CN113672953A - 一种私有链档案管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种私有链档案管理系统及方法，包括：区块生成模块，用于根据待归档档案的文件数据生成对应的数据区块；数据区块至少包括区块本身的原始Hash值；传送模块，用于以私有链模式将生成的数据区块传送至数据链管理节点；身份验证模块，用于采用非对称加密算法对传送至数据链管理节点上的数据区块进行身份验证；存储模块，用于在身份验证通过后，将数据区块加入至区块链中，进行分布式存储；篡改验证模块，用于在读取历史档案时，生成当前所读取档案的当前Hash值，并判断当前Hash值与原始Hash值是否一致，若一致，则当前所读取档案的文件数据未被篡改。本发明采用区块链的存储方式，能够及时发现档案数据是否被篡改，保证数据的可靠性。

Description

一种私有链档案管理系统及方法

技术领域

本发明涉及档案管理技术领域，更具体的说是涉及一种私有链档案管理系统及方法。

背景技术

档案管理系统，通过建立统一的标准，规范整个档案文件管理，建立完整的档案资源信息共享平台，主要实现档案数据归档、档案数据存储管理以及档案数据读档等功能。档案管理系统档案归档时，普遍是将档案数据直接存储于档案数据库或是形成档案文件上传至文件服务器代为存储，在读档时则直接从数据库或文件服务器上读取，该归档模式完全以存储平台作为数据中心，未考虑档案数据在存储之后是否与存档时一致、有无损坏或被篡改，读到的档案数据都以存储平台数据为主。

目前大多数档案管理系统的档案数据普遍存储在中心化数据库中，档案电子化也就会存在网络攻击的风险，数据在存储与传输过程中容易泄露，无法防止被内部管理人员或外部攻击者进行伪造和篡改等情况的发生，档案管理系统普遍存在着数据安全性和真实性问题，因此若仅仅以存储平台为数据中心，可能存在读档时无法获知文件是否与归档时源文件一致的情况，从而降低了读档时档案数据的真实性。

因此，如何提供一种归档后的文件数据不易被篡改的私有链档案管理系统及方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种私有链档案管理系统及方法，采用区块链的存储方式，能够及时发现档案数据是否被篡改，保证数据的可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种私有链档案管理系统，包括：

区块生成模块，用于根据待归档档案的文件数据生成对应的数据区块；所述数据区块至少包括区块头、区块体及区块本身的原始Hash值；

传送模块，用于以私有链模式长连接方式将生成的所述数据区块传送至数据链管理节点；

身份验证模块，用于采用非对称加密算法对传送至数据链管理节点上的所述数据区块进行身份验证；

存储模块，用于在身份验证通过后，将所述数据区块加入至区块链中，进行分布式存储；以及

篡改验证模块，用于在读取历史档案时，生成当前所读取档案的当前Hash值，并判断当前Hash值与原始Hash值是否一致，若一致，则当前所读取档案的文件数据未被篡改。

优选的，在上述一种私有链档案管理系统中，所述区块头用于记录对应所述数据区块的元信息；所述区块体用于记录对应所述数据区块的档案业务数据。

优选的，在上述一种私有链档案管理系统中，所述区块生成模块用于采用哈希算法获得当前数据区块的文件MD5值、文件编号和文件名称合并后数据的Hash值，将Hash值加上时间信息作为所述区块体；将上一个数据区块的Hash值、当前数据区块的时间戳信息和当前数据区块的高度作为所述区块头的元信息。

优选的，在上述一种私有链档案管理系统中，还包括：

链路检查模块，用于在每次归档时或周期性地对区块链的全链路进行检查，识别区块链中是否存在异常破损。

优选的，在上述一种私有链档案管理系统中，所述身份验证模块包括：

私钥生成模块，用于将客户端节点携带的私钥对生成的数据区块进行加密，得到签名信息；

公钥生成模块，用于使数据链管理节点获得与签名信息对应的唯一公钥；以及

验证模块，用于在数据链管理节点将数据区块加入到区块链时，通过公钥对签名信息进行验签认证。

优选的，在上述一种私有链档案管理系统中，还包括：

二次校验模块，用于验证当前生成的待加入区块链的数据区块携带的上一数据区块是否为当前数据链上的最后一个区块，并对当前生成的数据区块中的业务数据重新计算Hash值，验证重新计算的Hash值是否与原始Hash值一致。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种私有链档案管理系统，具有以下有益效果：

