CN113992334B - 设备端数据的存储方法、验证方法、装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种设备端数据的存储方法、验证方法、装置和电子设备，包括：按预设时间窗口对工况时序数据进行切分，得到至少一个数据块；将数据块存储至工业互联网平台的数据账本中，并对数据块中的工况时序数据进行摘要算法的计算，得到数据摘要；将数据块中的设备ID和时间戳插入第一预设布隆过滤器，并将设备ID插入第二预设布隆过滤器，进而将第一预设布隆过滤器和第二预设布隆过滤器作为时间摘要；将数据摘要、时间摘要作为时间戳为T0的摘要账本存储至联盟区块链中。本发明的方法引入了联盟区块链作为数据的摘要账本，设计了基于联盟区块链的摘要账本存储数据账本的摘要信息，通过联盟区块链的不可篡改性，保证了摘要数据本身的可信性。

Description

设备端数据的存储方法、验证方法、装置和电子设备

技术领域

本发明涉及数据存储的技术领域，尤其是涉及一种设备端数据的存储方法、验证方法、装置和电子设备。

背景技术

随着物联网、大数据和人工智能技术的发展，工业互联网设备产生的时序数据也呈爆发式的增长。工业互联网平台能够负责对上述时序数据进行有效的存储，例如，A企业的工业互联网设备接入工业互联网平台后，后续A企业的工业互联网设备在生产工作时，产生的工况时序数据会存储至工业互联网平台。

在一些应用场景下，需要第三方仲裁机构对上述工况时序数据的存储的准确性进行验证。例如，A企业需要在第三方仲裁机构进行融资，那么A企业需要提供其名下所拥有的工业互联网设备的数量以及这些工业互联网设备的工作情况（即相关的工况时序数据），此时，工业互联网平台可以为A企业提供相关的工况时序数据以证明A企业名下所拥有的工业互联网设备的数量以及这些工业互联网设备的工作情况，但是，若A企业将工业互联网平台提供的上述证明提交至第三方仲裁机构进行融资时，第三方仲裁机构便会对上述证明的可靠性产生怀疑，因为工业互联网平台本身缺乏公信力，所以，就需要第三方仲裁机构对上述工况时序数据的准确性进行验证。为了验证工况时序数据的准确性，可以通过联盟区块链（具有不可篡改性）的方式对上述工况时序数据进行存储，即A企业的工业互联网设备作为工况时序数据的生产方、工业互联网平台和第三方仲裁机构作为联盟区块链的节点，工况时序数据的生产方产生的时序数据采用联盟区块链的方式进行存储，即上述三个参与方的区块链节点上同时存储工况时序数据，这样，第三方仲裁机构中的工况时序数据便具备了公信力，可以作为A企业融资的相关证明。

但是，通过联盟区块链的方式存储工况时序数据时，由于工况时序数据的产生和传输速率很快，工况时序数据在写入联盟区块链时的写入速度无法满足工况时序数据产生的需求，上述方式在实际应用过程中是行不通的。

所以，如何对设备端数据进行可信存储成为亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种设备端数据的存储方法、验证方法、装置和电子设备，以缓解现有技术无法对设备端数据进行可信存储的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种设备端数据的存储方法，应用于工业互联网平台，其中，所述工业互联网平台、时序数据的生产方和第三方仲裁机构构成联盟区块链的节点；所述方法包括：

获取设备端发送的工况时序数据，并按预设时间窗口对所述工况时序数据进行切分，得到至少一个数据块；

将所述数据块存储至所述工业互联网平台的数据账本中，并对所述数据块中的工况时序数据进行排序，对排序后的所述数据块中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到数据摘要；

将所述数据块中的设备ID和时间戳插入第一预设布隆过滤器，并将所述数据块中的设备ID插入第二预设布隆过滤器，进而将所述第一预设布隆过滤器和所述第二预设布隆过滤器作为时间摘要；

将所述数据摘要、所述时间摘要作为时间戳为T0的摘要账本存储至所述联盟区块链中，其中，所述T0为所述数据块对应的整时间戳。

进一步的，对所述数据块中的工况时序数据进行排序，包括：

按照所述工况时序数据对应的设备ID和时间戳的字母序对所述数据块中的工况时序数据进行排序。

进一步的，所述第一预设布隆过滤器和所述第二预设布隆过滤器的字节数根据所述预设时间窗口内的工况时序数据的数量、所述设备端的数量和期望的检验准确率进行设置。

第二方面，本发明实施例还提供了一种设备端数据的验证方法，应用于第三方仲裁机构，其中，所述第三方仲裁机构、工业互联网平台和时序数据的生产方构成联盟区块链的节点，所述第三方仲裁机构、所述工业互联网平台和所述时序数据的生产方存储有上述第一方面中任一项所述的设备端数据的存储方法中得到的摘要账本，所述互联网平台还存储有上述第一方面中任一项所述的设备端数据的存储方法中得到的数据账本；所述方法包括：

