CN113779621B - 一种基于区块链的数据分享方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链的数据分享方法，包括以下步骤：建立桥服务器，桥服务器为数据的每个数据行分配标识，提取每个数据行的哈希值，提取出的全部哈希值再次提取哈希值，作为二次哈希值上传区块链存储；将数据行分散存储在若干个数据存储节点上，生成提取码；数据源方将相应的数据行标识和提取码发送给数据需求方；数据需求方得到数据行标识和提取码后，将数据行标识、提取码及数据处理模型提交给桥服务器；桥服务器与数据存储节点恢复对应的数据行；桥服务器将恢复得到的数据行代入数据处理模型，将数据处理模型的结果发送给数据需求方。本发明的实质性效果是：保证了数据的隐私安全，有效限制了数据的流通范围。

Description

一种基于区块链的数据分享方法

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链的数据分享方法。

背景技术

现在的社会是一个高速发展的社会，科技发达，信息流通，人们之间的交流越来越密切，生活也越来越方便，大数据就是这个高科技时代的产物。大数据是指在一定时间范围内难以用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。随着信息技术和人工智能技术的不断发展，技术员能够从数据中挖掘更多有价值的应用和信息。极大的推动了社会效率的提高和新应用的发展。目前，大量企业、机构都积累了大量的数据，但由于缺乏有效的分享机制，这些数据主要以孤岛的形式存在，严重阻碍了信息技术的进一步发展。从本质上讲，区块链是一个共享数据库，存储于其中的数据或信息，具有“不可伪造”、“全程留痕”、“可以追溯”、“公开透明”、“集体维护”等特征。基于这些特征，区块链技术奠定了坚实的“信任”基础，创造了可靠的“合作”机制，具有广阔的运用前景。尝试借助区块链提供数据共享的机制，成为本领域研究的重要课题。

如中国专利CN107862548A，公开日2018年3月30日，一种基于区块链的大范围数据分享方法，包括：一个个区块数据按照发生顺序串联成整个大范围数据；并由数据接入模块、支付模块和数据评估模块实现相应功能；数据接入模块供数据源上报方上报数据源和响应的收益价值定价，并记录上报的信息，用于接收收益；支付模块发行相关的代币，根据数据使用、获取情况，数据需求方支付代币，数据源上报方获得代币，中间方获得服务代币；代币可以转换为实际的收益；数据评估模块提供数据源上报方定义数据的收益方式，区块链数据分享网络按设定的方法进行数据收益的定价，并列出各类数据的定价列表。其技术方案实现了促进各类数据的利用，提升利用价值。但其不能保证数据在分享过程中的隐私安全。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前缺乏有效进行数据分享的机制的技术问题。提出了一种基于区块链的数据分享方法，能够方便的在数据源方和数据需求方之间分享数据，同时保证数据不被泄露。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种基于区块链的数据分享方法，包括以下步骤：建立桥服务器，数据源方将数据提交给桥服务器，所述桥服务器为数据的每个数据行分配标识，提取每个数据行的哈希值，提取出的全部哈希值再次提取哈希值，作为二次哈希值，将二次哈希值上传区块链存储；所述桥服务器将数据的每个数据行分散存储在若干个数据存储节点上，为每个数据行生成提取码，将数据行标识和提取码反馈给数据源方；所述桥服务器为数据源方和数据需求方分配用户标识；数据源方与数据需求方分享数据时，将相应的数据行标识和提取码发送给数据需求方；数据需求方得到数据行标识和提取码后，将数据行标识、提取码及数据处理模型提交给桥服务器；所述桥服务器与数据存储节点建立通信，恢复提取码对应的数据行；所述桥服务器将恢复得到的数据行代入数据处理模型，将数据处理模型的结果发送给数据需求方。

