的技术方案，将分散的学生数据利用区块链技术存储形成学分银行，增加了数据的可信度和防篡改能力；同时增加了区块链的灵活性、可扩展性和访问安全性。

Description

学分银行区块链安全保护方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及学分银行区块链安全保护技术领域，尤其涉及一种学分银行区块链安全保护方法、装置及存储介质。

背景技术

现有的学生数据均分散记录在学校的不同部门，如学生成绩在教务部，学生的社会实践记录在学校的社会实践中心，当学生去了另一所学校或毕业后参加工作，学生的数据便会中断。同时，学生在教育行政部门、学校、企业以及学生与学生、教师、雇主等之间的关系和链接均为断开和缺乏的，不利于对学生全面的评估以及实现针对学生的认证、教育与培养计划。同时，学生数据分散记录在不同部门，容易发生如篡改、丢失的风险。

发明内容

本发明提供一种学分银行区块链安全保护方法、装置及存储介质，旨在解决现有技术中的学生数据分散、缺乏管理以及安全保护的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种学分银行区块链安全保护方法，所述学分银行区块链安全保护方法包括：

在生成学分银行的数据区块子链时根据第一密钥生成条件生成第一密钥；

根据预设的时间阈值触发学分银行的链接区块子链使用所述第一密钥访问对应的数据区块子链，并提取所述数据区块子链的第一数据；

根据第二密钥生成条件生成第二密钥和第三密钥；

使用所述第二密钥和第一数据生成所述链接区块子链的区块。

进一步地，当需要对所述数据区块子链访问时，使用所述第三密钥访问所述链接区块子链读取对应的所述数据区块子链的第一密钥，并使用所述第一密钥访问所述数据区块子链并提取第二数据。

进一步地，所述数据区块子链限制使用所述第一密钥的非所述链接区块子链的访问。

进一步地，所述第一密钥生成条件包括数据区块链数据和/或预设密码元素。

进一步地，所述第二密钥条件包括第一密钥、第一数据和预设密码元素中的任意一种或多种。

进一步地，所述预设密码元素包括用户自定义的密码串、生物特征、硬件密码串和指定数据串的任意一种或多种。

进一步地，所述学分银行的数据区块子链包括学生基础信息区块子链、学生学习信息区块子链、学生社会实践信息区块子链、学生健康信息区块子链和学生毕业后信息区块子链中的一个或多个。

进一步地，所述时间阈值为预设的时间段，所述链接区块子链根据所述时间阈值提取在指定的时间阈值内生成的数据区块子链的区块数据并生成对应的链接区块子链区块。

同时，本发明还提供一种学分银行区块链安全保护装置，包括分布式存储和处理器，所述分布式存储上存储有可在所述处理器运行的学分银行区块链安全保护程序，所述学分银行区块链安全保护程序被所述处理器执行时实现如上所述的学分银行区块链安全保护方法的步骤；所述分布式存储为区块链区块存储。

此外，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有学分银行区块链安全保护程序，所述学分银行区块链安全保护程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的学分银行区块链安全保护方法的步骤。

与现有技术相比，本发明提供的基于区块链技术的学分银行管理系统及方法，其收益在于：

第一，将分散的学生数据利用区块链技术存储形成学分银行，增加了数据的可信度和防篡改能力；

第二，利用链接区块子链和学生数据的区块子链结构增加了区块链的灵活性和可扩展性；

第三，通过加密算法实现访问的安全性，确保区块链的安全稳定和数据安全性。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的学分银行区块链安全保护方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的学分银行区块链安全保护方法的区块链的生成示意图；

图3为本发明一实施例提供的学分银行区块链安全保护方法的区块子链的结构示意图；

图4为图3中链接区块子链X与学生基础信息区块子链A的区块生成关系示意图；

图5为本发明一实施例提供的学分银行区块链安全保护装置内部结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的学分银行区块链安全保护装置中的学分银行区块链安全保护程序模块示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。

