CN114912856B - 一种基于区块链的飞行模拟器维护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机辅助设计领域，尤其涉及一种基于区块链的飞行模拟器维护方法，其包括如下步骤：S1：维护方工程师编辑维护单传输给相关信息池；S2：供应商将维护单分配给供应商工程师；S3:供应商工程师编辑联络单以链上信使的方式与维护方工程师沟通；S4：供应商工程师找出故障原因及解决方案，填入维护单，上传到供应商信息池保存；S5：维护方工程师根据解决方案修复并测试；S6：测试通过，维护方填写维护单，以联盟链的形式上传至相关信息池保存并生成维护手册。本发明提供的方法快速，实用，具有可追溯性，而且可以对飞行模拟器维护方面提升安全性和抗攻击能力。

Description

一种基于区块链的飞行模拟器维护方法

技术领域

本发明涉及计算机辅助设计领域，尤其涉及一种基于区块链的飞行模拟器维护方法。

背景技术

飞机维修是确保飞机持续适航性所需执行的任务，飞机模拟器同样也需要维修保护。但是现有的模拟器维护系统安全性风险及问题如下：

模拟器自主研发资源被非法用户使用或以未经授权的方式使用；

关键数据被恶意或未经授权的删除或修改；

维护问题解决效率低：因模拟器维护问题描述不清导致的相关方信息差或模拟器供应商和模拟器运营商之间邮件或其他方式沟通不畅，导致的效率低；

维修数据记录查找困难，无法为后期维修提供参考，并且发生纠纷后的可追溯性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题提供一种基于区块链的飞行模拟器维护方法，利用区块链不可篡改性有效记录维护问题，可以在飞行模拟器维护方面提升安全性和抗攻击能力，完善飞行模拟器维护系统体系建设，维修数据方便查找，可追溯性强，同时双方工程师通过链下以链上信使的方式进行沟通，方便快速找到故障原因及解决方案，提高维修效率。

本发明是通过以下技术方案予以实现：

一种基于区块链的飞行模拟器维护方法，其包括如下流程：

S1：派单：维护方工程师发现问题后登录系统编辑维护单，系统自动生成唯一单号后，采用识别码注册后上传到区块链中维护方信息池存储，并以联盟链的形式传输给相关信息池；

S2：问题分配：供应商信息池收到信息后使用识别码注册后上链并将信息存储后，将维护单分配给供应商工程师；

S3: 问题分析：供应商工程师收到维护单后，对不明确的问题编辑联络单在区块链链下以链上信使的方式通过私有话题功能与维护方工程师进行沟通；

S4：解决问题：供应商工程师找出故障原因及解决方案，填入维护单，上传到供应商信息池保存，并通过区块链以联盟链的形式传输到维护方信息池；

S5：修复并测试：维护方信息池收到信息后，维护方工程师根据解决方案进行修复并测试；

S6：关闭问题并归档：测试通过，维护方同意关闭问题后填写维护单，通过区块链以联盟链的形式上传至维护方信息池及相关信息池保存并生成维护手册。

优化的，维护方及供应商信息池所在节点为共识节点，其余相关方信息池所在节点为观察节点。

进一步，维护单数据传输时，先存储在数据硬盘上，使用以太坊智能合约，将业务数据转化为数据结构体，并生成加密数据通过自身节点向其他节点进行数据传输。

优化的，自身节点接到数据信息并向其他节点传输时，将信息广播给其他节点，相应的节点接到信息后再进行一次广播。

进一步，数据存储过程中，在数据块文件的文件头增加区块链哈希值，区块链哈希值与数据块索引组成数据块结构列表绑定上链，数据块结构列表文件的文件头增加区块链哈希值组成结构文件整体上链。

进一步，区块链节点运行时，会定时向其它节点广播自身的最高块高，节点收到其它节点广播过来的块高后，会和自身块高进行比较，若自身块高落后于此块高，则启动区块链下载流程，随机挑选满足要求的节点，发送需要下载的区块，收到下载请求的节点，根据请求的内容，回复相应的区块。

优化的，S3中联络单传输时，订阅话题由维护方管理人员和供应商客户服务经理在链外区域通过区块链建立连接，订阅话题后由双方工程师链下以链上信使的方式进行交流沟通。

进一步，双方工程师链下进行交流沟通时，遵循如下过程:

D1:由供应商工程师在供应商链外系统连接供应商节点，声明订阅联络单，并经过认证后，供应商节点将联络单加入到话题列表，并将序列加1，同时每间隔一定时间同步序列到其他节点；

D2：维护方节点收到序列之后，对比本地序列和同步过来的序列，发现不一致，则从供应商节点获取最新的话题列表，并将话题列表更新，对于没认证的联络单话题，状态置为待认证；

D3: 维护方节点遍历列表，并通过维护方链外系统将回复消息送达维护方节点，维护方节点将消息转发给供应商节点，供应商节点将消息推送给供应商链外系统而进行联络单话题沟通。

进一步，联络单及置为待认证的联络单话题按照如下流程认证：

E1: 供应商链外系统通过供应商节点向维护方节点推送消息，请求维护方链外系统发起私有话题认证流程；

E2：维护方链外系统接收到消息之后，生成随机数，使用链上信使协议将消息经过维护方链外系统–维护方节点–供应商节点–供应商链外系统的路由，发送出去，并监听回包；

E3：供应商链外系统接收到消息后,解析出随机数,并使用私钥签名随机数；

E4：签名包经过供应商链外系统–供应商节点–维护方节点-维护方链外系统的路由发送，维护方链外系统接收到签名包之后，解析出签名并使用公钥验证签名；

E5：维护方链外系统验证签名后，发送消息至维护方节点，请求节点更新话题状态；

E6：若认证成功，维护方节点将这条消息转发给供应商节点，供应商节点将消息推送给供应商链外系统完成认证过程。

本发明的有益效果：

本发明提供的飞行模拟器维护方法，模拟器维护服务方对模拟器供应商进行派单操作，通过联络单进行及时通讯，只要模拟器供应商身处有网络有电脑的地方，都可以进行实时回复，同时维护记录都能记录在区块链的交易数据中，最后经过测试确认后，设备维护单填充完整，完成问题闭环。后期可以形成维护手册，方便查找。

本发明通过利用区块链不可篡改性有效记录维护问题，既具有可追溯性，又可以对飞行模拟器维护方面提升安全性和抗攻击能力，完善飞行模拟器维护系统体系建设，并对未来客户和供应商交互带来启示。

同时双方工程师通过链下以链上信使的方式进行沟通，方便快速找到故障原因及解决方案，提高维修效率。

附图说明

图1为本发明维护工作流程示意图；

图2为节点广播流程示意图；

图3为区块链网络示意图；

图4为链上信使流程示意图；

图5为设备维护单示意图；

图6为联络单示意图。

具体实施方式

一种基于区块链的飞行模拟器维护方法，如说明书附图1维护工作流程示意图所示，其包括如下流程：

S1：派单：维护方工程师发现问题后登录系统编辑维护单，系统自动生成唯一单号后，使用识别码注册后上传到区块链中维护方信息池存储，并以联盟链的形式传输给相关信息池；

区块链是一个共享的、不可篡改的账本，旨在促进业务网络中的交易记录。几乎任何有价值的东西都可以在区块链网络上进行跟踪和交易，从而降低各方面的风险和成本。业务运行依靠信息，信息接收速度越快，内容越准确，越有利于业务运营。区块链可提供即时、共享的信息，并将这些信息存储在不可篡改的账本上，只能由获得许可的网络成员访问。区块链网络可跟踪订单、付款、帐户、生产等信息，而且成员可以端到端地查看交易的所有细节，从而提高效率。

联盟链通常是指多个主体达成一定的协议，或建立了一个业务联盟后，多方共同组建的链，加入联盟链的成员需要经过通过准入机制进行验证，一般是身份可知的。正因为有准入机制，所以联盟链也通常被称为“许可链”。 联盟链从组建、加入、运营、交易等环节有准入和身份管理，在链上的操作可以用权限进行管控，联盟链在继承区块链技术的优势的同时，更适合性能容量要求高，强调监管、合规的敏感业务场景，在准入完成后，机构、节点、人员的信息都会登记到链上或可靠的信息服务里，链上的一切行为都可追溯到机构和人。