获取待验证信息，并根据所述待验证信息在所述摘要账本中获取对应的目标数据摘要和目标时间摘要，其中，所述待验证信息包括：时间信息和设备信息；

获取所述工业互联网平台根据所述数据账本提供的与所述待验证信息对应的数据块，并将所述数据块中的设备ID和时间戳通过所述目标时间摘要进行验证，确定存在于所述目标时间摘要的目标设备ID和目标时间戳；

在所述数据块中获取与所述目标设备ID和所述目标时间戳对应的待验证数据块，并对所述待验证数据块中的工况时序数据进行排序，对排序后的所述待验证数据块中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到待验证数据摘要；

将所述待验证数据摘要与所述目标数据摘要进行比对，根据比对结果确定所述待验证信息是否验证通过。

进一步的，将所述数据块中的设备ID和时间戳通过所述目标时间摘要进行验证，包括：

将所述设备ID和所述时间戳输入至所述目标时间摘要中的第一预设布隆过滤器，以确定存在于所述第一预设布隆过滤器的初始设备ID和初始时间戳；

将所述初始设备ID输入至所述目标时间摘要中的第二预设布隆过滤器，以确定存在于所述第二预设布隆过滤器的所述目标设备ID，并确定与所述目标设备ID对应的所述目标时间戳。

进一步的，对所述待验证数据块中的工况时序数据进行排序，包括：

按照所述工况时序数据对应的设备ID和时间戳的字母序对所述待验证数据块中的工况时序数据进行排序。

第三方面，本发明实施例还提供了一种设备端数据的存储装置，应用于工业互联网平台，其中，所述工业互联网平台、时序数据的生产方和第三方仲裁机构构成联盟区块链的节点；所述装置包括：

获取和数据切分单元，用于获取设备端发送的工况时序数据，并按预设时间窗口对所述工况时序数据进行切分，得到至少一个数据块；

存储和摘要计算单元，用于将所述数据块存储至所述工业互联网平台的数据账本中，并对所述数据块中的工况时序数据进行排序，对排序后的所述数据块中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到数据摘要；

插入单元，用于将所述数据块中的设备ID和时间戳插入第一预设布隆过滤器，并将所述数据块中的设备ID插入第二预设布隆过滤器，进而将所述第一预设布隆过滤器和所述第二预设布隆过滤器作为时间摘要；

存储单元，用于将所述数据摘要、所述时间摘要作为时间戳为T0的摘要账本存储至所述联盟区块链中，其中，所述T0为所述数据块对应的整时间戳。

第四方面，本发明实施例还提供了一种设备端数据的验证装置，应用于第三方仲裁机构，其中，所述第三方仲裁机构、工业互联网平台和时序数据的生产方构成联盟区块链的节点，所述第三方仲裁机构、所述工业互联网平台和所述时序数据的生产方存储有上述第一方面中任一项所述的设备端数据的存储方法中得到的摘要账本，所述互联网平台还存储有上述第一方面中任一项所述的设备端数据的存储方法中得到的数据账本；所述装置包括：

第一获取单元，用于获取待验证信息，并根据所述待验证信息在所述摘要账本中获取对应的目标数据摘要和目标时间摘要，其中，所述待验证信息包括：时间信息和设备信息；

第二获取单元，用于获取所述工业互联网平台根据所述数据账本提供的与所述待验证信息对应的数据块，并将所述数据块中的设备ID和时间戳通过所述目标时间摘要进行验证，确定存在于所述目标时间摘要的目标设备ID和目标时间戳；

摘要计算单元，用于在所述数据块中获取与所述目标设备ID和所述目标时间戳对应的待验证数据块，并对所述待验证数据块中的工况时序数据进行排序，对排序后的所述待验证数据块中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到待验证数据摘要；

比对单元，用于将所述待验证数据摘要与所述目标数据摘要进行比对，根据比对结果确定所述待验证信息是否验证通过。

第五方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面任一项所述的方法的步骤，或，实现上述第二方面中任一项所述的方法的步骤。

第六方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述机器可运行指令在被处理器调用和运行时，所述机器可运行指令促使所述处理器运行上述第一方面任一项所述的方法，或，运行上述第二方面中任一项所述的方法。

在本发明实施例中，提供了一种设备端数据的存储方法，应用于工业互联网平台，其中，工业互联网平台、时序数据的生产方和第三方仲裁机构构成联盟区块链的节点；该方法包括：获取设备端发送的工况时序数据，并按预设时间窗口对工况时序数据进行切分，得到至少一个数据块；将数据块存储至工业互联网平台的数据账本中，并对数据块中的工况时序数据进行排序，对排序后的数据块中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到数据摘要；将数据块中的设备ID和时间戳插入第一预设布隆过滤器，并将数据块中的设备ID插入第二预设布隆过滤器，进而将第一预设布隆过滤器和第二预设布隆过滤器作为时间摘要；将数据摘要、时间摘要作为时间戳为T0的摘要账本存储至联盟区块链中，其中，T0为数据块对应的整时间戳。通过上述描述可知，本发明的设备端数据的存储方法引入了联盟区块链作为数据的摘要账本，设计了基于联盟区块链的摘要账本存储数据账本的摘要信息，通过联盟区块链的不可篡改性，保证了摘要数据本身的可信性，同时，仅将摘要数据写入联盟区块链，数据账本依然存储于工业互联网平台，提高了联盟区块链处理写入工况时序数据的效率，也就是在既保证数据写入速度的同时，也提高了数据的可信性，缓解了现有技术无法对设备端数据进行可信存储的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种设备端数据的存储方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一个排序后的数据块的示意图；

