CN113111371A - 一种基于区块链的数据传输方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于区块链的数据传输方法及其系统，授权节点发送共识请求给各用户节点，对各用户节点进行违规性验证，通过后，用户节点将待传输数据分为敏感数据及非敏感数据，并通过对称密钥对敏感数据进行加密，获取授权节点的公钥，通过公钥对对称密钥进行加密，将加密后的对称密钥、敏感数据及非敏感数据传输给授权节点，确定检索节点，通过检索节点确定出多个待存储节点，并从多个待存储节点中确定出目标存储节点，授权节点通过检索节点将加密后的数据存储在目标存储节点。本发明提供的基于区块链的数据传输方法及其系统，解决数据传输过程中若节点间恶意串通的问题，提高了区块链数据传输的安全性，合理的利用了区块链中节点的存储空间。

Description

一种基于区块链的数据传输方法及其系统

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，特别是涉及一种基于区块链的数据传输方法及其系统。

背景技术

区块链(Block chain)是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。

具体来说，区块链可以看作是一个分布在全球各地、能够协同运转的数据库存储系统，区别于传统数据库将读写权限掌握在一个公司或者一个集权手上(中心化的特征)的运作模式，任何有能力架设服务器的人都可以参与到区块链的运作模式中。来自全球各地的掘金者在当地部署了自己的服务器，并连接到区块链网络中，就可以成为这个分布式数据库存储系统中的一个节点。一旦加入，该节点享有同其他所有节点完全一样的权利与义务(去中心化、分布式的特征等等)。与此同时，对于在区块链上开展服务的人，可以往这个系统中的任意的节点进行读写操作，最后全世界所有节点会根据某种机制完成一次又一次的同步，从而实现在区块链网络中所有节点的数据完全一致。

但是，现有的区块链的数据传输具有很大的不足，一方面，对于区块链网络中的节点来说，会具有自身的存储空间，现有的数据传输方法无法有效地利用这些节点，导致节点存储空间的资源浪费，另一方面，区块链上的数据传输会被网络分享到所有的节点上去，其他节点均能获得数据内容，导致数据安全性较低，且在数据传输过程中，若用户节点之间恶意串通，则会对数据安全性造成泄露的损害，因此，设计一种更加安全可靠的基于区块链的数据传输方法及其系统是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于区块链的数据传输方法及其系统，能够解决数据传输过程中节点之间恶意串通，将造成数据泄露的问题，并对敏感的数据进行了加密，提高了区块链数据传输的安全性，合理利用了区块链中节点的存储空间，解决了节点存储空间资源浪费的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于区块链的数据传输方法，包括如下步骤：

步骤1：授权节点发送共识请求给各用户节点，对各用户节点进行违规性验证；

步骤2：验证通过后，用户节点将待传输数据分为敏感数据及非敏感数据，并生成对称密钥，通过对称密钥对敏感数据进行加密，得到密文数据，用户节点获取授权节点的公钥，通过公钥对对称密钥进行加密，将加密后的对称密钥、密文数据及非敏感数据传输给授权节点；

步骤3：确定检索节点，通过检索节点确定多个待存储节点，并从多个待存储节点中确定目标存储节点，授权节点通过检索节点将加密后的对称密钥、密文数据及非敏感数据存储在目标存储节点中。

可选的，步骤1中，授权节点发送共识请求给各用户节点，对各用户节点进行违规性验证，具体为：

授权节点发送共识请求给各用户节点后，启动定时器，并设定预设时间，若在定时器超时之前获取到用户节点提供的验证信息，且授权节点对获取的验证信息验证通过，则确定该用户节点未违规；若在定时器超时之前未获取到用户节点提供的验证信息或验证信息验证不通过，则确定该用户节点违规。

可选的，步骤2中，用户节点将待传输数据分为敏感数据及非敏感数据，并生成对称密钥，通过对称密钥对敏感数据进行加密，得到密文数据，具体为：

用户节点根据预设策略将待传输数据划分为敏感数据及非敏感数据，其中预设策略包括待传输数据的重要程度及保密程度，划分完成后，用户节点基于随机函数生成对称密钥，并通过对称密钥对敏感数据进行加密，得到密文数据。

可选的，步骤2中，用户节点获取授权节点的公钥，通过公钥对对称密钥进行加密，将加密后的对称密钥、密文数据及非敏感数据传输给授权节点，具体为：

授权节点基于同态加密技术生成同态密钥对，包括公钥及私钥，用户节点获取授权节点的公钥，并通过公钥对对称密钥进行加密，将加密后的对称密钥、密文数据及非敏感数据传输给授权节点。

