CN114741735A

CN114741735A - 基于区块链的海量离线数据可信任存储方法及系统

Info

Publication number: CN114741735A
Application number: CN202210649375.5A
Authority: CN
Inventors: 刘祥志; 雷步海; 孙丰收; 荀杰; 乔友为; 满佳政; 魏云美
Original assignee: Shandong Shanke Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Shandong Shanke Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2022-06-10
Filing date: 2022-06-10
Publication date: 2022-07-12

Abstract

本发明涉及数据离线存储技术领域，本发明公开了基于区块链的海量离线数据可信任存储方法及系统，应用于数据管理器，包括：获取采集的视频数据；对采集的视频数据进行处理，得到特征码；将视频数据存储到存储设备中，得到视频在存储设备中的存储位置信息；将视频存储位置信息和特征码打包为一个数据信息块，将数据信息块发送到区块链节点，完成数据的上链存储。有效地兼容了监管部门等应用场景中的原有视频、图像和文件等海量存储设备，充分利用了区块链系统去中心化和数据安全性的优点，实现了非区块链海量离线存储数据的防篡改。

Description

基于区块链的海量离线数据可信任存储方法及系统

技术领域

本发明涉及数据离线存储技术领域，特别是涉及基于区块链的海量离线数据可信任存储方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提到了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

目前监管部门有海量视频数据，存在数据传递不畅、监督信息匮乏和伪造等问题。

区块链技术的兴起，较好地解决了已上链数据的去中心化和安全性问题。在区块链系统中，各节点均为系统提供存储空间和算力支持，如果一个节点需要修改区块链系统中的历史信息，必须征得半数以上节点的同意才能完成，并且会同步修改所有节点中的信息。由于区块链节点分布在不同主体，篡改区块链中的历史信息是一件极其困难的事，并会留下篡改者的痕迹，较好地解决了监管部门中已上链数据的安全性问题。由于区块链系统中的区块数据被存储在各个不同的节点，因此如果将监管部门的日常监控视频、图像和文件等海量数据均纳入区块链存储并做上链处理，将会造成区块数据存储空间的极大浪费和区块数据上链的延时，也会使各监管部门已投入的存储设备束之高阁，造成存储资源的重复建设和已投设施的重大浪费。因此，如何解决监管部门等应用场景中基于区块链的非上链海量离线数据的安全性和真实性，并与建设的区块链系统协同工作，是一项即将面临的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了基于区块链的海量离线数据可信任存储方法及系统；有效地兼容了监管部门等应用场景中的原有视频、图像和文件等海量存储设备，充分利用了区块链系统去中心化和数据安全性的优点，实现了非区块链海量离线存储数据的防篡改。

第一方面，本发明提供了基于区块链的海量离线数据可信任存储方法；

基于区块链的海量离线数据可信任存储方法，应用于数据管理器，包括：

获取采集的视频数据；

对采集的视频数据进行处理，得到特征码；

将视频数据存储到存储设备中，得到视频在存储设备中的存储位置信息；

将视频存储位置信息和特征码打包为一个数据信息块，将数据信息块发送到区块链节点，完成数据的上链存储。

第二方面，本发明提供了基于区块链的海量离线数据可信任存储系统；

基于区块链的海量离线数据可信任存储系统，包括：数据管理器，所述数据管理器分别与摄像机、存储设备、区块链和认证终端连接；

数据管理器获取采集的视频数据；

数据管理器对采集的视频数据进行处理，得到特征码；

数据管理器将视频数据存储到存储设备中，得到视频在存储设备中的存储位置信息；

数据管理器将视频存储位置信息和特征码打包为一个数据信息块，将数据信息块发送到区块链节点，完成数据的上链存储。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明实现的基于区块链的海量离线数据可信任存储方法，有效地兼容了监管部门等应用场景中的原有视频、图像和文件等海量存储设备，充分利用了区块链系统去中心化和数据安全性的优点，实现了非区块链海量离线存储数据的防篡改，有效降低了区块链系统各节点的存储数据容量，缩短了区块链数据的上链时间，并避免了原有监控和存储设备的资源浪费，较好地杜绝了监管部门管理人员滥用职权等事件的发生。

基于区块链的监管部门数据可信任离线认证方法，可以保证监管部门监控视频、图像和文件等海量离线数据的完整性，避免个别监管部门管理人员违规修改、删除视频数据，伪造证据；另外，区块链系统中的区块链节点可以根据其存储的信息块，周期性或者随机地认证监管部门的海量离线存储数据，一旦发现数据被修改或者损坏，及时发出报警提示，保证海量离线存储数据的真实性。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为实施例二中基于区块链的海量离线数据可信任存储装置的功能模块示意图；