作为优选，数据源方将提取码发送给数据需求方的方法包括：所述桥服务器为每个数据需求方生成一对公私秘钥，其中公钥作为提取公钥；将提取公钥关联数据需求方的用户标识上传区块链存储；使用私钥加密提取码，获得加密提取码，将加密提取码发送给数据需求方；数据需求方将数据行标识和加密提取码发送给桥服务器；所述桥服务器从区块链下载对应的提取公钥，使用提取公钥解密加密提取码，获得提取码；若提取码与数据行标识对应，则所述桥服务器与数据存储节点建立通信，恢复提取码对应的数据行。

作为优选，所述桥服务器为数据需求方分配的用户标识与提取公钥为相同的十六进制数；数据需求方将数据行标识和加密提取码发送给桥服务器时，所述桥服务器使用数据需求方的用户标识解密加密提取码，获得提取码；若提取码与数据行标识对应，则所述桥服务器与数据存储节点建立通信，恢复提取码对应的数据行。

作为优选，所述数据需求方将数据处理模型提交给桥服务器，所述桥服务器存储数据处理模型，为数据处理模型分配模型编号；所述模型编号与提取公钥为相同的十六进制数；所述数据需求方得到数据行标识和提取码后，将数据行标识、加密提取码和模型编号发送给桥服务器，所述桥服务器使用模型编号解密加密提取码，获得提取码；若提取码与数据行标识对应，则所述桥服务器与数据存储节点建立通信，恢复提取码对应的数据行；将恢复的数据行代入模型编号对应的数据处理模型。

作为优选，所述桥服务器为每个数据行生成若干个副本，所述副本的数量与所述数据存储节点的数量匹配，副本关联标识；所述桥服务器为数据行中的非数值型字段生成替代数表，存储所述替代数表，将非数值型字段取值替换为替代数；为数据行的每个字段生成若干个加数，若干个加数的数量与副本数量相同；将若干个副本分配给若干个数据存储节点存储；所述桥服务器复原数据行时，将同一个字段在副本中的值求和，而后查替代数表，将替代数更改会对应的非数值型取值，即可复原数据行。

作为优选，将数据行数值型字段的原值求1次方至N次方的值分别将拆分为若干个加数；为副本新建数值型字段的2次方至N次方的字段，并分别存入分配到的加数；所述桥服务器执行数据处理模型时，提取以真实值为输入的能够进行泰勒展开的一元计算式；将所述的一元计算式展开为泰勒展开式，泰勒展开式为数值型字段真实值的1次方至N次方值的加权和计算式；所述数据存储节点将所存储的对应加数代入加权和计算式，将和发送给所述桥服务器；所述桥服务器收到全部数据存储节点发送的和后，再进行求和，所得结果即为对应一元计算式的结果。

作为优选，所述桥服务器获得一元计算式的结果后，对所述一元计算式使用泰勒展开式计算所得近似结果的误差进行判断；若误差超过预设百分比，则丢弃近似结果，恢复数据行求解所述一元计算式；若误差未超过预设百分比，则保留所述近似结果；所述桥服务器执行以下步骤进行误差的判断：所述桥服务器根据近似结果和一元计算式，反求出近似真实值；将近似真实值乘以系数k，k=1+△，△为预设百分比；将使用系数k修正后的近似真实值代入一元计算式，得出修正近似结果；若修正近似结果与近似结果的绝对值的差距超过预设百分比，则判定误差超过预设百分比。

作为优选，数据行的字段及字段允许长度构成数据结构，所述数据存储节点在其存储介质上为每个数据结构开辟有若干个存储区，每个存储区开辟若干个存储块；所述存储块的长度与数据结构的最大占用空间匹配；所述存储块具有用于存储标识的区域，所述数据存储节点收到副本时，提取副本的数据结构，找到对应的存储区；将副本及标识存入第一个空白存储块，若存储区的存储块已被存满，则开辟新的存储区；向所述数据存储节点取出数据行时，所述桥服务器将数据行的标识发送到所述数据存储节点，所述数据存储节点提供对应标识的副本。