维护单生成唯一的编号，便于后期的传送、沟通、维修及存档，并形成维护手册，方便后期的查询及追溯。维护单的具体形式可参见说明书附图5。

S2：问题分配：供应商信息池收到信息后使用识别码注册后上链将信息存储，并将维护单分配给供应商工程师；

S3: 问题分析：供应商工程师收到维护单后，对不明确的问题编辑联络单在区块链链下以链上信使的方式通过私有话题功能与维护方工程师进行沟通。联络单的具体形式可参见说明书附图6，链上信使具体传输过程详见附图4。

链上信使AMOP（Advanced Messages Onchain Protocol）可以为联盟链提供一个安全高效的消息信道，联盟链中的各个机构，只要部署了区块链节点，无论是共识节点还是观察节点，均可使用AMOP进行通讯：

AMOP消息不依赖区块链交易和共识，消息在节点间实时传输，延时在毫秒级。AMOP消息传输时，可以自动寻找区块链网络中所有可行的链路进行通讯，只要收发双方至少有一个链路可用，消息就保证可达，只要有一个节点能用就可用。而“上链”的过程由于其为基于工作量证明共识的链，多少会有一点延时，一般在十几秒到 10 分钟，而AMOP采用DPOS、PBFT 的共识，延时可缩短到秒级，因此AMOP消息结构简洁、处理逻辑高效，仅需少量CPU占用，能充分利用网络带宽，保证高效传输信息，以提高维护效率。因此通过链上交易和链下交互，在链下的点对点通道实现高频、快速、低延时的交护，链下确保收妥和响应，最后将双方的交易记录和结论汇总到链上即可。另外，有些维护问题会先进行多轮的技术讨论，一般来说，这些操作是发生在维护方工程师和供应商工程师之间，未必需要全网共识，所以通过链下通道完成，最后将双方的订单（包含双方磋商结果、数字签名等信息）发送到链上，完成交易事务即可。既保证了有用信息的可追溯性及不可篡改性，也有利于提高沟通维护效率。

AMOP的消息收发本质是基于话题（Topic）订阅机制，订阅者首先订阅一个话题，发送者往该话题发送消息，订阅者即可收到，并且使用私有话题功能，只有特定的接收者能接收到消息，对于特定的话题，发送者配置好期望接受者的公钥，仅该公钥所对应的订阅者才能接收该私有话题的消息，保证链下沟通的安全性。

S4：解决问题：供应商工程师找出故障原因及解决方案，填入维护单，上传到供应商信息池保存，并通过区块链以联盟链的形式传输到维护方信息池；

S5：修复并测试：维护方信息池收到信息后，维护方工程师根据解决方案进行修复并测试；

S6：关闭问题并归档：测试通过，维护方同意关闭问题后填写维护单，通过区块链以联盟链的形式上传至维护方信息池及相关信息池保存并生成维护手册。维护手册是设备维护单的集合，区块链的链式特性简化了归档过程。维护手册可以ATA章节号进行分类，问题描述的标题为标题。可以通过跟踪与设备维护单相关的所有交易来获得，同时可以利用关键字进行相关问题检索，便于后期的管理与追溯。

优化的，维护方及供应商信息池所在节点为共识节点，其余相关方信息池所在节点为观察节点。维护方及供应商负责提供自己职能范围内的信息添加到区块链上，如填写版本控制，只有开放的问题有查看权限，其对应节点为共识节点，共识会为每一个链上的区块生成共识证明，也就是对于该区块的各共识节点的有效签名，因而区块可以进行自验证。如果供应商需要调取某张维护单时，需要在与维护方完成共识后，该操作才被允许，同时操作记录被记入区块链。而观察者节点，不参与共识，只进行区块同步。

其他相关方：如中国民航局，当模拟器发生重大问题或故障时，或者当出现飞机事故进行验证时，可以调取相关维护问题进行审核，其对应节点为观察者节点，观察节点只具有查看的权限，没有添加信息的权限。

进一步，维护单数据传输时，先存储在数据硬盘上，使用以太坊智能合约，将业务数据转化为数据结构体，并生成加密数据通过自身节点向其他节点进行数据传输，保证过程的安全性。区块链网络示意图详见附图3。

优化的，自身节点接到数据信息并向其他节点传输时，将信息广播给其他节点，相应的节点接到信息后再进行一次广播，方便所有的节点都能接收到相应的信息。详见说明书附图2节点广播流程示意图。