图3为本发明实施例提供的联盟区块链的示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种设备端数据的存储方法的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种设备端数据的验证方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的一种设备端数据的存储装置的示意图；

图7为本发明实施例提供的一种设备端数据的验证装置的示意图；

图8为本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在现有的工业互联网数据存储系统中，如果仅仅采用传统时间序列数据库存储时间序列大数据（如，设备端的工况时序数据存储至工业互联网平台），设备端的工况时序数据的存储存在易篡改的风险，降低了设备端数据在企业/组织间协作过程中的数据可信度。如果对设备端的工况时序数据采用区块链进行存储，即便是采用现有性能最好的联盟区块链存储，数据写入的延迟也无法满足大多数工业互联网场景下设备端工况时序数据的产生需求。

基于此，本发明的设备端数据的存储方法引入了联盟区块链作为数据的摘要账本，设计了基于联盟区块链的摘要账本存储数据账本的摘要信息，通过联盟区块链的不可篡改性，保证了摘要数据本身的可信性，同时，仅将摘要数据写入联盟区块链，数据账本依然存储于工业互联网平台，提高了联盟区块链处理写入工况时序数据的效率，也就是在既保证数据写入速度的同时，也提高了数据的可信性。

下面结合附图对本发明实施例进行进一步介绍。

实施例一：

根据本发明实施例，提供了一种设备端数据的存储方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种设备端数据的存储方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取设备端发送的工况时序数据，并按预设时间窗口对工况时序数据进行切分，得到至少一个数据块；

在本发明实施例中，该设备端数据的存储方法应用于工业互联网平台，另外，工业互联网平台、时序数据的生产方和第三方仲裁机构构成联盟区块链的节点。当前的工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化、智能化需求，构建的基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的工业云平台。通常其平台模式为：平台运营方自底向上提供边缘侧设备（如，设备端）数据接入能力，平台侧数据存储和模型分析能力，生态服务应用接入能力。在一般情况下，边缘侧设备接入方与平台运营方并不相同，更多场景下是多家边缘侧设备接入企业在使用同一家工业互联网平台提供的服务，该场景下，工业大数据（即设备端的工况时序数据）是托管于工业互联网平台侧的，在工业互联网平台的行业可信度背书不足的情况下，工业大数据存在被篡改的风险，抬高了不同企业/组织间进行工业数据的可信分享的信任成本。所以，将工业互联网平台、时序数据的生产方和第三方仲裁机构构成联盟区块链的节点进行设备端数据的存储。

在工业互联网大数据的存储和分析场景下，当时序数据的生产方、存储方（工业互联网平台）和使用方（第三方仲裁机构）不同时，对工况时序数据的可信存储和获取方案就尤为重要，能够降低3方的信任成本。联盟区块链技术因其具有”效率较公有链有很大提升”，“更好的安全隐私保护”以及”不需要代币激励”的特点，在可信工业互联网大数据的存储和分析场景中逐渐发挥重要作用。联盟链通常应用在多个互相已知身份的组织之间构建，比如多个银行之间的支付结算、多个企业之间的物流供应链管理等。因此，联盟链系统一般都需要严格的身份认证和权限管理，节点的数量在一定时间段内也是确定的，适合处理组织间需要达成共识的业务。联盟链的典型代表是Hyperledger Fabric系统。联盟链具有以下特点：

1.效率较公有链有很大提升

联盟链参与方之间互相知道彼此在现实世界的身份，支持完整的成员服务管理机制，成员服务模块提供成员管理的框架，定义了参与者身份及验证管理规则；在一定的时间内参与方个数确定且节点数量远远小于公有链、对于要共同实现的业务在线下已经达成一致理解，因此联盟链共识算法运行效率更高，如PBFT、Raft等，从而可以实现毫秒级确认，吞吐率有极大提升(几百到几万TPS)。

2.更好的安全隐私保护

数据仅在联盟成员内开放，非联盟成员无法访问联盟链内的数据；即使在同一个联盟内，不同的业务之间的数据也进行一定的隔离，比如Hpeledgere Fabrie的通道(Channel)机制将不同业务的区块链进行隔离，通过零知识证明，对交易参与方身份进行保护等。

3.不需要代币激励

联盟中的参与方为了共同的业务收益而共同配合，因此有各自贡献算力、存储、网络的动力，一般不需要通过额外的代币进行奖励。

时序数据从定义上来说，就是一串按时间维度索引的数据。用描述性的语言来解释什么是时序数据，简单的说，就是这类数据描述了某个被测量的主体在一个时间范围内的每个时间点上的测量值。而典型工业互联网背景下，各类传感器和智能网关等监测设备无时无刻不在对外传输此类时间序列数据。时序数据用于描述一个物体在历史的时间维度上的状态变化信息，而对于时序数据的分析，就是尝试掌握并把控其变化的规律的过程。随着物联网、大数据和人工智能技术的发展，时序数据也呈一个爆发式的增长。而为了更好的支持这类数据的存储和分析，在市场上衍生出了多种多样的新兴的数据库产品。这类数据库产品的发明都是为了解决传统关系型数据库在时序数据存储和分析上的不足和缺陷，这类产品被统一归类为时序数据库。