可选的，步骤3中，确定检索节点，具体为：

从区块链对应的所有节点中确定出满足预设条件的节点，作为检索节点，其中预设条件包括预设宽带阈值、预设传输距离阈值及预设传输速度阈值，所述检索节点用于确定目标存储节点及实现授权节点与目标存储节点间的数据交互。

可选的，步骤3中，通过检索节点确定多个待存储节点，并从多个待存储节点里确定目标存储节点，具体为：

检索节点从区块链对应的所有节点中确定出剩余存储量大于预设剩余存储阈值的节点，作为待存储节点，检索节点将待存储节点按剩余存储量从大到小进行排序，根据需求将顺序在前的多个待存储节点作为目标存储节点。

一种基于区块链的数据传输系统，应用于所述基于区块链的数据传输方法，包括：

共识请求发送模块，用于发送共识请求给用户节点；

违规性验证模块，用于对用户节点进行违规性验证；

数据分类模块，用于将待传输数据分为敏感数据及非敏感数据；

对称密钥生成模块，用于基于随机函数生成对称密钥；

检索节点确认模块，用于根据预设条件确认检索节点；

待存储节点确认模块，用于确认待存储节点；

目标存储节点模块，用于对待存储节点进行排序，确认目标存储节点。

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数据传输方法及其系统，该方法合理利用了区块链中节点的存储空间，解决了节点存储空间资源浪费的问题，解决了数据传输过程中节点之间恶意串通，将造成数据泄露的问题，对通过区块链传输的敏感数据进行加密，使得仅有授权节点可以读取敏感数据内容，其他节点无法读取敏感数据内容，从而减少了敏感数据泄露的风险，提高了区块链数据传输的安全性；该系统采用功能模块设计，包括共识请求发送模块、违规性验证模块、数据分类模块、对称密钥生成模块、检索节点确认模块、待存储节点确认模块及目标存储节点模块，能够实现该方法；授权节点发送共识请求给各用户节点，对各用户节点进行违规性验证，能够防止在敏感数据在传输过程中用户节点之间的恶意串通，并能够在任一用户节点违规时及时终止敏感数据传输，从而防止敏感数据泄露，提高了区块链敏感数据传输的安全性，当验证通过后，用户节点将待传输数据分为敏感数据及非敏感数据，并生成对称密钥，通过对称密钥对敏感数据进行加密，得到密文数据，获取授权节点的公钥，通过公钥对对称密钥进行加密，将加密后的对称密钥、密文数据及非敏感数据传输给授权节点，对通过区块链传输的敏感数据进行加密，使得仅有授权节点可以读取敏感数据内容，其他节点无法读取敏感数据内容，从而减少了敏感数据泄露的风险，最后确定检索节点及待存储节点，检索节点从多个待存储节点里确定出目标存储节点，授权节点通过检索节点将加密后的对称密钥、密文数据及非敏感数据存储在目标存储节点里，利用检索节点来中转数据，能够保证数据传输的效率，合理的利用了区块链中节点的存储空间，解决了节点存储空间资源浪费的问题。

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为本发明实施例基于区块链的数据传输方法流程示意图。

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数据传输方法及其系统，能够解决数据传输过程中节点之间恶意串通，将造成数据泄露的问题，并对敏感的数据进行了加密，提高了区块链数据传输的安全性，合理利用了区块链中节点的存储空间，解决了节点存储空间资源浪费的问题。

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。

图1为发明实施例基于区块链的数据传输方法流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供的基于区块链的数据传输方法，包括如下步骤：

步骤1：授权节点发送共识请求给各用户节点，对各用户节点进行违规性验证；

步骤2：验证通过后，用户节点将待传输数据分为敏感数据及非敏感数据，并生成对称密钥，通过对称密钥对敏感数据进行加密，得到密文数据，用户节点获取授权节点的公钥，通过公钥对对称密钥进行加密，将加密后的对称密钥、密文数据及非敏感数据传输给授权节点；

步骤3：确定检索节点，通过检索节点确定多个待存储节点，并从多个待存储节点中确定目标存储节点，授权节点通过检索节点将加密后的对称密钥、密文数据及非敏感数据存储在目标存储节点中。

步骤1中，授权节点发送给共识请求各用户节点，对各用户节点进行违规性验证，具体为：

授权节点发送共识请求给各用户节点后，启动定时器，设定预定时间，若在定时器超时之前获取到用户节点提供的验证信息，且授权节点对获取的验证信息验证通过，则确定该用户节点未违规；若在定时器超时之前未获取到用户节点提供的验证信息或验证信息验证不通过，则确定该用户节点违规；