进一步，数据存储过程中，使用数据库LevelDB、RocksDB或MySQL，建立的数据索引结构，在数据块索引文件的文件头增加区块链哈希值，区块链哈希值与数据块索引组成数据块结构列表绑定上链，数据块结构列表文件的文件头增加区块链哈希值组成结构文件整体上链。这样操作，区块链不但保证单个数据块的结构列表上链，又保证所有文件结构上链，保证数据的完整性。

进一步，区块链节点运行时，会定时向其它节点广播自身的最高块高，节点收到其它节点广播过来的块高后，会和自身块高进行比较，若自身块高落后于此块高，则启动区块链下载流程，随机挑选满足要求的节点，发送需要下载的区块，收到下载请求的节点，根据请求的内容，回复相应的区块。

当发布新的维护单或变更时，区块链相应的数据会同步更新，并且进行数据信息更新未读提醒。为保证状态同步，即让区块链节点的状态保持在最新。区块链的状态的新旧，是指区块链节点当前持有数据的新旧，即节点持有的当前区块块高的高低（或比较哈希值）。若一个节点的块高是区块链的最高块高，则此节点就拥有区块链的最新状态。只有拥有最新状态的节点，才能参与到共识中去，进行下一个新区块的共识。区块链节点运行时，定时向其它节点广播自身的最高块高，节点收到其它节点广播过来的块高后，会和自身块高进行比较，若自身块高落后于此块高，则启动区块链下载流程，随机挑选满足要求的节点，发送需要下载的区块，收到下载请求的节点，根据请求的内容，回复相应的区块。这样才能保证每个节点的块高都为当前最高块高。

优化的，S3中联络单传输时，订阅话题由维护方管理人员和供应商客户服务经理在链外区域通过区块链建立连接，订阅话题后由双方工程师链下以链上信使的方式进行交流沟通。保证双方工程师链下以链上信使的方式进行交流沟通是在安全保密状态下进行。

进一步，双方工程师链下进行交流沟通时，遵循如下过程:

D1:由供应商工程师在供应商链外系统连接供应商节点，声明订阅联络单，并经过认证后，供应商节点将联络单加入到话题列表，并将序列加1，同时每间隔一定时间同步序列到其他节点；

D2：维护方节点收到序列之后，对比本地序列和同步过来的序列，发现不一致，则从供应商节点获取最新的话题列表，并将话题列表更新，对于没认证的联络单话题，状态置为待认证；

D3: 维护方节点遍历列表，并通过维护方链外系统将回复消息送达维护方节点，维护方节点将消息转发给供应商节点，供应商节点将消息推送给供应商链外系统而进行联络单话题沟通。

链外系统是系统内部的业务服务区,此区域内的业务系统使用区块链SDK，连接到区块链节点。双方工程师链下采用此过程进行交流沟通，可以方便双方快速建立联系沟通，为尽快提出解决方案节省时间，并且保证二者的沟通也是在相对安全的状态下进行的。

进一步，联络单及置为待认证的联络单话题按照如下流程认证：

E1: 供应商链外系统通过供应商节点向维护方节点推送消息，请求维护方链外系统发起私有话题认证流程；

E2：维护方链外系统接收到消息之后，生成随机数，使用链上信使协议将消息经过维护方链外系统–维护方节点–供应商节点–供应商链外系统的路由，发送出去，并监听回包；

E3：供应商链外系统接收到消息后,解析出随机数,并使用私钥签名随机数；

E4：签名包经过供应商链外系统–供应商节点–维护方节点-维护方链外系统的路由发送，维护方链外系统接收到签名包之后，解析出签名并使用公钥验证签名；

E5：维护方链外系统验证签名后，发送消息至维护方节点，请求节点更新话题状态；

E6：若认证成功，维护方节点将这条消息转发给供应商节点，供应商节点将消息推送给供应商链外系统完成认证过程。

这种方式，保证每一条联络单都是经过认证双方认证过后才进行的进一步沟通，进一步保证沟通过程的安全性。

综上所述，本发明所保护的一种基于区块链的飞行模拟器维护方法，通过利用区块链的不可篡改性有效记录维护问题，实现维护数据的可追溯性性，对飞行模拟器维护方面可以提升安全性和抗攻击能力。同时双方工程师通过链下以链上信使的方式进行沟通，方便快速找到故障原因及解决方案，提高维修效率。

