CN113079162B - 一种基于区块链的分布式存储网络及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链的分布式存储网络及其实现方法，该分布式存储网络包括身份认证层、隐私加密层以及存储分析层，身份认证层包括实名认证单元和数据上传单元，实名认证单元用于根据设置的认证条件对节点进行实名认证，并将通过实名认证的节点作为上传节点，数据上传单元用于通过上传节点向分布式存储网络中上传数据；隐私加密层用于对上传数据中的隐私数据进行加密计算；存储分析层包括存储分类单元和区块链存储单元，存储分类单元用于根据上传数据类型，采用不同存储方案分配节点存储加密数据，区块链存储单元用于存储接收到的加密数据的相关信息。本发明可以实现数据的私密存储，进一步保证分布式存储网络的安全性。

Description

一种基于区块链的分布式存储网络及其实现方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，特别是涉及一种基于区块链的分布式存储网络及其实现方法。
背景技术
现有技术中，数据存储有中心化存储方案和去中心化存储方案两种。区块链是一种去中心化的存储和计算技术，其通过将加密数据块按照时间顺序叠加而生成的持久的不可修改的记录，并且将计入存储在区块链网络的各个节点中，使得以去中心化的方式集体维护一个可靠数据库。每个数据块中包含了一定时间内的系统数据，并且生成数据指纹用于验证其信息的有效性和链接下一个数据库块。因此，区块链在数据防篡改、透明性以及去中心化方面具有技术优势。
但是，随着互联网的发展，数据的中心化带来泄露风险。服务提供商们在为用户提供各类方便的服务的同时，他们存储了大量的用户隐私数据。这也意味着一旦数据中心产生大规模数据泄漏，这将是一场数字核爆。如果个人隐私数据被应用时极容易泄露，且个人不知情，被别有用心的人和组织做一些不好的事情，政府、企事业、个人数据多以明文存储，安全保护严重不足，一旦泄漏，造成不可挽回的损失，数据发出后不可控，政府、企事业、个人不便或没有动力分享数据，造成无法充分协作的问题。针对上述情况，提供一种更加安全可靠的区块链的分布式存储网络具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于区块链的分布式存储网络及其实现方法，基于区块链技术，使互不可信的多方在区块链的调度下，实现数据的私密存储，进一步保证网络运行的安全性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于区块链的分布式存储网络，包括：身份认证层、隐私加密层以及存储分析层，所述身份认证层包括实名认证单元和数据上传单元，所述实名认证单元用于根据设置的认证条件对节点进行实名认证，并将通过实名认证的节点作为上传节点，所述数据上传单元用于通过所述上传节点向所述分布式存储网络中上传数据；所述隐私加密层用于对上传数据中的隐私数据进行加密计算，并将加密数据传输至所述存储分析层；所述存储分析层包括存储分类单元和区块链存储单元，所述存储分类单元用于根据上传数据类型，采用不同存储方案分配节点存储加密数据，并生成相应信息发送至区块链存储单元，所述区块链存储单元用于存储接收到的加密数据的相关信息。
进一步的，所述隐私加密层包括加密单元、加密分片单元、共识引擎，所述加密单元用于通过用户的公钥对隐私数据进行加密处理，得到加密数据；所述加密分片单元用于对加密数据进行分片处理；所述共识引擎是协调各个上传节点之间及上传节点内部单元的集中收发器。
进一步的，所述隐私加密层还包括数据持久单元和同态计算单元，所述数据持久单元用于隐私数据持久化处理，所述同态计算单元用于隐私数据的计算。
进一步的，所述存储分析层还包括索引定位单元，所述索引定位单元用于生成针对加密数据的哈希值和所述哈希值的索引，并将所述哈希值记录在所述分布式存储网络中，所述索引用于向用户提供后续查询路径。
进一步的，所述区块链存储单元为云存储器，所述云存储器通过多个网络磁盘空间搭建。
本发明还提供了一种基于区块链的分布式存储网络的实现方法，应用于上述的基于区块链的分布式存储网络，包括以下步骤：
S1，根据设置的认证条件对节点进行实名认证，并将通过实名认证的节点作为上传节点；
S2，用户通过所述上传节点向所述分布式存储网络中上传数据；
