CN113726740B - 面向海工装备二级节点的数据存储方法、防护方法及系统 - Google Patents

面向海工装备二级节点的数据存储方法、防护方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种面向海工装备二级节点的数据存储方法、防护方法及系统，本发明采用同态加密算法加密指标数据，将同态加密密文发送至云平台存储，采用区块链存储指标数据和哈希加盐算法加密的同态加密密文，使得数据存储过程中不易被篡改和泄密。

Description

面向海工装备二级节点的数据存储方法、防护方法及系统
技术领域
本发明涉及一种面向海工装备二级节点的数据存储方法、防护方法及系统，属于工业互联网标识解析数据安全技术领域。
背景技术
工业互联网的数据安全防护包括物理设备数据采集侧安全防护、数据通信网络全防护、数据存储和共享安全防护等，其中，物理设备侧的安全防护主要是通过操作系统加固和签发证书等方式，实现对工业互联网设备的强身份认证，进而从芯片层面对设备身份的真实可信性进行防护。
在云计算时代，人们的生产和生活方式发生了深刻的改变，云计算平台具有巨大的存储空间和强大的计算能力。在越来越多的海工装备二级节点数据被迁移到云平台存储，在数据存储过程中易被篡改和泄密。
发明内容
本发明提供了一种面向海工装备二级节点的数据存储方法、防护方法及系统，解决了背景技术中披露的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
面向海工装备二级节点的数据存储方法，包括以下步骤：
对海工装备二级节点标识进行解析，获取海工装备相关指标数据；
采用同态加密算法加密指标数据，获得同态加密密文；
将同态加密密文发送给云平台侧存储，通过智能合约将同态加密密文发送至用户侧；
采用哈希加盐算法加密同态加密密文，获得哈希值；
采用主链和子链对指标数据和哈希值进行存储，并将智能合约的访问权限开放给用户侧。
指标数据包括标识注册量、日均解析量、标识吞吐量、解析吞吐量、标识查询速率、标识数据更新时间间隔和解析吞吐量。
哈希加盐算法中，盐值为指标数据的最小值。
面向海工装备二级节点的数据存储系统，包括：
解析模块：对海工装备二级节点标识进行解析，获取海工装备相关指标数据；
同态加密模块：采用同态加密算法加密指标数据，获得同态加密密文；
发送模块：将同态加密密文发送该云平台侧存储，通过智能合约将同态加密密文发送至用户侧；
哈希加盐模块：采用哈希加盐算法加密同态加密密文，获得哈希值；
存储模块：采用主链和子链对指标数据和哈希值进行存储，并将智能合约的访问权限开放给用户侧。
指标数据包括标识注册量、日均解析量、标识吞吐量、解析吞吐量、标识查询速率、标识数据更新时间间隔和解析吞吐量。
哈希加盐算法中，盐值为指标数据的最小值。
面向海工装备二级节点的数据防护方法，包括以下步骤：
从区块链侧获取同态加密密文A；其中，区块链侧根据面向海工装备二级节点的数据存储方法存储海工装备二级节点数据；
将同态加密密文A和与其对应的指标数据最小值发送给平台侧；
接收云平台侧反馈的哈希值；其中，哈希值采用哈希加盐算法加密同态加密密文B获得，同态加密密文B为云平台存储的与同态加密密文A对应的密文，哈希加盐算法采用的盐值为指标数据最小值；
根据区块链侧的哈希值和云平台侧反馈的哈希值，进行数据安全防护。
面向海工装备二级节点的数据防护系统，包括以下步骤：
获取模块：从区块链侧获取同态加密密文A；其中，区块链侧根据面向海工装备二级节点的数据存储方法存储海工装备二级节点数据；
密文发送模块：将同态加密密文A和与其对应的指标数据最小值发送给平台侧；
反馈模块：接收云平台侧反馈的哈希值；其中，哈希值采用哈希加盐算法加密同态加密密文B获得，同态加密密文B为云平台存储的与同态加密密文A对应的密文，哈希加盐算法采用的盐值为指标数据最小值；
防护模块：根据区块链侧的哈希值和云平台侧反馈的哈希值，进行数据安全防护。
本发明所达到的有益效果：本发明采用同态加密算法加密指标数据，将同态加密密文发送至云平台存储，采用区块链存储指标数据和哈希加盐算法加密的同态加密密文，使得数据存储过程中不易被篡改和泄密。
附图说明
图1为存储方法的流程图；
图2为数据防护方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，面向海工装备二级节点的数据存储方法，包括以下步骤：