当前，现有的时序数据库技术如influxdb，opentsdb等广泛用于存储工业互联网所产生的海量设备端时序数据，具有能够支撑高并发、高吞吐的写入；交互级的聚合查询；能够支撑海量数据存储的能力。工业互联网平台就采用上述时序数据库对工况时序数据进行存储。

上述设备端可以是指工业互联网设备，上述预设时间窗口可以是一分钟，本发明实施例对上述预设时间窗口不进行具体限制。

步骤S104，将数据块存储至工业互联网平台的数据账本中，并对数据块中的工况时序数据进行排序，对排序后的数据块中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到数据摘要；

图2中示出了对数据块中的工况时序数据进行排序后，得到的一个排序后的数据块以及计算得到的数据摘要和时间摘要。其中，P表示一个数据块内所有设备的工况内容部分，T表示一个数据块内上传数据的时间戳信息，D表示设备ID。

在得到排序后的数据块后，对排序后的数据块中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到数据摘要，如图2所示，对设备工况（P）中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到数据摘要A（P）。上述摘要算法包括以下任一种：MD5算法、SHA-256算法。

步骤S106，将数据块中的设备ID和时间戳插入第一预设布隆过滤器，并将数据块中的设备ID插入第二预设布隆过滤器，进而将第一预设布隆过滤器和第二预设布隆过滤器作为时间摘要；

如图2所示，将数据块中的设备ID和时间戳作为二元组（D，T）插入第一预设布隆过滤器，得到B（D，T），并将数据块中的设备ID插入第二预设布隆过滤器，得到B（D），进而将B（D，T）和B（D）作为时间摘要A（T）。

步骤S108，将数据摘要、时间摘要作为时间戳为T0的摘要账本存储至联盟区块链中，其中，T0为数据块对应的整时间戳。

在得到数据摘要和时间摘要后，将数据摘要和时间摘要作为时间戳为T0的摘要账本存储至联盟区块链中。如图2中所示的一个数据块，时间戳T0为2021-10-22 12:01:00。

最终的结果为如图3所示，数据账本仅存储在工业互联网平台（可采用现有的时间序列存储数据库来存储），摘要账本存储在联盟区块链中，即联盟区块链的三个参与方上都存储有摘要账本。

在本发明实施例中，提供了一种设备端数据的存储方法，应用于工业互联网平台，其中，工业互联网平台、时序数据的生产方和第三方仲裁机构构成联盟区块链的节点；该方法包括：获取设备端发送的工况时序数据，并按预设时间窗口对工况时序数据进行切分，得到至少一个数据块；将数据块存储至工业互联网平台的数据账本中，并对数据块中的工况时序数据进行排序，对排序后的数据块中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到数据摘要；将数据块中的设备ID和时间戳插入第一预设布隆过滤器，并将数据块中的设备ID插入第二预设布隆过滤器，进而将第一预设布隆过滤器和第二预设布隆过滤器作为时间摘要；将数据摘要、时间摘要作为时间戳为T0的摘要账本存储至联盟区块链中，其中，T0为数据块对应的整时间戳。通过上述描述可知，本发明的设备端数据的存储方法引入了联盟区块链作为数据的摘要账本，设计了基于联盟区块链的摘要账本存储数据账本的摘要信息，通过联盟区块链的不可篡改性，保证了摘要数据本身的可信性，同时，仅将摘要数据写入联盟区块链，数据账本依然存储于工业互联网平台，提高了联盟区块链处理写入工况时序数据的效率，也就是在既保证数据写入速度的同时，也提高了数据的可信性，缓解了现有技术无法对设备端数据进行可信存储的技术问题。

上述内容对本发明的设备端数据的存储方法进行了简要介绍，下面对其中涉及到的具体内容进行详细描述。

在本发明的一个可选实施例中，上述步骤S104，对数据块中的工况时序数据进行排序，具体包括：按照工况时序数据对应的设备ID和时间戳的字母序对数据块中的工况时序数据进行排序。

在本发明的一个可选实施例中，第一预设布隆过滤器和第二预设布隆过滤器的字节数根据预设时间窗口内的工况时序数据的数量、设备端的数量和期望的检验准确率进行设置。

下面对设备端数据的存储方法的过程再进行整体介绍：

参考图4，先按照使用场景数据量大致的一个时间窗口内工况时序数据条数和设备数以及期望的检验准确率(比如99.999%)设置2个布隆过滤器B(D，T)和B(D)所需字节数，得到第一预设布隆过滤器和第二预设布隆过滤器；