1、将用户的历史档案数据形成特定的数据结构存放在一个数据链上，数据链的结构与分布式存储方式能保证档案数据的完整性和真实性。

2、采用私有链模式来完成节点间的数据传输，并加入身份验证，控制数据链的读取及写入权限，有效提高档案数据的可靠性。

3、分布式存储弱化了档案数据存储的中心化。

本发明还提供一种私有链档案管理方法，包括以下步骤：

归档档案时，根据待归档档案的文件数据生成对应的数据区块；所述数据区块至少包括区块头、区块体及区块本身的原始Hash值；

以私有链模式长连接方式将生成的所述数据区块传送至数据链管理节点；

采用非对称加密算法对传送至数据链管理节点上的所述数据区块进行身份验证；

在身份验证通过后，将所述数据区块加入至区块链中，进行分布式存储；

在读取历史档案时，生成当前所读取档案的当前Hash值，并判断当前Hash值与原始Hash值是否一致，若一致，则当前所读取档案的文件数据未被篡改。

优选的，在上述一种私有链档案管理方法中，还包括：

在每次归档时或周期性地对区块链的全链路进行检查，识别区块链中是否存在异常破损。

优选的，在上述一种私有链档案管理方法中，在将所述数据区块加入至区块链之前，还包括：

验证当前生成的待加入区块链的数据区块携带的上一数据区块是否为当前数据链上的最后一个区块，并对当前生成的数据区块中的业务数据重新计算Hash值，验证重新计算的Hash值是否与原始Hash值一致。

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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的私有链档案管理系统的结构框图；

图2附图为本发明提供的私有链档案管理方法的流程图。

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。

如图1所示，本发明实施例公开了一种私有链档案管理系统，包括：区块生成模块1、传送模块2、身份验证模块3、存储模块4和篡改验证模块5。

区块生成模块1用于根据待归档档案的文件数据生成对应的数据区块；数据区块至少包括区块头、区块体及区块本身的原始Hash值。其中，区块头记录着当前数据区块的元信息，区块体记录着实际需要保护的档案业务数据，该模块采用哈希算法来获得文件MD5值、文件编号和文件名称合并后数据的Hash值，Hash值加上时间信息作为区块体，然后用上一个数据区块Hash值(即当前区块链上最后一个区块)和当前时间戳信息及当前数据区块的高度(即上一个区块高度加一)，三块数据作为区块头元信息。如果当前生成的数据区块为创世区块(即第一个区块)，那么元信息里的上个数据区块的Hash值则为空，接着会将区块头和区块体进行合并，并且使用哈希算法获得区块的Hash值。

传送模块2用于以私有链模式长连接方式将生成的数据区块传送至数据链管理节点。

身份验证模块3用于采用非对称加密算法对传送至数据链管理节点上的数据区块进行身份验证。在私有链档案管理系统中生成区块动作是由客户端节点完成，将区块数据加入到数据链中的动作则是由数据链管理节点完成，客户端节点与数据链管理节点交互采用基于非对称加密实现了一种安全可靠的对接方式。

具体的，身份验证模块3包括：私钥生成模块31、公钥生成模块32和验证模块33。私钥生成模块31用于将客户端节点携带的私钥对生成的数据区块进行加密，得到签名信息；公钥生成模块32用于使数据链管理节点获得与签名信息对应的唯一公钥；验证模块33用于在数据链管理节点将数据区块加入到区块链时，通过公钥对签名信息进行验签认证。

在客户端节点生成区块时会携带一个签名信息，签名信息由私钥对区块体信息进行加签，并被数据链管理节点获知唯一公钥，客户端节点将区块信息传送数据链管理节点，数据链管理节点收到区块数据后会通过公钥对签名信息进行验签认证，确认对方身份确保数据的安全性。

