CN114925401A - 一种基于区块链及分布式存储的学情记录系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于区块链及分布式存储的学情记录系统及方法，属于信息技术领域。本发明系统，包括：存档单元，对学情量化数据进行存储；写入单元，将所述学情量化数据传入IPFS星际文件系统；签名单元，获取私钥签名编号，将进行私钥签名后的打包数据上传至区块链系统的任一新增区块，并通过所述区块链系统对所述私钥签名编号进行存储。本发明中学情量化数据存储于IPFS星际文件系统以及区块链系统中，并非是传统意义中的实质型介质，这对于学情验证人减轻了线下查询的负担且减少了学校相关部门所需的人力。
Description
技术领域
本发明涉及信息技术领域，并且更具体地，涉及一种基于区块链及分布式存储的学情记录系统及方法。
背景技术
目前学情数据记录的方式主要采用服务器本地记录存储，更有一些区域的学校还在采用传统纸质档案方式记录，学生在读期间的数据大多不会对外公开，而这些数据大多由教务处保管，不管采用上述的何种方式所有的记录手段均为人为手动录入一个封闭系统，借此就会产生一系列由人为操作而产生的舞弊、丢失等现象，且此数据保存周期较短，很多信息在学生毕业几年后发生丢失。在采用上述服务器本地学情数据存储方式的查询上问题上，多为使用者面对面现场查阅或依靠校园局域网直接访问服务器内置服务的方式。上述服务器访问方式均为单向访问（如下图所示），数据的流入得不到使用方的真实性验证，对存储结果存疑。
另一方面学情数据的中心化存储带来了除上述的另一局限即更高的成本下更低的性能：即更低的安全性能，更低的数据传输性能。中心化学情数据存储存在被使用方即验证方破解攻击的可能，另一方面则是受物理因素影响可能存在服务器老化，断电等事件导致学情数据丢失，且服务器到达存储瓶颈后拓展数据存储空间也有难度。在传统方案学情数据的存储情况下，受网络带宽与服务器性能、对象传输距离、交换机性能、瞬间吞吐量等因素影响，访问速度极少情况可以达到令人满意的速度。
目前学校使用的数据库版本一般缺乏更新，目的是为了系统稳定性，而如果有更新数据库版本的需求，随着新的版本新的技术发展，传输自定义数据类型或定义新的数据类型难度增高。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种基于区块链及分布式存储的学情记录系统，所述系统包括：
存档单元，对学情量化数据进行存储，所述学情量化数据为多组不同个体对应的多个科目的学情数据，储存时，获取所述学情量化数据中每个最小分类的学情数据的标定哈希，并将每个学情数据对应的上级个体及该上级个体的个体信息关联为第一分组；
写入单元，将所述存档单元储存的所述学情量化数据传入IPFS星际文件系统，通过所述IPFS星际文件系统对所述学情量化数据进行分布式存储，并获取IPFS星际文件系统生成的所述学情量化数据的存档地址值；
签名单元，对所述标定哈希、所述第一分组以及所述存档地址值进行打包以获取打包数据，对所述打包数据进行私钥签名，并获取该私钥签名的编号，将进行私钥签名后的打包数据上传至区块链系统的任一新增区块，并通过所述区块链系统对该私钥签名的编号进行存储。
可选的，所述系统还包括：底层网络配置单元，用于对所述IPFS星际文件系统以及所述区块链系统进行配置。
可选的，所述系统还包括验证单元，所述验证单元，包括：
读取模块，根据私钥签名的编号读取所述IPFS星际文件系统分布式存储的学情量化数据，以及打包数据中的第一分组；
关联模块，对所述读取模块读取的学情量化数据与第一分组进行关联，生成第二分组，所述第二分组包括多个虚拟数据，所述虚拟数据与学情量化数据相关联；
验证存储模块，对所述第二分组以及打包数据中的存档地址值进行存储；
选配模块，根据所述第二分组中的虚拟数据获取虚拟存档地址值，并根据虚拟存档地址值在IPFS星际文件系统中获取学情量化数据；
校对模块，对虚拟数据的标定哈希与打包数据中的标定哈希进行对比，当对比结果一致时，将所述虚拟数据生成外链并推送至挂接的第三方接口。
可选的，所述存档单元为计算机存储设备。
可选的，利用SHA-2安全散列算法对每个最小分类的学情量化数据进行SHA-2计算，获取对应的标定哈希。