其中，验证信息可以是用户节点的个人身份信息、账户哈希、ID哈希或数字签名信息等，可通过将验证信息预先存储在授权节点中并与用户节点提供的验证信息相对比，一致时确认验证通过，不一致时确认验证未通过，也可通过共识算法对成员节点提供的验证信息进行验证。

通过设置定时器，查验用户节点在预定时间内上报的验证信息，能够对用户节点进行有效监控，提高对各用户节点的约束力。

步骤2中，用户节点将待传输数据分为敏感数据及非敏感数据，并生成对称密钥，通过对称密钥对敏感数据进行加密，得到密文数据，具体为：

用户节点根据预设策略将待传输数据划分为敏感数据及非敏感数据，其中预设策略包括待传输数据的重要程度及保密程度，划分完成后，用户节点基于随机函数生成对称密钥，通过对称密钥对敏感数据进行加密，得到密文数据；

其中，预设策略可根据实际需求调整，不仅可通过待传输数据的重要程度及保密程度划分，也可通过授权节点或用户节点的需求进行划分。

步骤2中，用户节点获取授权节点的公钥，通过公钥对对称密钥进行加密，将加密后的对称密钥、密文数据及非敏感数据传输给授权节点，具体为：

授权节点基于同态加密技术生成同态密钥对，包括公钥及私钥，用户节点获取授权节点的公钥，通过公钥对对称密钥进行加密，并将加密后的对称密钥、密文数据及非敏感数据传输给授权节点；

用户节点向授权节点发送公钥获取请求，接收授权节点基于公钥获取请求返回的公钥。

步骤3中，确定检索节点，具体为：

从区块链对应的所有节点中确定出满足预设条件的节点作为检索节点，其中预设条件包括预设宽带阈值、预设传输距离阈值及预设传输速度阈值等，例如，从区块链对应的所有节点里面确定出的和用户节点的传输距离小于预设传输距离阈值的节点，检索节点用于确定目标存储节点及实现授权节点及目标存储节点间的数据交互。

步骤3中，通过检索节点确定出多个待存储节点，并从多个待存储节点里确定出目标存储节点，具体为：

从区块链对应的所有节点中确定出剩余存储量大于预设剩余存储阈值的节点，作为待存储节点，检索节点将待存储节点按剩余存储量从大到小进行排序，根据需求选择排列顺序的前多个待存储节点作为目标存储节点。

在进行数据的获取时，授权节点通过检索节点检索所需数据的位置，并通过检索节点获取所需数据，授权节点可以不对数据进行解密，直接传输给存储该数据的用户节点，用户节点获得密文数据及非敏感数据，并通过自身的对称密钥对密文数据进行解密，得到敏感数据；授权节点也可通过自身的私钥对加密后的对称密钥进行解密，通过对称密钥对密文数据进行解密，得到敏感数据，根据实际需求对敏感数据及非敏感数据进行处理。