步骤1，对海工装备二级节点标识进行解析，获取海工装备相关指标数据；
步骤2，采用同态加密算法加密指标数据，获得同态加密密文；
步骤3，将同态加密密文发送给云平台侧存储，通过智能合约将同态加密密文发送至用户侧；
步骤4，采用哈希加盐算法加密同态加密密文，获得哈希值；
步骤5，采用主链和子链对指标数据和哈希值进程存储，并将智能合约的访问权限开放给用户侧。
上述方法运用在区块链侧，该方法采用同态加密算法加密指标数据，将同态加密密文发送至云平台存储，采用区块链存储指标数据和哈希加盐算法加密的同态加密密文，使得数据存储过程中不易被篡改和泄密。
先对海工装备二级节点标识进行解析，获得海工装备相关指标数据，具体包括标识注册量、日均解析量、标识吞吐量、解析吞吐量、标识查询速率、标识数据更新时间间隔和解析吞吐量等。
采用同态加密算法加密指标数据，获得同态加密密文；同态加密算法为现有算法那，具体如下：
定义lcm(*,*)为2个标识解析数据参数的最小公倍数，函数L(u)＝(u-1)/n，u是自变量，n为自然数，
Figure BDA0003181831440000041
为不大于n2的自然数构成的乘法群；
第一步，生成密钥KeyGen()→(pk,sk)；
任意选取大素数p、q，且满足gcd(pq,(p-1)(q-1))＝1，使得p和q长度相当，计算n＝p*q和参数λ＝lcm(p-1,q-1)；
随机选取
Figure BDA0003181831440000042
为了简单起见，选择g＝n+1,取公钥为pkp＝(n,g)，私钥为skp＝(p,q)；
第二部，加密Encryption(pk,m)→c；
任意选取r<n，
Figure BDA0003181831440000051
对于明文m，计算加密密文c＝gmrnmodn2；
第三部，解密：Decryption(sk,c)→m；
由已定义的函数L(u)＝(u-1)/n，可以计算出明文
Figure BDA0003181831440000052
第四部，加同态
对于2个明文m1、m2，其同态加密后的密文分别为：
Figure BDA0003181831440000053
可得
Figure BDA0003181831440000054
获得同态加密密文后，将其发送至云平台侧存储，日后可以向云平台查询自己所需要的信息，存储与查询都使用密文数据，云平台将检索到的密文数据发回，查询者可以解密得到自己需要的信息，而云平台却对存储和检索的信息一无所知，从而实现了对标识解析数据的有效保护。
区块链将智能合约的访问权限开放给用户，通过智能合约将同态加密密文发送至用户侧。
采用哈希加盐算法加密同态加密密文，这里对哈希加盐算法做了一定的改进，即盐值为指标数据的最小值。
通过加入盐值(salt)即盐化可以很好的防治不法分子的攻击。盐值是一组随机的字符串，通过插入在口令后进行HASH算法，这样即使是相同的口令，插入不同的盐值后生成的HASH值也是不相同的，想要破解也是非常耗时间的。
由于指标数据的最小值可以很大程度上反映出相关能力的最低水平，为海工装备二级节点以及用户对系统的改善提供十分重要的依据，具有非常重要的参考价值，只有达到某一指标数据的最低水平才符合要求，方便用户进行和合格性验证。而将指标数据的最小值作为加盐对象，简化了加盐的繁复程度，降低了对大额数据的计算量，提高了系统的运行效率。
最后将指标数据和哈希值存入主链和侧链，并将智能合约的访问权限开放给用户侧。
上述方法相应的软件系统，即面向海工装备二级节点的数据存储系统，包括：
解析模块：对海工装备二级节点标识进行解析，获取海工装备相关指标数据；指标数据包括标识注册量、日均解析量、标识吞吐量、解析吞吐量、标识查询速率、标识数据更新时间间隔和解析吞吐量。
同态加密模块：采用同态加密算法加密指标数据，获得同态加密密文；
发送模块：将同态加密密文发送该云平台侧存储，通过智能合约将同态加密密文发送至用户侧。
哈希加盐模块：采用哈希加盐算法加密同态加密密文，获得哈希值；哈希加盐算法中，盐值为指标数据的最小值。
存储模块：采用主链和子链对指标数据和哈希值进程存储，并将智能合约的访问权限开放给用户侧。
如图2所示，面向海工装备二级节点的数据防护方法，包括以下步骤：
1)从区块链侧获取同态加密密文A；其中，区块链侧根据面向海工装备二级节点的数据存储方法存储海工装备二级节点数据；
2)将同态加密密文A和与其对应的指标数据最小值发送给平台侧；