1．设备端发送工况时序数据；

2.工业互联网平台接收工况时序数据后，按时间窗口切分为数据块；

3.数据块内工况时序数据写入数据账本存储；

4.计算数据摘要A(P)：

将数据块中所有的工况内容部分P按照(D，T)二元组的字母序排序后，按预定义的摘要算法对工况内容部分P计算数据摘要A(P)；

5.计算时间摘要A(T)：

将数据块中所有出现过的(D，T)组合插入到第一预设布隆过滤器，得到B(D，T)；

将该数据块中出现的所有设备ID插入到布隆过滤器，得到B(D)；

6.将A(T)，A(P)作为T0(整时间戳)的数据块对应的内容存储到联盟区块链。

图4中，上一区块哈希值和区块摘要与签名为联盟区块链本身的概念，区块摘要与签名用于保证区块的写入是由本账本的持有者去写的。

本发明的设备端数据的存储方法引入了联盟区块链作为数据的摘要账本，设计了基于联盟区块链的摘要账本存储数据账本的摘要信息，通过联盟区块链的不可篡改性，保证了摘要数据本身的可信性，同时，仅将摘要数据写入联盟区块链，数据账本依然存储于工业互联网平台，提高了联盟区块链处理写入工况时序数据的效率，也就是在既保证数据写入速度的同时，也提高了数据的可信性。

实施例二：

根据本发明实施例，提供了一种设备端数据的验证方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图5是根据本发明实施例的一种设备端数据的验证方法的流程图，如图5所示，该方法包括如下步骤：

步骤S502，获取待验证信息，并根据待验证信息在摘要账本中获取对应的目标数据摘要和目标时间摘要，其中，待验证信息包括：时间信息和设备信息；

上述实施例一介绍了设备端数据的存储方法，下面对设备端数据的验证方法进行具体介绍。在本发明实施例中，该设备端数据的验证方法应用于第三方仲裁机构，其中，第三方仲裁机构、工业互联网平台和时序数据的生产方构成联盟区块链的节点，第三方仲裁机构、工业互联网平台和时序数据的生产方存储有上述实施例一中的设备端数据的存储方法中得到的摘要账本，互联网平台还存储有上述实施例一中的设备端数据的存储方法中得到的数据账本。

例如，待验证信息为确认时间T内，设备D是否发送过工况时序数据到数据账本，若发送过，则进一步确认上述工况时序数据是否被篡改。

根据上述待验证信息中的时间T在摘要账本中获取对应的目标数据摘要和目标时间摘要。

例如，时间T为2021-10-22 12:01:03，那么就在摘要账本中找到2021-10-22 12:01:00对应的目标数据摘要和目标时间摘要。

步骤S504，获取工业互联网平台根据数据账本提供的与待验证信息对应的数据块，并将数据块中的设备ID和时间戳通过目标时间摘要进行验证，确定存在于目标时间摘要的目标设备ID和目标时间戳；

在得到目标数据摘要和目标时间摘要后，获取工业互联网平台根据数据账本提供的与待验证信息对应的数据块。具体的，可以根据设备ID和时间戳在工业互联网平台的数据账本获取与设备ID和时间戳对应的数据块（或者说工况时序数据）。

上述将数据块中的设备ID和时间戳通过目标时间摘要进行验证的目的是为了找到存在于目标时间摘要的目标设备ID和目标时间戳，这样，后续基于目标数据摘要和与目标设备ID、目标时间戳对应的数据块的数据摘要进行对比验证时，才能够确保验证的准确性。

步骤S506，在数据块中获取与目标设备ID和目标时间戳对应的待验证数据块，并对待验证数据块中的工况时序数据进行排序，对排序后的待验证数据块中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到待验证数据摘要；

具体的，按照工况时序数据对应的设备ID和时间戳的字母序对待验证数据块中的工况时序数据进行排序。

步骤S508，将待验证数据摘要与目标数据摘要进行比对，根据比对结果确定待验证信息是否验证通过。

具体的，如果待验证数据摘要与目标数据摘要相同，则确定待验证信息验证通过，即时间T内，设备D发送过工况时序数据到数据账本，且工况时序数据未被篡改；如果待验证数据摘要与目标数据摘要不同，则确定待验证信息未验证通过，即时间T内，设备D发送过工况时序数据到数据账本，但是工况时序数据被篡改。

本发明实施例的设备端数据的验证方法引入了基于布隆过滤的数据存在性校验，即基于布隆过滤器生成的时间维度上的存在性校验时间信息和设备ID信息，以足够大的置信率验证写入数据帐本的数据与摘要一致，同时实现对摘要内容的高压缩率。