作为优选，所述桥服务器收到数据处理模型时，对数据处理模型进行隐私安全检查，隐私安全检查包括以下步骤：列举所述数据处理模型的输出，列举每个输出涉及的输入字段；将输出以及涉及的输入字段作为子模型；若存在子模型仅包含一个输入字段，则隐私安全检查不通过，所述桥服务器拒收所述数据处理模型；若隐私安全检查通过，则所述桥服务器存储数据处理模型，为数据处理模型分配模型编号。

本发明的实质性效果是：通过数据存储节点存储分享的数据，数据需求方通过数据处理模型调用数据行获得数据信息，使数据需求方不需要直接接触到数据，从而保证数据的隐私安全；将数据行的哈希值上链存储，能够防止数据行被篡改；使用加密提取码作为提取数据的凭证，仅能够由指定的数据需求方才能提取数据，得到数据使用权的数据需求方，不能再次分享数据，有效限制了数据的流通范围。

附图说明

图1为实施例一数据分享方法流程示意图。

图2为实施例一提取码发送给数据需求方的方法流程示意图。

图3为实施例一为数据需求方分配的用户标识方法流程示意图。

图4为实施例一数据行分散存储方法流程示意图。

图5为实施例二为数据需求方分配的用户标识方法流程示意图。

图6为实施例二数据行分散存储方法流程示意图。

图7为实施例二数据处理模型执行方法示意图。

图8为实施例二数据存储节点存储方法示意图。

图9为实施例二数据处理模型进行隐私安全检查方法示意图。

图10为实施例二子模型示意图。

其中：10、输入字段，20、输出。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

实施例一：

一种基于区块链的数据分享方法，请参阅附图1，包括以下步骤：

步骤A01）建立桥服务器，数据源方将数据提交给桥服务器，桥服务器为数据的每个数据行分配标识，提取每个数据行的哈希值，提取出的全部哈希值再次提取哈希值，作为二次哈希值，将二次哈希值上传区块链存储；

步骤A02）桥服务器将数据的每个数据行分散存储在若干个数据存储节点上，为每个数据行生成提取码，将数据行标识和提取码反馈给数据源方；

步骤A03）桥服务器为数据源方和数据需求方分配用户标识；

步骤A04）数据源方与数据需求方分享数据时，将相应的数据行标识和提取码发送给数据需求方；

步骤A05）数据需求方得到数据行标识和提取码后，将数据行标识、提取码及数据处理模型提交给桥服务器；

步骤A06）桥服务器与数据存储节点建立通信，恢复提取码对应的数据行；

步骤A07）桥服务器将恢复得到的数据行代入数据处理模型，将数据处理模型的结果发送给数据需求方。

请参阅附图2，数据源方将提取码发送给数据需求方的方法包括：步骤B01）桥服务器为每个数据需求方生成一对公私秘钥，其中公钥作为提取公钥；步骤B02）将提取公钥关联数据需求方的用户标识上传区块链存储；步骤B03）使用私钥加密提取码，获得加密提取码，将加密提取码发送给数据需求方；步骤B04）数据需求方将数据行标识和加密提取码发送给桥服务器；步骤B05）桥服务器从区块链下载对应的提取公钥，使用提取公钥解密加密提取码，获得提取码；步骤B06）若提取码与数据行标识对应，则桥服务器与数据存储节点建立通信，恢复提取码对应的数据行。

其中，请参阅附图3，分配用户标识的方法包括：步骤C11）桥服务器为数据需求方分配的用户标识与提取公钥为相同的十六进制数；步骤C12）数据需求方将数据行标识和加密提取码发送给桥服务器时，桥服务器使用数据需求方的用户标识解密加密提取码，获得提取码；步骤C13）若提取码与数据行标识对应，则桥服务器与数据存储节点建立通信，恢复提取码对应的数据行。数据需求方即使获得了加密提取码，也只能自己使用，不能再分享给他人。避免了数据被分享后，即被多次分享，而导致数据扩散，泄露隐私。