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 (7)

1.一种基于区块链的飞行模拟器维护方法，其特征在于，包括如下流程：

S1：派单：维护方工程师发现问题后登录系统编辑维护单，系统自动生成唯一单号后，使用识别码注册后上传到区块链中维护方信息池存储，并通过联盟链的形式传输给相关信息池；

S2：问题分配：供应商信息池收到信息后使用识别码注册后上链将信息存储，并将维护单分配给供应商工程师；

S3: 问题分析：供应商工程师收到维护单后，对不明确的问题编辑联络单在区块链链下以链上信使的方式通过私有话题功能与维护方工程师进行沟通，且在联络单传输时，订阅话题由维护方管理人员和供应商客户服务经理在链外区域通过区块链建立连接，订阅话题后由双方工程师链下以链上信使的方式按照如下过程进行交流沟通：

D1:由供应商工程师在供应商链外系统连接供应商节点，声明订阅联络单，并经过认证后，供应商节点将联络单加入到话题列表，并将序列加1，同时每间隔一段时间同步序列到其他节点；

D2：维护方节点收到序列之后，对比本地序列和同步过来的序列，发现不一致，则从供应商节点获取最新的话题列表，并将话题列表更新，对于没认证的联络单话题，状态置为待认证；

D3: 维护方节点遍历列表，并通过维护方链外系统将回复消息送达维护方节点，维护方节点将消息转发给供应商节点，供应商节点将消息推送给供应商链外系统而进行联络单话题沟通；

S4：解决问题：供应商工程师找出故障原因及解决方案，填入维护单，上传到供应商信息池保存，并通过区块链以联盟链的形式传输到维护方信息池；

S5：修复并测试：维护方信息池收到信息后，维护方工程师根据解决方案进行修复并测试；

S6：关闭问题并归档：测试通过，维护方同意关闭问题后填写维护单，通过区块链以联盟链的形式上传至相关信息池保存并生成维护手册。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的飞行模拟器维护方法，其特征在于，维护方及供应商信息池所在节点为共识节点，其余相关方信息池所在节点为观察节点。

3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的飞行模拟器维护方法，其特征在于，维护单数据传输时，先存储在数据硬盘上，使用以太坊智能合约，将业务数据转化为数据结构体，并生成加密数据通过自身节点向相关节点进行数据传输。

4.根据权利要求3所述的一种基于区块链的飞行模拟器维护方法，其特征在于，自身节点接到数据信息并向相关节点传输时，将信息广播给相关节点，相关节点接到信息后再进行一次广播。

5.根据权利要求3所述的一种基于区块链的飞行模拟器维护方法，其特征在于，数据存储过程中，在数据块文件的文件头增加区块链哈希值，区块链哈希值与数据块索引组成数据块结构列表绑定上链，数据块结构列表文件的文件头再增加区块链哈希值组成结构文件整体上链。

6.根据权利要求4所述的一种基于区块链的飞行模拟器维护方法，其特征在于，区块链节点运行时，会定时向相关节点广播自身的最高块高，节点收到相关节点广播过来的块高后，会和自身块高进行比较，若自身块高落后于此块高，则启动区块链下载流程，随机挑选满足要求的节点，发送需要下载的区块，收到下载请求的节点，根据请求的内容，回复相应的区块。

7.根据权利要求1所述的一种基于区块链的飞行模拟器维护方法，其特征在于，联络单及置为待认证的联络单话题按照如下流程认证：

E1: 供应商链外系统通过供应商节点向维护方节点推送消息，请求维护方链外系统发起私有话题认证流程；

E2：维护方链外系统接收到消息之后，生成随机数，使用链上信使协议将消息经过维护方链外系统–维护方节点–供应商节点–供应商链外系统的路由，发送出去，并监听回包；

E3：供应商链外系统接收到消息后,解析出随机数,并使用私钥签名随机数；

E4：签名包经过供应商链外系统–供应商节点–维护方节点-维护方链外系统的路由发送，维护方链外系统接收到签名包之后，解析出签名并使用公钥验证签名；

E5：维护方链外系统验证签名后，发送消息至维护方节点，请求节点更新话题状态；

E6：若认证成功，维护方节点将这条消息转发给供应商节点，供应商节点将消息推送给供应商链外系统完成认证过程。

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