存储模块4用于在身份验证通过后，将数据区块加入至区块链中，进行分布式存储。一旦当前数据区块成功加入到区块链中，档案信息会被“永久”存储并且不可随意篡改。由于下一数据区块记录了上一数据区块的Hash值并以此形成了链路，如果区块链上某区块的信息被篡改了，将会导致区块的Hash值发生改变，那么对对应的区块数据做同样的Hash处理时得到的结果便会和下一区块中记录的Hash值不一致，数据链便遭到损坏。如果需要保持链路不断，篡改一个区块数据便需要更改该区块后的所有区块数据，篡改代价太大，由此便实现了数据不可篡改保证了区块链的完整性；同时系统会通过周期检查及每次归档时对数据链做全链路检查的方式，进行区块链是否存在破损异常识别,确保链路完整性。

篡改验证模块5用于在读取历史档案时，生成当前所读取档案的当前Hash值，并判断当前Hash值与原始Hash值是否一致，若一致，则当前所读取档案的文件数据未被篡改。

在读取历史档案时，先获取需要读取的档案文件数据，再通过生成数据区块时同样的处理方式生成所读取档案的文件MD5值、文件编号和文件名称合并后数据的Hash值，最后找到区块链中文件数据对应的区块数据，若区块中文件数据的Hash值与本次读取的档案文件数据Hash值一致，说明文件数据是没有被篡改过的，以此保证了档案数据的可靠性。

本发明使用MD5算法保持文件的完整性，借鉴区块链结构生成算法把归档的文件链接成数据链，并且用哈希算法来保证数据链的完整性。MD5算法是一种被广泛使用的密码散列函数，用MD5算法得到的文件MD5值等同于文件的身份ID，它的值是唯一的，如果文件被修改，MD5值将发生变化，因此其可起到保证信息的完整性的作用；而区块链中的区块是一个一个的存储单元，记录了一定时间内各个区块节点全部的交流信息，各个区块之间通过随机散列(也称哈希算法)实现链接，后一个区块包含前一个区块的哈希值，随着信息交流的扩大，一个区块与一个区块相继接续，形成的结果数据链就叫区块链，链接区块时用到的哈希算法(Hash)又称摘要算法(Digest)，它的作用是：对任意一组输入数据进行计算，得到一个固定长度的输出摘要，最重要的特点就是相同的输入一定得到相同的输出、不同的输入大概率得到不同的输出，目的就是为了验证原始数据是否被篡改，所以使用哈希算法能保证区块链的完整性；另外，私有链档案管理系统中的“私有链”，指的是数据链的写入权限仅掌握在某个人或某个组织的手中，数据的访问以及编写等有着十分严格的权限，读写权限受限，规则易于修改，建立了单一高度信任，保证了数据的安全性。

本发明私有链档案管理系统的独特性是以区块链式结构封装档案数据，数据开发和传统档案数字化类似，只是多了档案数据区块的二次加工操作，这里的处理不会改变档案数据的本质属性，如档案文件的内容、档案题名、档案生成的时间等，会按照档案数据的特征要素，确定记录到数据链上的必要数据。

在一个实施例中，还包括：

二次校验模块6，用于验证当前生成的待加入区块链的数据区块携带的上一数据区块是否为当前数据链上的最后一个区块，并对当前生成的数据区块中的业务数据重新计算Hash值，验证重新计算的Hash值是否与原始Hash值一致，保证区块数据的准确性。