请参阅附图4，桥服务器执行以下步骤：步骤D01）桥服务器为每个数据行生成若干个副本，副本的数量与数据存储节点的数量匹配，副本关联标识；步骤D02）桥服务器为数据行中的非数值型字段生成替代数表，存储替代数表，将非数值型字段取值替换为替代数；步骤D03）为数据行的每个字段生成若干个加数，若干个加数的数量与副本数量相同；步骤D04）将若干个副本分配给若干个数据存储节点存储；步骤D05）桥服务器复原数据行时，将同一个字段在副本中的值求和，而后查替代数表，将替代数更改会对应的非数值型取值，即可复原数据行。

本实施例的有益技术效果是：通过数据存储节点存储分享的数据，数据需求方通过数据处理模型调用数据行获得数据信息，使数据需求方不需要直接接触到数据，从而保证数据的隐私安全；将数据行的哈希值上链存储，能够防止数据行被篡改；使用加密提取码作为提取数据的凭证，仅能够由指定的数据需求方才能提取数据，得到数据使用权的数据需求方，不能再次分享数据，有效限制了数据的流通范围。

实施例二：

一种基于区块链的数据分享方法，本实施例在实施例一的基础上，对数据需求方的数据处理模型的模型编号的分配，提出了具体的改进方案。请参阅附图5，包括以下步骤：步骤C21）数据需求方将数据处理模型提交给桥服务器，桥服务器存储数据处理模型，为数据处理模型分配模型编号；步骤C22）模型编号与提取公钥为相同的十六进制数；步骤C23）数据需求方得到数据行标识和提取码后，将数据行标识、加密提取码和模型编号发送给桥服务器，桥服务器使用模型编号解密加密提取码，获得提取码；步骤C24）若提取码与数据行标识对应，则桥服务器与数据存储节点建立通信，恢复提取码对应的数据行；步骤C25）将恢复的数据行代入模型编号对应的数据处理模型。

请参阅附图6，本实施例中，将数据行存储在若干个数据存储节点的方法包括：步骤E01）将数据行数值型字段的原值求1次方至N次方的值分别将拆分为若干个加数；步骤E02）为副本新建数值型字段的2次方至N次方的字段，并分别存入分配到的加数；步骤E03）桥服务器执行数据处理模型时，提取以真实值为输入的能够进行泰勒展开的一元计算式；步骤E04）将的一元计算式展开为泰勒展开式，泰勒展开式为数值型字段真实值的1次方至N次方值的加权和计算式；步骤E05）数据存储节点将所存储的对应加数代入加权和计算式，将和发送给桥服务器；步骤E06）桥服务器收到全部数据存储节点发送的和后，再进行求和，所得结果即为对应一元计算式的结果。部分一元函数的泰勒展开式为自变量1次方至N次方的加权和，使用本方案在不复原数据行的前提下，就可以完成计算式的计算。若数据处理模型仅包含加权和计算式，或能够通过泰勒展开为加权和计算式，则在执行数据处理模型过程中，不需要恢复数据行。

桥服务器获得一元计算式的结果后，对一元计算式使用泰勒展开式计算所得近似结果的误差进行判断；若误差超过预设百分比，则丢弃近似结果，恢复数据行求解一元计算式；若误差未超过预设百分比，则保留近似结果；请参阅附图7，桥服务器执行以下步骤进行误差的判断：步骤F01）桥服务器根据近似结果和一元计算式，反求出近似真实值；步骤F02）将近似真实值乘以系数k，k=1+△，△为预设百分比；步骤F03）将使用系数k修正后的近似真实值代入一元计算式，得出修正近似结果；步骤F04）若修正近似结果与近似结果的绝对值的差距超过预设百分比，则判定误差超过预设百分比。