上述内容对本发明的设备端数据的验证方法进行了简要介绍，下面对其中涉及到的具体内容进行详细描述。

在本发明的一个可续实施例中，将数据块中的设备ID和时间戳通过目标时间摘要进行验证，具体包括：

（1）将设备ID和时间戳输入至目标时间摘要中的第一预设布隆过滤器，以确定存在于第一预设布隆过滤器的初始设备ID和初始时间戳；

具体的，将设备ID和时间戳输入至第一预设布隆过滤器后，第一预设布隆过滤器会输出设备ID和时间戳是否存在于其中的一个结果。

上述确定存在于第一预设布隆过滤器的初始设备ID和初始时间戳是指确定设备ID和时间戳中存在于第一预设布隆过滤器的初始设备ID和初始时间戳。

因为有些工况时序数据产生后就会存储至工业互联网平台，同时也会将摘要信息存储至联盟区块链，而有些工况时序数据是后补的工况时序数据，其并非是在其产生的时候就存储至互联网平台，而是过了一段时间后，再存储至工业互联网平台的数据账本中的，而这些后补的工况时序数据的摘要信息不会再存储至联盟区块链中，也就是说数据账本中存在后补的工况时序数据，但是摘要账本中不存在这部分工况时序数据的摘要信息。所以，在通过设备TD和时间戳在数据账本中查询对应的工况时序数据时，会查询到该部分后补的工况时序数据，但是，根据时间戳在摘要账本中查询时，就查询不到上述后补的工况时序数据的摘要信息，这样，在对后补的工况时序数据进行摘要计算后，将摘要计算结果与摘要账本中的摘要信息进行比对时，就会出现比对错误（因为这部分工况时序数据本身就不存在于摘要账本中，即便是比对，也比对不到正确的结果）。

为了避免上述情况的发生，提高验证的准确性，所以需要进行上述（1）的过程，需要通过第一预设布隆过滤器对设备ID和时间戳进行一次过滤，得到存在于第一预设布隆过滤器的初始设备ID和初始时间戳。

下面是通过第二预设布隆过滤器对设备ID进行的二次过滤，得到存在于第二预设布隆过滤器的目标设备ID和与目标设备ID对应的目标时间戳。

这样，再进行上述步骤S506和步骤S508，使得验证的结果更加准确。

（2）将初始设备ID输入至目标时间摘要中的第二预设布隆过滤器，以确定存在于第二预设布隆过滤器的目标设备ID，并确定与目标设备ID对应的目标时间戳。

具体的，若某些设备ID（例如，D）没有存在于第二预设布隆过滤器，则确定时间T内，设备D未发送过工况时序数据到数据账本。

上述确定存在于第二预设布隆过滤器的目标设备ID是指初始设备ID中存在于第二预设布隆过滤器的目标设备ID。

下面对设备端数据的验证方法的过程再进行整体介绍：

1）通过给定时间段T，计算对应的数据块

查询数据账本获取与设备ID和时间戳对应的数据块；

2）第三方仲裁机构：根据时间段T确定整时间戳，通过整时间戳查询区块链，获取对应的摘要内容，A(T)，A(P)；

3）第三方仲裁机构：将步骤1）所获得的数据块中的时间戳和设备ID依次调用A(T)布隆过滤器B(D，T)，获取存在于布隆过滤器内所有的二元组(D,T)；

4）从A(T)中获取布隆过滤器B(D)，并校验步骤3）中的二元组(D,T)中的设备D是否存在于B(D)；

若第4)步不通过，则确定设备D在该时间段内未发送过数据，若通过，将步骤3)获取的所有(D，T)对应数据P从数据账本中取出，并按照(D，T)二元组字母序排列后的数据，重新计算数据摘要并与A(P)比对；若比对不通过，说明数据账本存在的数据内容存在被修改的情况。

实施例三：

本发明实施例还提供了一种设备端数据的存储装置，该设备端数据的存储装置主要用于执行本发明实施例一中所提供的设备端数据的存储方法，以下对本发明实施例提供的设备端数据的存储装置做具体介绍。

图6是根据本发明实施例的一种设备端数据的存储装置的示意图，该装置应用于工业互联网平台，其中，工业互联网平台、时序数据的生产方和第三方仲裁机构构成联盟区块链的节点，如图6所示，该装置主要包括：获取和数据切分单元10、存储和摘要计算单元20、插入单元30和存储单元40，其中：

获取和数据切分单元，用于获取设备端发送的工况时序数据，并按预设时间窗口对工况时序数据进行切分，得到至少一个数据块；

存储和摘要计算单元，用于将数据块存储至工业互联网平台的数据账本中，并对数据块中的工况时序数据进行排序，对排序后的数据块中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到数据摘要；

插入单元，用于将数据块中的设备ID和时间戳插入第一预设布隆过滤器，并将数据块中的设备ID插入第二预设布隆过滤器，进而将第一预设布隆过滤器和第二预设布隆过滤器作为时间摘要；

存储单元，用于将数据摘要、时间摘要作为时间戳为T0的摘要账本存储至联盟区块链中，其中，T0为数据块对应的整时间戳。

在本发明实施例中，提供了一种设备端数据的存储装置，应用于工业互联网平台，其中，工业互联网平台、时序数据的生产方和第三方仲裁机构构成联盟区块链的节点；该方法包括：获取设备端发送的工况时序数据，并按预设时间窗口对工况时序数据进行切分，得到至少一个数据块；将数据块存储至工业互联网平台的数据账本中，并对数据块中的工况时序数据进行排序，对排序后的数据块中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到数据摘要；将数据块中的设备ID和时间戳插入第一预设布隆过滤器，并将数据块中的设备ID插入第二预设布隆过滤器，进而将第一预设布隆过滤器和第二预设布隆过滤器作为时间摘要；将数据摘要、时间摘要作为时间戳为T0的摘要账本存储至联盟区块链中，其中，T0为数据块对应的整时间戳。通过上述描述可知，本发明的设备端数据的存储装置引入了联盟区块链作为数据的摘要账本，设计了基于联盟区块链的摘要账本存储数据账本的摘要信息，通过联盟区块链的不可篡改性，保证了摘要数据本身的可信性，同时，仅将摘要数据写入联盟区块链，数据账本依然存储于工业互联网平台，提高了联盟区块链处理写入工况时序数据的效率，也就是在既保证数据写入速度的同时，也提高了数据的可信性，缓解了现有技术无法对设备端数据进行可信存储的技术问题。