一种基于区块链的数据传输系统，应用于所述基于区块链的数据传输方法，包括：

共识请求发送模块，用于发送共识请求给用户节点；

违规性验证模块，用于对用户节点进行违规性验证；

数据分类模块，用于将待传输数据分为敏感数据及非敏感数据；

对称密钥生成模块，用于基于随机函数生成对称密钥；

检索节点确认模块，用于根据预设条件确认检索节点；

待存储节点确认模块，用于确认待存储节点；

目标存储节点模块，用于对待存储节点进行排序，确认目标存储节点。

所述基于区块链的数据传输系统可以为计算机终端，能够存储计算机程序，且计算机程序能够加载并实施上述方法。

本发明提供的基于区块链的数据传输方法及其系统，该方法合理利用了区块链中节点的存储空间，解决了节点存储空间资源浪费的问题，解决了数据传输过程中节点之间恶意串通，将造成数据泄露的问题，对通过区块链传输的敏感数据进行加密，使得仅有授权节点可以读取敏感数据内容，其他节点无法读取敏感数据内容，从而减少了敏感数据泄露的风险，提高了区块链数据传输的安全性；该系统采用功能模块设计，包括共识请求发送模块、违规性验证模块、数据分类模块、对称密钥生成模块、检索节点确认模块、待存储节点确认模块及目标存储节点模块，能够实现该方法；授权节点发送共识请求给各用户节点，对各用户节点进行违规性验证，能够防止在敏感数据在传输过程中用户节点之间的恶意串通，并能够在任一用户节点违规时及时终止敏感数据传输，从而防止敏感数据泄露，提高了区块链敏感数据传输的安全性，当验证通过后，用户节点将待传输数据分为敏感数据及非敏感数据，并生成对称密钥，通过对称密钥对敏感数据进行加密，得到密文数据，获取授权节点的公钥，通过公钥对对称密钥进行加密，将加密后的对称密钥、密文数据及非敏感数据传输给授权节点，对通过区块链传输的敏感数据进行加密，使得仅有授权节点可以读取敏感数据内容，其他节点无法读取敏感数据内容，从而减少了敏感数据泄露的风险，最后确定检索节点及待存储节点，检索节点从多个待存储节点里确定出目标存储节点，授权节点通过检索节点将加密后的对称密钥、密文数据及非敏感数据存储在目标存储节点里，利用检索节点来中转数据，能够保证数据传输的效率，合理的利用了区块链中节点的存储空间，解决了节点存储空间资源浪费的问题。

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 (7)

1.一种基于区块链的数据传输方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：授权节点发送共识请求给各用户节点，对各用户节点进行违规性验证；

步骤2：验证通过后，用户节点将待传输数据分为敏感数据及非敏感数据，并生成对称密钥，通过对称密钥对敏感数据进行加密，得到密文数据，用户节点获取授权节点的公钥，通过公钥对对称密钥进行加密，将加密后的对称密钥、密文数据及非敏感数据传输给授权节点；

步骤3：确定检索节点，通过检索节点确定多个待存储节点，并从多个待存储节点中确定目标存储节点，授权节点通过检索节点将加密后的对称密钥、密文数据及非敏感数据存储在目标存储节点中。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的数据传输方法，其特征在于，步骤1中，授权节点发送共识请求给各用户节点，对各用户节点进行违规性验证，具体为：

授权节点发送共识请求给各用户节点后，启动定时器，并设定预设时间，若在定时器超时之前获取到用户节点提供的验证信息，且授权节点对获取的验证信息验证通过，则确定该用户节点未违规；若在定时器超时之前未获取到用户节点提供的验证信息或验证信息验证不通过，则确定该用户节点违规。

3.根据权利要求1所述的基于区块链的数据传输方法，其特征在于，步骤2中，用户节点将待传输数据分为敏感数据及非敏感数据，并生成对称密钥，通过对称密钥对敏感数据进行加密，得到密文数据，具体为：

用户节点根据预设策略将待传输数据划分为敏感数据及非敏感数据，其中预设策略包括待传输数据的重要程度及保密程度，划分完成后，用户节点基于随机函数生成对称密钥，并通过对称密钥对敏感数据进行加密，得到密文数据。

4.根据权利要求1所述的基于区块链的数据传输方法，其特征在于，步骤2中，用户节点获取授权节点的公钥，通过公钥对对称密钥进行加密，将加密后的对称密钥、密文数据及非敏感数据传输给授权节点，具体为：

授权节点基于同态加密技术生成同态密钥对，包括公钥及私钥，用户节点获取授权节点的公钥，并通过公钥对对称密钥进行加密，将加密后的对称密钥、密文数据及非敏感数据传输给授权节点。

5.根据权利要求1所述的基于区块链的数据传输方法，其特征在于，步骤3中，确定检索节点，具体为：

从区块链对应的所有节点中确定出满足预设条件的节点，作为检索节点，其中预设条件包括预设宽带阈值、预设传输距离阈值及预设传输速度阈值，所述检索节点用于确定目标存储节点及实现授权节点与目标存储节点间的数据交互。

6.根据权利要求1所述的基于区块链的数据传输方法，其特征在于，步骤3中，通过检索节点确定多个待存储节点，并从多个待存储节点里确定目标存储节点，具体为：

检索节点从区块链对应的所有节点中确定出剩余存储量大于预设剩余存储阈值的节点，作为待存储节点，检索节点将待存储节点按剩余存储量从大到小进行排序，根据需求将顺序在前的多个待存储节点作为目标存储节点。

7.一种基于区块链的数据传输系统，应用于权利要求1-6任一所述的基于区块链的数据传输方法，其特征在于，包括：

共识请求发送模块，用于发送共识请求给用户节点；

违规性验证模块，用于对用户节点进行违规性验证；

数据分类模块，用于将待传输数据分为敏感数据及非敏感数据；

对称密钥生成模块，用于基于随机函数生成对称密钥；

检索节点确认模块，用于根据预设条件确认检索节点；

待存储节点确认模块，用于确认待存储节点；

目标存储节点模块，用于对待存储节点进行排序，确认目标存储节点。

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