请参阅图1，本发明一实施例提供一种学分银行区块链安全保护方法，所述学分银行区块链安全保护方法包括：

步骤S10：在生成学分银行的数据区块子链时根据第一密钥生成条件生成第一密钥；

步骤S20：根据预设的时间阈值触发学分银行的链接区块子链使用所述第一密钥访问对应的数据区块子链，并提取所述数据区块子链的第一数据；

步骤S30：根据第二密钥生成条件生成第二密钥和第三密钥；

步骤S40：使用所述第二密钥和第一数据生成所述链接区块子链的区块。

请结合参阅图1、图2、图3和图4，具体在本发明一实施例中，所述学分银行区块链的数据区块子链生成依次经过了数据采集模块11、事务处理模块12、区块验证模块13和区块生成模块14；所述数据采集模块11根据采集到的学生数据进行分类并分别由对应的事务处理模块12进行处理，经所述事务处理模块12处理的事务经所述区块验证模块13和区块生成模块14生成对应区块链区块。具体地，所述数据采集模块11包括学生基础信息采集、学生学习信息采集、学生社会实践信息采集、学生健康信息采集和学生毕业后信息采集中的一个或多个，对应地，学生数据根据其分布的位置和管理的人员或部门不同，进行相应的数据收集，学生数据包括学生基础信息、学生学习信息、学生社会实践信息、学生健康信息和学生毕业后信息中的一个或多个；相应地，学生基础信息由学校的学籍管理部门进行数据采集，学生学习信息由学校的教务部门进行数据采集，学生社会实践信息由学校的社会实践中心进行数据采集，学生健康信息由学校的医务部门进行数据采集，学生毕业后信息由学校的毕业生管理中心、企业或校友会进行数据采集。具体实施时，在不同的部门设置对应的数据区块子链节点，所述数据区块子链节点包括学校学籍管理节点、学校教务节点、学校社会实践节点、学校医务节点和学校毕业节点，所述数据区块子链节点根据具体的实施进行扩展，例如多所学校或多个机构，实现跨区域跨机构的分布式节点设置。具体在数据采集时，通过对接已有的系统或数据中心进行采集，并进行数据预处理，例如数据格式标准化、数据校验、数据评估、数据过滤等，提取数据并进行标准化处理后，交由事务处理模块12进行事务处理。所述事务处理模块12对学生数据进行处理后生成事务数据，并在对应的经所述区块验证模块13和区块生成模块14生成对应的数据区块子链区块。

所述数据区块子链包括学生基础信息区块子链A、学生学习信息区块子链B、学生社会实践信息区块子链C、学生健康信息区块子链D和学生毕业后信息区块子链E中的一个或多个。所述学生基础信息区块子链A由学校学籍管理节点维护；所述学生学习信息区块子链B由学校教务节点维护；所述学生社会实践信息区块子链C由学校社会实践节点维护；所述学生健康信息区块子链D由学校医务节点维护，所述学生毕业后信息区块子链E由学校毕业节点维护。所述学分银行的区块链还包括链接区块子链X，所述链接区块子链X包括学生编号、区块子链编号、区块子链密钥和区块子链签名中的一个或多个。

具体地，子链A的区块头10包括本区块哈希、上区块哈希、区块根哈希和时间戳，在子链A的区块n生成时，根据第一密钥生成条件生成第一密钥，所述第一密钥生成条件包括数据区块链数据和/或预设密码元素，其中，所述预设密码元素包括用户自定义的密码串、生物特征、硬件密码串和指定数据串的任意一种或多种。具体在本发明一实施例中，使用RSA加密算法先生成第一私钥，再根据第一私钥生成第一公钥，所述第一密钥为生成的第一公钥，并将第一密钥发送给链接区块子链X的节点，子链X节点根据第一密钥访问子链A并提取第一数据，所述第一数据包括学生编号、区块子链编号、区块子链密钥和区块子链签名中的一个或多个；学生编号为学生数据中唯一的标识代码；并根据第二密钥生成条件生成第二密钥和第三密钥；所述第二密钥条件包括第一密钥、第一数据和预设密码元素中的任意一种或多种。具体在本发明一实施例中，根据所述第一密钥和第一数据使用RSA加密算法生成第二私钥和第二公钥，其中第二私钥为第二密钥，根据第二密钥和第一数据生成链接区块子链区块并进行广播验证，生成子链X的区块n’。所述子链X的区块n’的区块头20包括了本区块哈希Xn’、子链A根哈希A、子链A区块哈希An、上区块哈希Xn-1’和根哈希X，在子链X的区块n’的事务数据中存储了第一数据和子链X的第一密钥，当子链A的区块内容发生改变、或者通过子链X提取子链A的区块信息时，通过第一密钥访问子链A提取数据。同样的，当子链A生成子链区块(n+1)时，同样的，通过第一密钥提取相应的第一数据并生成子链X的区块(n+1)’。第二公钥为第三密钥，使用第三密钥实现对子链X的访问。

当需要对所述数据区块子链访问时，使用所述第三密钥访问所述链接区块子链读取对应的所述数据区块子链的第一密钥，并使用所述第一密钥访问所述数据区块子链并提取第二数据；同时，为了保证对数据区块子链的访问安全，所述数据区块子链限制使用所述第一密钥的非所述链接区块子链的访问，这样极大地增加了对学分银行区块链的安全性。

具体在实现学分银行区块链安全保护方法时，通过数据采集模块采集学生数据，并根据数据采集模块的执行节点和具体的学生数据进行分类，将分类后的学生数据由对应的事务处理模块处理；经所述事务处理模块处理的事务进行广播验证；生成对应数据区块子链的区块；具体地，由学生基础信息区块子链A、学生学习信息区块子链B、学生社会实践信息区块子链C、学生健康信息区块子链D和学生毕业后信息区块子链E分别根据属于自己的事务处理模块、区块验证模块和区块生成模块生成数据区块子链区块，在每生成任意数据区块子链的区块时，根据预设的时间阈值触发生成链接区块子链X的相应区块。当生成链接区块子链X时，设置时间阈值，所述时间阈值指定在某一段时间内的数据区块子链生成的区块，时间阈值可以根据实际需要调整，例如初期时设置时间阈值为5分钟，区块链成长后时间阈值可调整为1天或更长时间，链接区块子链X根据所述时间阈值提取在指定的时间阈值内生成的数据区块子链区块的数据生成对应的链接区块子链区块。在访问时，通过链接区块子链X的第三密钥首先访问链接区块子链X，再根据链接区块子链X中存储的第一密钥分别访问对应的其他数据区块子链，提取对应的数据。