图2为实施例二中基于区块链的海量离线数据可信任认证装置的功能模块示意图；

图3为实施例一中基于区块链的海量离线数据可信任存储方法流程图；

图4为实施例一中基于区块链的海量离线数据可信任认证方法流程图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例所有数据的获取都在符合法律法规和用户同意的基础上，对数据的合法应用。

实施例一

本实施例提供了基于区块链的海量离线数据可信任存储方法；

如图3所示，基于区块链的海量离线数据可信任存储方法，应用于数据管理器，包括：

S101：获取采集的视频数据；

S102：对采集的视频数据进行处理，得到特征码；

S103：将视频数据存储到存储设备中，得到视频在存储设备中的存储位置信息；

S104：将视频存储位置信息和特征码打包为一个数据信息块，将数据信息块发送到区块链节点，完成数据的上链存储。

其中，所述数据管理器为一台服务器或者设置于存储设备内部的软件模块。

进一步地，所述S101：获取采集的视频数据；具体是指通过摄像头获取采集的视频数据。

进一步地，所述S102：对采集的视频数据进行处理，得到特征码；具体处理过程包括：

采用摘要算法或哈希算法作为对采集的视频数据的处理算法，得到特征码。

对于摘要算法，所述特征码为摘要消息；对于哈希算法，则所述特征码为哈希值。

所述处理算法，优选SM3、SHA-256，其中SM3为国产哈希算法，是中国国家密码管理局发布的一款密码散列函数算法标准；SHA-256则是SHA-2下细分出的一种算法，SHA-2的全称为Secure Hash Algorithm 2，是美国国家安全局研发的一款密码散列函数算法标准。

进一步地，所述S103：将视频数据存储到存储设备中，得到视频在存储设备中的存储位置信息；具体包括：

所述数据管理器为一台计算机时，在将视频数据存入存储设备时优选以文件名作为识别信息进行区分不同时间的视频数据；

所述数据管理器为一个软件模块时，该软件模块集成到存储设备中，存储设备将摄像机输出的视频数据首先通过该软件模块进行处理，所述软件模块输出的数据再通过所述存储设备存储到存储介质，此时存储设备优选将视频数据所存储的存储介质的磁道和扇区编号的起始和结束信息作为识别信息，进一步提高视频数据的安全性。

值得一提的是，在S102中，处理算法，不存储在所述数据管理器中，该算法存储在区块链节点的存储空间。当所述数据管理器加密所述视频数据时，所述数据管理器从区块链节点读取加密算法，所述数据管理器加密完成后将加密算法删除。

从而进一步提高视频存储数据所采用加密算法泄密的可能，增强海量离线数据的可信任度。

更进一步，在区块链节点的存储空间，存储有一个加密算法库，所述数据管理器每次加密数据时，都从加密算法库中随机获取一个加密算法，对存储的视频数据进行加密。区块链节点收到所述数据管理器上链的数据信息块时，将数据信息块中生成特征值的加密算法一起存储到区块链节点，以供验证视频数据是否正确时使用。

由于每次加密视频数据所采用的加密算法都从区块链节点获取，并且获取算法随机，这将进一步提升海量离线数据的安全性，更好的防止存储的海量离线数据被伪造或者篡改。

可选地，所述数据管理器每次加密视频数据前，从区块链节点下载一段数据指令，所述数据指令在所述数据管理器上运行，实现对所述视频数据的加密，加密完成后，所述数据指令将自己删除。

该方案将数据处理算法进行了进一步的封装，加密视频数据的指令由区块链节点提供和删除，只有加密运行时存在于所述数据管理器的内存中，该方案进一步提高了海量离线视频数据的加密效果，进一步增强了海量离线数据的可信任度。

进一步地，在数据的上链存储时，在数据信息块上打上时间戳，以标明视频监控数据的时间，便于后期视频数据的查阅。

进一步地，如图4所示，所述方法还包括：

S105：接收请求删除视频数据的指令；

S106：根据视频存储位置信息，从区块链中查找到对应的数据信息块；

S107：对所述数据信息块进行解析，得到特征码；

S108：根据视频存储位置信息，从存储设备中找到对应的视频数据，并对找到的视频数据进行特征码生成；

S109：判断生成的特征码与从区块链的数据信息块中解析得到的特征码是否一致；

若一致，则对存储设备中的视频数据进行删除；把删除请求发起方的信息更新到区块链相应的数据信息块中；

若不一致，则拒绝执行删除指令，同时，将删除请求发起方的信息写入日志。

基于区块链的海量离线数据可信任存储装置的结构组成，优选如图1所示。所述存储装置具体包括摄像机、数据管理器、存储设备和区块链系统，其中所述数据管理器优选通过以太网总线或者光纤分别连接所述摄像机、所述存储设备和所述区块链系统中一个区块链节点。