可选地，存储和摘要计算单元还用于：按照工况时序数据对应的设备ID和时间戳的字母序对数据块中的工况时序数据进行排序。

可选地，第一预设布隆过滤器和第二预设布隆过滤器的字节数根据预设时间窗口内的工况时序数据的数量、设备端的数量和期望的检验准确率进行设置。

实施例四：

本发明实施例还提供了一种设备端数据的验证装置，该设备端数据的验证装置主要用于执行本发明实施例二中所提供的设备端数据的验证方法，以下对本发明实施例提供的设备端数据的验证装置做具体介绍。

图7是根据本发明实施例的一种设备端数据的验证装置的示意图，该装置应用于第三方仲裁机构，其中，第三方仲裁机构、工业互联网平台和时序数据的生产方构成联盟区块链的节点，第三方仲裁机构、工业互联网平台和时序数据的生产方存储有上述实施例一中的设备端数据的存储方法中得到的摘要账本，互联网平台还存储有上述实施例一中的设备端数据的存储方法中得到的数据账本；如图7所示，该装置主要包括：第一获取单元50、第二获取单元60、摘要计算单元70和比对单元80，其中：

第一获取单元，用于获取待验证信息，并根据待验证信息在摘要账本中获取对应的目标数据摘要和目标时间摘要，其中，待验证信息包括：时间信息和设备信息；

第二获取单元，用于获取工业互联网平台根据数据账本提供的与待验证信息对应的数据块，并将数据块中的设备ID和时间戳通过目标时间摘要进行验证，确定存在于目标时间摘要的目标设备ID和目标时间戳；

摘要计算单元，用于在数据块中获取与目标设备ID和目标时间戳对应的待验证数据块，并对待验证数据块中的工况时序数据进行排序，对排序后的待验证数据块中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到待验证数据摘要；

比对单元，用于将待验证数据摘要与目标数据摘要进行比对，根据比对结果确定待验证信息是否验证通过。

本发明实施例的设备端数据的验证装置引入了基于布隆过滤的数据存在性校验，即基于布隆过滤器生成的时间维度上的存在性校验时间信息和设备ID信息，以足够大的置信率验证写入数据帐本的数据与摘要一致，同时实现对摘要内容的高压缩率。

可选地，第二获取单元还用于：将设备ID和时间戳输入至目标时间摘要中的第一预设布隆过滤器，以确定存在于第一预设布隆过滤器的初始设备ID和初始时间戳；将初始设备ID输入至目标时间摘要中的第二预设布隆过滤器，以确定存在于第二预设布隆过滤器的目标设备ID，并确定与目标设备ID对应的目标时间戳。

可选地，摘要计算单元还用于：按照工况时序数据对应的设备ID和时间戳的字母序对待验证数据块中的工况时序数据进行排序。

本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

如图8所示，本申请实施例提供的一种电子设备600，包括：处理器601、存储器602和总线，所述存储器602存储有所述处理器601可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器601与所述存储器602之间通过总线通信，所述处理器601执行所述机器可读指令，以执行如上述设备端数据的存储方法、验证方法的步骤。

具体地，上述存储器602和处理器601能够为通用的存储器和处理器，这里不做具体限定，当处理器601运行存储器602存储的计算机程序时，能够执行上述设备端数据的存储方法、验证方法。

处理器601可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器601中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器601可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器602，处理器601读取存储器602中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

对应于上述设备端数据的存储方法、验证方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述设备端数据的存储方法、验证方法的步骤。

本申请实施例所提供的设备端数据的存储装置、验证装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本申请实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

再例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述车辆标记方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，简称RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种设备端数据的存储方法，其特征在于，应用于工业互联网平台，其中，所述工业互联网平台、时序数据的生产方和第三方仲裁机构构成联盟区块链的节点；所述方法包括：

获取设备端发送的工况时序数据，并按预设时间窗口对所述工况时序数据进行切分，得到至少一个数据块；

将所述数据块存储至所述工业互联网平台的数据账本中，并对所述数据块中的工况时序数据进行排序，对排序后的所述数据块中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到数据摘要；

将所述数据块中的设备ID和时间戳插入第一预设布隆过滤器，并将所述数据块中的设备ID插入第二预设布隆过滤器，进而将所述第一预设布隆过滤器和所述第二预设布隆过滤器作为时间摘要；