3)接收云平台侧反馈的哈希值；其中，哈希值采用哈希加盐算法加密同态加密密文B获得，同态加密密文B为云平台存储的与同态加密密文A对应的密文，哈希加盐算法采用的盐值为指标数据最小值；
4)根据区块链侧的哈希值和云平台侧反馈的哈希值，进行数据安全防护；
即将区块链侧的哈希值和云平台侧反馈的哈希值进行比较，若一致，则检验通过，即区块链中存储的海工装备二级节点数据完整性未遭到破坏。
检验完成后，用户侧会将比较结果存入区块链，能够有效避免外部恶意的入侵和篡改，从而能够为工业互联网产生标识解析数据进行可靠存证，进而能够为实际工业生产中的事故调查追责提供依据，而且，将判断结果数据通过区块链进行存储，能够有效减少存储成本。
该数据防护方法运用在用户侧，即用户终端中，该方法实现了数据的完整性验证，有效地避免了已有技术中的密钥交换，以及第三方平台的过度中心化所导致的安全隐患；使得防护数据脱离用户本地存储上传至云平台后，能够高效地进行数据的完整性验证，同时也保护了用户的隐私数据。
通过用户对本地区块链存储的哈希值以及云平台反馈的哈希值相比较，看两者是否相等，即可以实现对加密信息的查询又可以实现对加密信息的验证，防止了第三方机构和云服务商联合作恶损坏云平台存储，从而使得安全防护数据存储和共享的过程得到有效的保障和检验，进而为海工装备二级节点的数据安全防护提供可靠的数据基础。
上述方法相应的软件系统，即面向海工装备二级节点的数据防护系统，包括以下步骤：
获取模块：从区块链侧获取同态加密密文A；其中，区块链侧根据面向海工装备二级节点的数据存储方法存储海工装备二级节点数据；
密文发送模块：将同态加密密文A和与其对应的指标数据最小值发送给平台侧；
反馈模块：接收云平台侧反馈的哈希值；其中，哈希值采用哈希加盐算法加密同态加密密文B获得，同态加密密文B为云平台存储的与同态加密密文A对应的密文，哈希加盐算法采用的盐值为指标数据最小值；
防护模块：根据区块链侧的哈希值和云平台侧反馈的哈希值，进行数据安全防护。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行面向海工装备二级节点的数据存储方法或防护方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行面向海工装备二级节点的数据存储方法或防护方法的指令。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (2)

1.面向海工装备二级节点的数据防护方法，其特征在于，包括以下步骤：
从区块链侧获取同态加密密文A；其中，区块链侧存储海工装备二级节点数据的过程为：对海工装备二级节点标识进行解析，获取海工装备相关指标数据；采用同态加密算法加密指标数据，获得同态加密密文；将同态加密密文发送给云平台侧存储，通过智能合约将同态加密密文发送至用户侧；采用哈希加盐算法加密同态加密密文，获得哈希值；采用主链和子链对指标数据和哈希值进行存储，并将智能合约的访问权限开放给用户侧；
将同态加密密文A和与其对应的指标数据最小值发送给平台侧；
接收云平台侧反馈的哈希值；其中，哈希值采用哈希加盐算法加密同态加密密文B获得，同态加密密文B为云平台存储的与同态加密密文A对应的密文，哈希加盐算法采用的盐值为指标数据最小值；
根据区块链侧的哈希值和云平台侧反馈的哈希值，进行数据安全防护。
2.面向海工装备二级节点的数据防护系统，其特征在于，包括以下模块：
获取模块：从区块链侧获取同态加密密文A；其中，区块链侧存储海工装备二级节点数据的过程为：对海工装备二级节点标识进行解析，获取海工装备相关指标数据；采用同态加密算法加密指标数据，获得同态加密密文；将同态加密密文发送给云平台侧存储，通过智能合约将同态加密密文发送至用户侧；采用哈希加盐算法加密同态加密密文，获得哈希值；采用主链和子链对指标数据和哈希值进行存储，并将智能合约的访问权限开放给用户侧；
密文发送模块：将同态加密密文A和与其对应的指标数据最小值发送给平台侧；
反馈模块：接收云平台侧反馈的哈希值；其中，哈希值采用哈希加盐算法加密同态加密密文B获得，同态加密密文B为云平台存储的与同态加密密文A对应的密文，哈希加盐算法采用的盐值为指标数据最小值；
防护模块：根据区块链侧的哈希值和云平台侧反馈的哈希值，进行数据安全防护。
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