S3，对上传数据中的隐私数据进行加密计算，并将加密后的隐私数据传输至所述存储分析层；
S4，根据上传数据类型，采用不同存储方案分配节点存储加密数据，并生成相应信息发送至区块链存储单元；
S5，区块链存储单元存储接收到的隐私数据的相关信息。
进一步的，所述步骤S3，对上传数据中的隐私数据进行加密计算，具体包括：
通过用户的公钥对隐私数据进行加密处理，得到加密数据；
对加密数据进行分片处理。
进一步的，所述方法还包括：
生成针对加密数据的哈希值和所述哈希值的索引，并将所述哈希值记录在所述分布式存储网络中；
用户通过所述索引进行后续查询。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的基于区块链的分布式存储网络及其实现方法，能够对上传节点进行实名认证，加强了对分布式网络的监控；并且，隐私加密层能够对上传数据中的隐私数据进行加密计算，让加入分布式网络的隐私数据得到保护，隐私计算通过隐私读取把隐私存储的解密数据分片(密文)载入到同态计算单元执行私密计算得到私密计算分片结果；存储分析层将哈希值记录在区块链网络中并且将文件存储在分布式网络中，其中文件在分布式网络中基于哈希值被定位，方便用户后续查询。
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他的附图。
图1为本发明基于区块链的分布式存储网络的结构示意图；
图2为本发明基于区块链的分布式存储网络的实现方法的流程图；
附图标记说明：1、身份认证层；101、实名认证单元；102、数据上传单元；2、隐私加密层；201、加密单元；202、加密分片单元；203、同态计算单元；3、存储分析层；301、存储分类单元；302、区块链存储单元；303、索引定位单元。
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。
本发明的目的是提供一种基于区块链的分布式存储网络及其实现方法，基于区块链技术，使互不可信的多方在区块链的调度下，实现数据的私密存储，进一步保证网络运行的安全性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明实施例提供的基于区块链的分布式存储网络，包括身份认证层1、隐私加密层2以及存储分析层3，所述身份认证层1包括实名认证单元101和数据上传单元102，所述实名认证单元101用于根据设置的认证条件对节点进行实名认证，并将通过实名认证的节点作为上传节点，所述数据上传单元102用于通过所述上传节点向所述分布式存储网络中上传数据；所述隐私加密层2用于对上传数据中的隐私数据进行加密计算，并将加密数据传输至所述存储分析层；所述存储分析层3包括存储分类单元301和区块链存储单元302，所述存储分类单元301用于根据上传数据类型，采用不同存储方案分配节点存储加密数据，并生成相应信息发送至区块链存储单元，所述区块链存储单元302用于存储接收到的加密数据的相关信息。
所述隐私加密层2包括加密单元201、加密分片单元202、共识引擎203，所述加密单元201用于通过用户的公钥对隐私数据进行加密处理，得到加密数据；所述加密分片单元202用于对加密数据进行分片处理；所述共识引擎203是协调各个上传节点之间及上传节点内部单元的集中收发器。
所述隐私加密层2还包括数据持久单元和同态计算单元203，所述数据持久单元用于隐私数据持久化处理，所述同态计算单元203用于隐私数据的计算。
所述存储分析层3还包括索引定位单元303，所述索引定位单元303用于生成针对加密数据的哈希值和所述哈希值的索引，并将所述哈希值记录在所述分布式存储网络中，所述索引用于向用户提供后续查询路径。
所述区块链存储单元302为云存储器，所述云存储器通过多个网络磁盘空间搭建。
如图2所示，本发明还提供了一种基于区块链的分布式存储网络的实现方法，应用于上述的基于区块链的分布式存储网络，包括以下步骤：
S1，根据设置的认证条件对节点进行实名认证，并将通过实名认证的节点作为上传节点；
S2，用户通过所述上传节点向所述分布式存储网络中上传数据；
S3，对上传数据中的隐私数据进行加密计算，并将加密后的隐私数据传输至所述存储分析层；
S4，根据上传数据类型，采用不同存储方案分配节点存储加密数据，并生成相应信息发送至区块链存储单元；