本实施例对数据存储节点的数据存储方法进行了具体的改进，数据行的字段及字段允许长度构成数据结构。请参阅附图8，本实施例中，数据存储节点执行以下步骤：步骤G01）数据存储节点在其存储介质上为每个数据结构开辟有若干个存储区，每个存储区开辟若干个存储块；步骤G02）存储块的长度与数据结构的最大占用空间匹配；步骤G03）存储块具有用于存储标识的区域，数据存储节点收到副本时，提取副本的数据结构，找到对应的存储区；步骤G04）将副本及标识存入第一个空白存储块，若存储区的存储块已被存满，则开辟新的存储区；步骤G05）向数据存储节点取出数据行时，桥服务器将数据行的标识发送到数据存储节点，数据存储节点提供对应标识的副本。

桥服务器收到数据处理模型时，对数据处理模型进行隐私安全检查，请参阅附图9，隐私安全检查包括以下步骤：步骤H01）列举数据处理模型的输出20，列举每个输出20涉及的输入字段10；步骤H02）将输出20以及涉及的输入字段10作为子模型；步骤H03）若存在子模型仅包含一个输入字段10，则隐私安全检查不通过，桥服务器拒收数据处理模型；步骤H04）若隐私安全检查通过，则桥服务器存储数据处理模型，为数据处理模型分配模型编号。子模型请参阅附图10，函数f1涉及的输入字段10和输出20构成的子模型，即属于仅包含一个输入字段10的情况，因而隐私安全检查不通过。若不考虑图10中的函数f1，仅考虑其他函数，则函数f5及函数f6涉及到的输入字段10和输出20，即能够通过隐私安全检查。

以上的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种基于区块链的数据分享方法，其特征在于，

包括以下步骤：

建立桥服务器，数据源方将数据提交给桥服务器，所述桥服务器为数据的每个数据行分配标识，提取每个数据行的哈希值，提取出的全部哈希值再次提取哈希值，作为二次哈希值，将二次哈希值上传区块链存储；

所述桥服务器将数据的每个数据行分散存储在若干个数据存储节点上，为每个数据行生成提取码，将数据行标识和提取码反馈给数据源方；

所述桥服务器为每个数据行生成若干个副本，所述副本的数量与所述数据存储节点的数量匹配，副本关联数据行标识；

所述桥服务器为数据行中的非数值型字段生成替代数表，存储所述替代数表，将非数值型字段取值替换为替代数；

为数据行的每个字段生成若干个加数，若干个加数的数量与副本数量相同，每个副本存入一个加数；

将若干个副本分配给若干个数据存储节点存储；

所述桥服务器为数据源方和数据需求方分配用户标识；

数据源方与数据需求方分享数据时，数据源方将相应的数据行标识和提取码发送给数据需求方；

数据需求方得到数据行标识和提取码后，将数据行标识、提取码及数据处理模型提交给桥服务器；

所述桥服务器与数据存储节点建立通信，复原提取码对应的数据行；

所述桥服务器复原数据行时，将同一个字段在副本中的加数求和，而后查替代数表，将替代数更改回对应的非数值型取值，复原数据行；

所述桥服务器将复原得到的数据行代入数据处理模型，将数据处理模型的结果发送给数据需求方。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的数据分享方法，其特征在于，