此外，本发明还提供一种学分银行区块链安全保护装置。

请参阅图5，是本发明实施例提供的一种区块链的学分银行生成装置的内部结构示意图，所述学分银行区块链安全保护装置至少包括分布式存储11和处理器12。

其中，分布式存储11为区块链区块存储，分布式存储11用于存储学分区块链的区块数据以及学分银行区块链安全保护程序，可以是分布在网络上任意区块链节点设备的存储区块。

处理器12在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，或者其他用于运行分布式存储11中存储的程序代码或处理数据的任何计算装置，所述运行的程序代码可以是执行学分银行区块链安全保护程序等。

可选地，该学分银行区块链安全保护装置还可以包括用户接口，用户接口可以包括显示器(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选的用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在学分银行区块链安全保护装置中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。

图5仅示出了具有组件11-12以及学分银行区块链安全保护程序的学分银行区块链安全保护装置，本领域技术人员可以理解的是，图5示出的结构并不构成对学分银行区块链安全保护装置的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，或者是计算机网络中的一组或多台计算机设备或云计算设备。

在图5所示的学分银行区块链安全保护装置实施例中，分布式存储11中存储有学分银行区块链安全保护程序；处理器12执行分布式存储11中存储的学分银行区块链安全保护程序时实现如下步骤：

步骤S30：根据第二密钥生成条件生成第二密钥和第三密钥；

参照图6所示，为本发明学分银行区块链安全保护装置一实施例中的学分银行区块链安全保护程序的程序模块示意图，该实施例中，学分银行区块链安全保护程序可以被分割为第一生成模块10、第二生成模块20、密钥模块30和访问模块40，示例性地：

第一生成模块10，用于执行生成数据区块子链的任务；

第二生成模块20，用于执行生成链接区块子链的任务；

密钥模块30，用于执行使用密钥生成和加密的任务；

访问模块40，用于执行对数据区块子链访问的任务。

上述第一生成模块10、第二生成模块20、密钥模块30和访问模块40等程序模块被执行时所实现的功能或操作步骤与上述实施例大体相同，在此不再赘述。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有学分银行区块链安全保护程序，所述学分银行区块链安全保护程序可被一个或多个处理器执行，以实现如下操作：

步骤S30：根据第二密钥生成条件生成第二密钥和第三密钥；

本发明的存储介质具体实施方式与上述学分银行区块链安全保护方法和装置各实施例基本相同，在此不作累述。

需要说明的是，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。并且本文中的术语“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、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，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、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用计算机网络硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得计算机网络的终端设备(可以是无人机、手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种学分银行区块链安全保护方法，其特征在于，包括：

根据第二密钥生成条件生成第二密钥和第三密钥；

2.根据权利要求1所述的学分银行区块链安全保护方法，其特征在于，当需要对所述数据区块子链访问时，使用所述第三密钥访问所述链接区块子链读取对应的所述数据区块子链的第一密钥，并使用所述第一密钥访问所述数据区块子链并提取第二数据。

3.根据权利要求2所述的学分银行区块链安全保护方法，其特征在于，所述数据区块子链限制使用所述第一密钥的非所述链接区块子链的访问。

4.根据权利要求1所述的学分银行区块链安全保护方法，其特征在于，所述第一密钥生成条件包括数据区块链数据和/或预设密码元素。

5.根据权利要求1所述的学分银行区块链安全保护方法，其特征在于，所述第二密钥条件包括第一密钥、第一数据和预设密码元素中的任意一种或多种。

6.根据权利要求4或5所述的学分银行区块链安全保护方法，其特征在于，所述预设密码元素包括用户自定义的密码串、生物特征、硬件密码串和指定数据串的任意一种或多种。

7.根据权利要求1所述的学分银行区块链安全保护方法，其特征在于，所述学分银行的数据区块子链包括学生基础信息区块子链、学生学习信息区块子链、学生社会实践信息区块子链、学生健康信息区块子链和学生毕业后信息区块子链中的一个或多个。

8.根据权利要求1所述的学分银行区块链安全保护方法，其特征在于，所述时间阈值为预设的时间段，所述链接区块子链根据所述时间阈值提取在指定的时间阈值内生成的数据区块子链的区块数据并生成对应的链接区块子链区块。

9.一种学分银行区块链安全保护装置，其特征在于，包括分布式存储和处理器，所述分布式存储上存储有可在所述处理器运行的学分银行区块链安全保护程序，所述学分银行区块链安全保护程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的学分银行区块链安全保护方法的步骤；所述分布式存储为区块链区块存储。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有学分银行区块链安全保护程序，所述学分银行区块链安全保护程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至8中任一项所述的学分银行区块链安全保护方法的步骤。