以监管部门应用场景为例进行说明，其中摄像机负责监测监管部门内被监测人员的日常活动，摄像机的视频数据才是监管部门管理人员监测被监测人员最真实和最有力证据。因此，摄像机的视频数据存储不同于普通的视频监控系统的存储方式，摄像机的输出需要经过数据管理器进行数据处理后才进行存储。

所述数据管理器可以为一台计算机，也可以为一个软件模块，其作为是将摄机的视频数据进行以位、字节、字、双字或者块为单位按照一定的规则进行运算，生成特征码。

所述数据管理器在选择对摄像机输出视频数据的处理算法时，优选算法SM3或者SHA-256，使用该算法计算得到特征值以验证存储数据的完整性；也可选择其它的公知验证算法，以实现与本实施例相同的功能，均属于本实施例的常规替换。

为了方便数据上链，所述数据管理器将所述特征码和所述识别信息打包成一个数据信息块，通过区块链系统的区块链节点进行上链，存储到区块系统，从而实现所述数据信息块的数据防篡改和可追溯。

将数据管理器的处理视频数据的软件功能设计成一个软件模块，并把该软件模块加入到现有的存储设备的处理器中，所述存储设备首先使用该软件模块对输入的视频数据进行处理，然后再对该软件模块输出的数据进行存储和所述数据信息块的区块链上链处理。这样可以兼容原来的监管部门视频监控系统，更节约硬件资源。

为了更好地保证视频数据的真实性和完整性，当存储的数据被试图修改或者删除时，除拒绝存储数据被修改，还会将修改人员登录信息存储到区块链系统中的相关数据信息块中，从而为监管部门监察部门追溯系统违规操作提供依据。

进一步地，所述方法还包括：

S110：接收由区块链发起的数据认证请求指令和对应的数据信息块；所述数据信息块，包括：特征码和待认证视频在存储设备中的存储位置信息；

S111：根据待认证视频在存储设备中的存储位置信息，查找到对应的视频数据，并进行处理得到新特征码；

S112：将新特征码与数据信息块中的特征码进行比对，如果两者相同，则表示离线存储数据可信任，否则，表示离线存储数据不可信任。

如图2所示，所述认证方法中涉及到的功能模块包括认证装置、数据管理器、存储设备和区块链系统。所述数据管理器优选通过以太网或者光纤分别连接认证装置、存储设备和区块链系统，所述认证装置优选计算机或者智能终端设备，所述数据管理器与区块链系统的连接通过至少一个区块链节点取得。因此，在具体实施过程中，可以把所述认证装置的功能集成到数据管理器或者区块链系统中，将图2的所述认证装置删除。

以监管部门应用场景为例进行说明，在所述认证方法中所数据管理器首先根据监管部门管理人员的视频数据认证需求通过区块链节点从区块链系统获得相应的数据信息块，解析所述数据信息块得到特征码和数据识别信息，与本实施例中描述的所述存储方法相对应，该数据识别信息可以是文件名或者存储数据的磁道和扇区信息。

所述认证方法可以由区块链系统发起，对监管部门存储的离线数据进行认证，一旦发现存储的离线数据异常，立即发出报警提示，从而实时保证离线数据的真实性。其中，离线数据的认证方式优选周期方式，根据需要本领域技术人员也可以选择随机方式。

本实施例以摄像机的视频数据为例进行阐述，但其发明构思并不限于视频数据，还可应用于图像、文件等基于区块链系统的海量离线数据的可信任存储。

本公开中提到的离线数据是指不参与区块链系统中上链存储的数据，与之相对应是在线数据，所述在线数据是指区块链系统中各节点存储的区块数据，该数据由区块链节点进行上链得到。

实施例二

本实施例提供了基于区块链的海量离线数据可信任存储系统；

如图1和图2所示，基于区块链的海量离线数据可信任存储系统，包括：数据管理器，所述数据管理器分别与摄像机、存储设备、区块链和认证终端连接；

数据管理器获取采集的视频数据；

数据管理器对采集的视频数据进行处理，得到特征码；

进一步地，所述系统还包括：

数据管理器接收请求删除视频数据的指令；

数据管理器根据视频存储位置信息，从区块链中查找到对应的数据信息块；

数据管理器对所述数据信息块进行解析，得到特征码；

数据管理器根据视频存储位置信息，从存储设备中找到对应的视频数据，并对找到的视频数据进行特征码生成；

数据管理器判断生成的特征码与从区块链的数据信息块中解析得到的特征码是否一致；若一致，则对存储设备中的视频数据进行删除；把删除请求发起方的信息更新到区块链相应的数据信息块中；若不一致，则拒绝执行删除指令，同时，将删除请求发起方的信息写入日志。