S5，区块链存储单元存储接收到的隐私数据的相关信息。
其中，所述步骤S3，对上传数据中的隐私数据进行加密计算，具体包括：通过用户的公钥对隐私数据进行加密处理，得到加密数据；其中，申请隐私计算，上传节点将要计算的数据、公钥和隐私计算函数发给加密计算节点的网关；共识引擎执行隐私读取，把隐私计算函数部署到同态计算单元，方便对隐私数据进行计算；
对加密数据进行分片处理。
此外，所述方法还包括：
生成针对加密数据的哈希值和所述哈希值的索引，并将所述哈希值记录在所述分布式存储网络中；
用户通过所述索引进行后续查询。
本发明提供的基于区块链的分布式存储网络及其实现方法，能够对上传节点进行实名认证，加强了对分布式网络的监控；并且，隐私加密层能够对上传数据中的隐私数据进行加密计算，让加入分布式网络的隐私数据得到保护，隐私计算通过隐私读取把隐私存储的解密数据分片(密文)载入到同态计算单元执行私密计算得到私密计算分片结果；存储分析层将哈希值记录在区块链网络中并且将文件存储在分布式网络中，其中文件在分布式网络中基于哈希值被定位，方便用户后续查询。
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 (3)

1.一种基于区块链的分布式存储网络，其特征在于，包括：身份认证层、隐私加密层以及存储分析层，所述身份认证层包括实名认证单元和数据上传单元，所述实名认证单元用于根据设置的认证条件对节点进行实名认证，并将通过实名认证的节点作为上传节点，所述数据上传单元用于通过所述上传节点向所述分布式存储网络中上传数据；所述隐私加密层用于对上传数据中的隐私数据进行加密计算，并将加密数据传输至所述存储分析层；所述存储分析层包括存储分类单元和区块链存储单元，所述存储分类单元用于根据上传数据类型，采用不同存储方案分配节点存储加密数据，并生成相应信息发送至区块链存储单元，所述区块链存储单元用于存储接收到的加密数据的相关信息；
所述隐私加密层包括加密单元、加密分片单元、共识引擎，所述加密单元用于通过用户的公钥对隐私数据进行加密处理，得到加密数据；所述加密分片单元用于对加密数据进行分片处理；所述共识引擎是协调各个上传节点之间及上传节点内部单元的集中收发器；
所述隐私加密层还包括数据持久单元和同态计算单元，所述数据持久单元用于隐私数据持久化处理，所述同态计算单元用于隐私数据的计算；
隐私加密层对上传数据中的隐私数据进行加密计算，并把存储的密文分片载入到同态计算单元执行私密计算得到私密计算分片结果；
所述存储分析层还包括索引定位单元，所述索引定位单元用于生成针对加密数据的哈希值和所述哈希值的索引，并将所述哈希值记录在所述分布式存储网络中，所述索引用于向用户提供后续查询路径。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的分布式存储网络，其特征在于，所述区块链存储单元为云存储器，所述云存储器通过多个网络磁盘空间搭建。
3.一种基于区块链的分布式存储网络的实现方法，其特征在于，应用于权利要求1-2任一所述的基于区块链的分布式存储网络，包括以下步骤：
S1，根据设置的认证条件对节点进行实名认证，并将通过实名认证的节点作为上传节点；
S2，用户通过所述上传节点向所述分布式存储网络中上传数据；
S3，对上传数据中的隐私数据进行加密计算，并将加密后的隐私数据传输至所述存储分析层；
S4，根据上传数据类型，采用不同存储方案分配节点存储加密数据，并生成相应信息发送至区块链存储单元；
S5，区块链存储单元存储接收到的隐私数据的相关信息；
所述步骤S3，对上传数据中的隐私数据进行加密计算，具体包括：
通过用户的公钥对隐私数据进行加密处理，得到加密数据；其中，申请隐私计算，上传节点将要计算的数据、公钥和隐私计算函数发给加密计算节点的网关；共识引擎执行隐私读取，把隐私计算函数部署到同态计算单元，方便对隐私数据进行计算；
对加密数据进行分片处理；隐私加密层对上传数据中的隐私数据进行加密计算，并通过隐私读取把解密数据分片载入到同态计算单元执行私密计算得到私密计算分片结果；
生成针对加密数据的哈希值和所述哈希值的索引，并将所述哈希值记录在所述分布式存储网络中；
用户通过所述索引进行后续查询。
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