数据源方将提取码发送给数据需求方的方法包括：

所述桥服务器为每个数据需求方生成一对公私秘钥，其中公钥作为提取公钥；

将提取公钥关联数据需求方的用户标识上传区块链存储；

使用私钥加密提取码，获得加密提取码，将加密提取码发送给数据需求方；

数据需求方将数据行标识和加密提取码发送给桥服务器；

所述桥服务器从区块链下载对应的提取公钥，使用提取公钥解密加密提取码，获得提取码；

若提取码与数据行标识对应，则所述桥服务器与数据存储节点建立通信，复原提取码对应的数据行。

3.根据权利要求2所述的一种基于区块链的数据分享方法，其特征在于，

所述桥服务器为数据需求方分配的用户标识与提取公钥为相同的十六进制数；

数据需求方将数据行标识和加密提取码发送给桥服务器时，所述桥服务器使用数据需求方的用户标识解密加密提取码，获得提取码；

若提取码与数据行标识对应，则所述桥服务器与数据存储节点建立通信，复原提取码对应的数据行。

4.根据权利要求2所述的一种基于区块链的数据分享方法，其特征在于，

所述数据需求方将数据处理模型提交给桥服务器，所述桥服务器存储数据处理模型，为数据处理模型分配模型编号；

所述模型编号与提取公钥为相同的十六进制数；

所述数据需求方得到数据行标识和提取码后，将数据行标识、加密提取码和模型编号发送给桥服务器，所述桥服务器使用模型编号解密加密提取码，获得提取码；

若提取码与数据行标识对应，则所述桥服务器与数据存储节点建立通信，复原提取码对应的数据行；

将复原的数据行代入模型编号对应的数据处理模型。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于区块链的数据分享方法，其特征在于，

将数据行数值型字段的原值求1次方至N次方的值，并分别拆分为若干个加数；为副本新建数值型字段的2次方至N次方的字段，每个副本分别存入对应次方的分配到的一个加数；

所述桥服务器执行数据处理模型时，提取以真实值为输入的能够进行泰勒展开的一元计算式；

将所述的一元计算式展开为泰勒展开式，泰勒展开式为数值型字段真实值的1次方至N次方值的加权和计算式；

所述数据存储节点将所存储的对应加数代入加权和计算式，将和发送给所述桥服务器；

所述桥服务器收到全部数据存储节点发送的和后，再进行求和，所得结果即为对应一元计算式的结果。

6.根据权利要求5所述的一种基于区块链的数据分享方法，其特征在于，

所述桥服务器获得一元计算式的结果后，对所述一元计算式使用泰勒展开式计算所得近似结果的误差进行判断，若误差超过预设百分比，则丢弃近似结果，复原数据行求解所述一元计算式，若误差未超过预设百分比，则保留所述近似结果；

所述桥服务器执行以下步骤进行误差的判断：

所述桥服务器根据近似结果和一元计算式，反求出近似真实值；

将近似真实值乘以系数k，k=1+△，△为预设百分比；

将使用系数k修正后的近似真实值代入一元计算式，得出修正近似结果；

若修正近似结果与近似结果的绝对值的差距超过预设百分比，则判定误差超过预设百分比。

7.根据权利要求5所述的一种基于区块链的数据分享方法，其特征在于，

数据行的字段及字段允许长度构成数据结构，所述数据存储节点在其存储介质上为每个数据结构开辟有若干个存储区，每个存储区开辟若干个存储块；

所述存储块的长度与数据结构的最大占用空间匹配；

所述存储块具有用于存储数据行标识的区域，所述数据存储节点收到副本时，提取副本的数据结构，找到对应的存储区；

将副本及数据行标识存入第一个空白存储块，若存储区的存储块已被存满，则开辟新的存储区；

向所述数据存储节点取出数据行时，所述桥服务器将数据行标识发送到所述数据存储节点，所述数据存储节点提供对应数据行标识的副本。

8.根据权利要求1至4任一项所述的一种基于区块链的数据分享方法，其特征在于，

所述桥服务器收到数据处理模型时，对数据处理模型进行隐私安全检查，隐私安全检查包括以下步骤：

列举所述数据处理模型的输出，列举每个输出涉及的输入字段；

将输出以及涉及的输入字段作为子模型；

若存在子模型仅包含一个输入字段，则隐私安全检查不通过，所述桥服务器拒收所述数据处理模型；

若隐私安全检查通过，则所述桥服务器存储数据处理模型，为数据处理模型分配模型编号。