在其他实施例中，还包括：

链路检查模块7，用于在每次归档时或周期性地对区块链的全链路进行检查，识别区块链中是否存在异常破损，确保链路完整性。

如图2所示，本发明实施例还提供一种私有链档案管理方法，包括以下步骤：

归档档案时，根据待归档档案的文件数据生成对应的数据区块；数据区块至少包括区块头、区块体及区块本身的原始Hash值；

以私有链模式长连接方式将生成的数据区块传送至数据链管理节点；

采用非对称加密算法对传送至数据链管理节点上的数据区块进行身份验证；

在身份验证通过后，将数据区块加入至区块链中，进行分布式存储；

在读取历史档案时，生成当前所读取档案的当前Hash值，并判断当前Hash值与原始Hash值是否一致，若一致，则当前所读取档案的文件数据未被篡改。

在一个实施例中，还包括：

在每次归档时或周期性地对区块链的全链路进行检查，识别区块链中是否存在异常破损。

在另一个实施例中，在将数据区块加入至区块链之前，还包括：

验证当前生成的待加入区块链的数据区块携带的上一数据区块是否为当前数据链上的最后一个区块，并对当前生成的数据区块中的业务数据重新计算Hash值，验证重新计算的Hash值是否与原始Hash值一致。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种私有链档案管理系统，其特征在于，包括：

区块生成模块，用于根据待归档档案的文件数据生成对应的数据区块；所述数据区块至少包括区块头、区块体及区块本身的原始Hash值；

传送模块，用于以私有链模式长连接方式将生成的所述数据区块传送至数据链管理节点；

身份验证模块，用于采用非对称加密算法对传送至数据链管理节点上的所述数据区块进行身份验证；

存储模块，用于在身份验证通过后，将所述数据区块加入至区块链中，进行分布式存储；以及

篡改验证模块，用于在读取历史档案时，生成当前所读取档案的当前Hash值，并判断当前Hash值与原始Hash值是否一致，若一致，则当前所读取档案的文件数据未被篡改。

2.根据权利要求1所述的一种私有链档案管理系统，其特征在于，所述区块头用于记录对应所述数据区块的元信息；所述区块体用于记录对应所述数据区块的档案业务数据。

3.根据权利要求1所述的一种私有链档案管理系统，其特征在于，所述区块生成模块用于采用哈希算法获得当前数据区块的文件MD5值、文件编号和文件名称合并后数据的Hash值，将Hash值加上时间信息作为所述区块体；将上一个数据区块的Hash值、当前数据区块的时间戳信息和当前数据区块的高度作为所述区块头的元信息。

4.根据权利要求1所述的一种私有链档案管理系统，其特征在于，还包括：

链路检查模块，用于在每次归档时或周期性地对区块链的全链路进行检查，识别区块链中是否存在异常破损。

5.根据权利要求1所述的一种私有链档案管理系统，其特征在于，所述身份验证模块包括：

私钥生成模块，用于将客户端节点携带的私钥对生成的数据区块进行加密，得到签名信息；

公钥生成模块，用于使数据链管理节点获得与签名信息对应的唯一公钥；以及

验证模块，用于在数据链管理节点将数据区块加入到区块链时，通过公钥对签名信息进行验签认证。

6.根据权利要求1所述的一种私有链档案管理系统，其特征在于，还包括：

二次校验模块，用于验证当前生成的待加入区块链的数据区块携带的上一数据区块是否为当前数据链上的最后一个区块，并对当前生成的数据区块中的业务数据重新计算Hash值，验证重新计算的Hash值是否与原始Hash值一致。

7.一种私有链档案管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

归档档案时，根据待归档档案的文件数据生成对应的数据区块；所述数据区块至少包括区块头、区块体及区块本身的原始Hash值；

以私有链模式长连接方式将生成的所述数据区块传送至数据链管理节点；

采用非对称加密算法对传送至数据链管理节点上的所述数据区块进行身份验证；

在身份验证通过后，将所述数据区块加入至区块链中，进行分布式存储；

在读取历史档案时，生成当前所读取档案的当前Hash值，并判断当前Hash值与原始Hash值是否一致，若一致，则当前所读取档案的文件数据未被篡改。

8.根据权利要求1所述的一种私有链档案管理方法，其特征在于，还包括：

在每次归档时或周期性地对区块链的全链路进行检查，识别区块链中是否存在异常破损。

9.根据权利要求1所述的一种私有链档案管理方法，其特征在于，在将所述数据区块加入至区块链之前，还包括：

验证当前生成的待加入区块链的数据区块携带的上一数据区块是否为当前数据链上的最后一个区块，并对当前生成的数据区块中的业务数据重新计算Hash值，验证重新计算的Hash值是否与原始Hash值一致。

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