将所述数据摘要、所述时间摘要作为时间戳为T0的摘要账本存储至所述联盟区块链中，其中，所述T0为所述数据块对应的整时间戳。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述数据块中的工况时序数据进行排序，包括：

按照所述工况时序数据对应的设备ID和时间戳的字母序对所述数据块中的工况时序数据进行排序。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设布隆过滤器和所述第二预设布隆过滤器的字节数根据所述预设时间窗口内的工况时序数据的数量、所述设备端的数量和期望的检验准确率进行设置。

4.一种设备端数据的验证方法，其特征在于，应用于第三方仲裁机构，其中，所述第三方仲裁机构、工业互联网平台和时序数据的生产方构成联盟区块链的节点，所述第三方仲裁机构、所述工业互联网平台和所述时序数据的生产方存储有上述权利要求1至3中任一项所述的设备端数据的存储方法中得到的摘要账本，所述互联网平台还存储有上述权利要求1至3中任一项所述的设备端数据的存储方法中得到的数据账本；所述方法包括：

获取待验证信息，并根据所述待验证信息在所述摘要账本中获取对应的目标数据摘要和目标时间摘要，其中，所述待验证信息包括：时间信息和设备信息；

获取所述工业互联网平台根据所述数据账本提供的与所述待验证信息对应的数据块，并将所述数据块中的设备ID和时间戳通过所述目标时间摘要进行验证，确定存在于所述目标时间摘要的目标设备ID和目标时间戳；

在所述数据块中获取与所述目标设备ID和所述目标时间戳对应的待验证数据块，并对所述待验证数据块中的工况时序数据进行排序，对排序后的所述待验证数据块中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到待验证数据摘要；

将所述待验证数据摘要与所述目标数据摘要进行比对，根据比对结果确定所述待验证信息是否验证通过。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述数据块中的设备ID和时间戳通过所述目标时间摘要进行验证，包括：

将所述设备ID和所述时间戳输入至所述目标时间摘要中的第一预设布隆过滤器，以确定存在于所述第一预设布隆过滤器的初始设备ID和初始时间戳；

将所述初始设备ID输入至所述目标时间摘要中的第二预设布隆过滤器，以确定存在于所述第二预设布隆过滤器的所述目标设备ID，并确定与所述目标设备ID对应的所述目标时间戳。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述待验证数据块中的工况时序数据进行排序，包括：

按照所述工况时序数据对应的设备ID和时间戳的字母序对所述待验证数据块中的工况时序数据进行排序。

7.一种设备端数据的存储装置，其特征在于，应用于工业互联网平台，其中，所述工业互联网平台、时序数据的生产方和第三方仲裁机构构成联盟区块链的节点；所述装置包括：

获取和数据切分单元，用于获取设备端发送的工况时序数据，并按预设时间窗口对所述工况时序数据进行切分，得到至少一个数据块；

存储和摘要计算单元，用于将所述数据块存储至所述工业互联网平台的数据账本中，并对所述数据块中的工况时序数据进行排序，对排序后的所述数据块中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到数据摘要；

插入单元，用于将所述数据块中的设备ID和时间戳插入第一预设布隆过滤器，并将所述数据块中的设备ID插入第二预设布隆过滤器，进而将所述第一预设布隆过滤器和所述第二预设布隆过滤器作为时间摘要；

存储单元，用于将所述数据摘要、所述时间摘要作为时间戳为T0的摘要账本存储至所述联盟区块链中，其中，所述T0为所述数据块对应的整时间戳。

8.一种设备端数据的验证装置，其特征在于，应用于第三方仲裁机构，其中，所述第三方仲裁机构、工业互联网平台和时序数据的生产方构成联盟区块链的节点，所述第三方仲裁机构、所述工业互联网平台和所述时序数据的生产方存储有上述权利要求1至3中任一项所述的设备端数据的存储方法中得到的摘要账本，所述互联网平台还存储有上述权利要求1至3中任一项所述的设备端数据的存储方法中得到的数据账本；所述装置包括：

第一获取单元，用于获取待验证信息，并根据所述待验证信息在所述摘要账本中获取对应的目标数据摘要和目标时间摘要，其中，所述待验证信息包括：时间信息和设备信息；

第二获取单元，用于获取所述工业互联网平台根据所述数据账本提供的与所述待验证信息对应的数据块，并将所述数据块中的设备ID和时间戳通过所述目标时间摘要进行验证，确定存在于所述目标时间摘要的目标设备ID和目标时间戳；

摘要计算单元，用于在所述数据块中获取与所述目标设备ID和所述目标时间戳对应的待验证数据块，并对所述待验证数据块中的工况时序数据进行排序，对排序后的所述待验证数据块中的工况内容部分进行摘要算法的计算，得到待验证数据摘要；

比对单元，用于将所述待验证数据摘要与所述目标数据摘要进行比对，根据比对结果确定所述待验证信息是否验证通过。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至3中任一项所述的方法的步骤，或，实现上述权利要求4至6中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述机器可运行指令在被处理器调用和运行时，所述机器可运行指令促使所述处理器运行上述权利要求1至3中任一项所述的方法，或，运行上述权利要求4至6中任一项所述的方法。

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