进一步地，所述系统还包括：

数据管理器接收由区块链发起的数据认证请求指令和对应的数据信息块；所述数据信息块，包括：特征码和待认证视频在存储设备中的存储位置信息；

数据管理器根据待认证视频在存储设备中的存储位置信息，查找到对应的视频数据，并进行处理得到新特征码；

数据管理器将新特征码与数据信息块中的特征码进行比对，如果两者相同，则表示离线存储数据可信任，否则，表示离线存储数据不可信任。

进一步地，所述系统还包括：

将视频数据存储到存储设备中，得到视频在存储设备中的存储位置信息；具体包括：

所述数据管理器为一个软件模块时，该软件模块集成到存储设备中，存储设备将摄像机输出的视频数据首先通过该软件模块进行处理，所述软件模块输出的数据再通过所述存储设备存储到存储介质，此时存储设备优选将视频数据存储到存储介质的磁道和扇区编号的起始和结束信息作为识别信息，进一步提高视频数据的安全性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.基于区块链的海量离线数据可信任存储方法，其特征是，应用于数据管理器，包括：

获取采集的视频数据；

对采集的视频数据进行处理，得到特征码；

2.如权利要求1所述的基于区块链的海量离线数据可信任存储方法，其特征是，对采集的视频数据进行处理，得到特征码；具体处理过程包括：

采用摘要算法或哈希算法，对采集的视频数据进行处理，得到特征码。

3.如权利要求1所述的基于区块链的海量离线数据可信任存储方法，其特征是，将视频数据存储到存储设备中，得到视频在存储设备中的存储位置信息；具体包括：

4.如权利要求1所述的基于区块链的海量离线数据可信任存储方法，其特征是，在数据的上链存储时，在数据信息块上打上时间戳，以标明视频监控数据的时间，便于后期视频数据的查阅。

5.如权利要求1所述的基于区块链的海量离线数据可信任存储方法，其特征是，所述方法还包括：

接收请求删除视频数据的指令；

根据视频存储位置信息，从区块链中查找到对应的数据信息块；

对所述数据信息块进行解析，得到特征码；

根据视频存储位置信息，从存储设备中找到对应的视频数据，并对找到的视频数据进行特征码生成；

判断生成的特征码与从区块链的数据信息块中解析得到的特征码是否一致；若一致，则对存储设备中的视频数据进行删除；把删除请求发起方的信息更新到区块链相应的数据信息块中；若不一致，则拒绝执行删除指令，同时，将删除请求发起方的信息写入日志。

6.如权利要求1或5所述的基于区块链的海量离线数据可信任存储方法，其特征是，所述方法还包括：

接收由区块链发起的数据认证请求指令和对应的数据信息块；所述数据信息块，包括：特征码和待认证视频在存储设备中的存储位置信息；

根据待认证视频在存储设备中的存储位置信息，查找到对应的视频数据，并进行处理得到新特征码；

将新特征码与数据信息块中的特征码进行比对，如果两者相同，则表示离线存储数据可信任，否则，表示离线存储数据不可信任。

7.基于区块链的海量离线数据可信任存储系统，其特征是，包括：数据管理器，所述数据管理器分别与摄像机、存储设备、区块链和认证终端连接；

数据管理器获取采集的视频数据；

数据管理器对采集的视频数据进行处理，得到特征码；

8.如权利要求7所述的基于区块链的海量离线数据可信任存储系统，其特征是，所述系统还包括：

数据管理器接收请求删除视频数据的指令；

数据管理器对所述数据信息块进行解析，得到特征码；

9.如权利要求7或8所述的基于区块链的海量离线数据可信任存储系统，其特征是，所述系统还包括：

10.如权利要求7所述的基于区块链的海量离线数据可信任存储系统，其特征是，

所述数据管理器为一个软件模块时，该软件模块集成到存储设备中，存储设备将摄像机输出的视频数据首先通过该软件模块进行处理，所述软件模块输出的数据再通过所述存储设备存储到存储介质，此时存储设备将视频数据存储到存储介质的磁道和扇区编号的起始和结束信息作为识别信息，提高视频数据的安全性。