可选的，所述打包数据为json格式。
基于同一发明构想，本发明还提供了，一种基于区块链及分布式存储的学情记录方法，所述方法包括：
对学情量化数据进行存储，所述学情量化数据为多组不同个体对应的多个科目的学情数据，储存时，获取所述学情量化数据中每个最小分类的学情数据的标定哈希，并将每个学情数据对应的上级个体及该上级个体的个体信息关联为第一分组；
将所述存档单元储存的所述学情量化数据传入IPFS星际文件系统，通过所述IPFS星际文件系统对所述学情量化数据进行分布式存储，并获取IPFS星际文件系统生成的所述学情量化数据的存档地址值；
对所述标定哈希、所述第一分组以及所述存档地址值进行打包以获取打包数据，对所述打包数据进行私钥签名，并获取该私钥签名的编号，将进行私钥签名后的打包数据上传至区块链系统的任一新增区块，并通过所述区块链系统对该私钥签名的编号进行存储。
可选的，所述方法还包括：对IPFS星际文件系统以及区块链系统进行配置。
可选的，所述方法还包括：
验证学情量化数据的真实性并对学情量化数据进行推送，具体如下：
根据私钥签名编号读取IPFS星际文件系统分布式存储的学情量化数据，以及打包数据中的第一分组；
对所述读取模块读取的学情量化数据与第一分组进行关联，生成第二分组，所述第二分组包括多个虚拟数据，所述虚拟数据与学情量化数据相关联；
对所述第二分组以及打包数据中的存档地址值进行存储；
根据所述第二分组中的虚拟数据获取虚拟存档地址值，并根据虚拟存档地址值在IPFS星际文件系统中获取学情量化数据；
对虚拟数据的标定哈希与打包数据中的标定哈希进行对比，当对比结果一致时，将所述虚拟数据生成外链推送至挂接的第三方接口。
可选的，利用SHA-2安全散列算法对每个最小分类的学情量化数据进行SHA-2计算，获取对应的标定哈希。
本发明中学情量化数据存储于IPFS星际文件系统以及区块链系统中，并非是传统意义中的实质型介质，这对于学情验证人减轻了线下查询的负担且减少了学校相关部门所需的人力。
本发明采用IPFS星际文件系统存储学情量化数据，存储时限极长，且提供了非传统存储方案所不具备的安全性。
本发明将学情量化数据与地址值等打包私钥上链后依靠区块链的溯源性，实现了每组学情量化数据的真实性。
本发明在需要查询学情量化数据时，IPFS星际文件系统的文件共享存储模式使验证方只需构建第二分组，并通过验证单元中的校对模块推送的外链在第三方app接口进行只读查询，无需本地存储，提高访问性能。
本发明使用的SHA-2算法散列算法安全性强，散列不可逆，就算微小的输入变化就会使输出序列产生极大改变产生雪崩效应，并且其本身防冲突，找不到相同输出的原始散列，提升了整体学情验证的信用度。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1为本发明系统实施例的结构图；
图2为本发明方法实施例的流程图；
图3为本发明方法实施例中验证学情量化数据的真实性并对学情量化数据进行推送的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
实施例一
本发明提出了一种基于区块链及分布式存储的学情记录系统，如图1所示，包括：
存档单元，对学情量化数据进行存储，所述学情量化数据为多组不同个体对应的多个科目的学情数据，储存时，获取所述学情量化数据中每个最小分类的学情数据的标定哈希，并将每个学情数据对应的上级个体及该上级个体的个体信息关联为第一分组。
其中，存档单元的物理逻辑可视为狭义的物理计算机存储设备，如硬盘等，存储单元用于对学情量化数据进行存储，学情数据带有其自身属性，包括：学年、科目和分数等学情数据，储存时，获取所述学情量化数据中每个最小分类的学情数据的标定哈希，标定哈希使用SHA-2安全散列算法计算得到，并将所述学情量化数据中每个学情数据对应的上级个体（学生）及所述上级个体的个体信息关联为第一分组，第一分组包括多个上级个体及上级个体对应的个体信息。
写入单元，将所述存档单元储存的所述学情量化数据传入IPFS星际文件系统，通过所述IPFS星际文件系统对所述学情量化数据进行分布式存储，并获取IPFS星际文件系统生成的所述学情量化数据的存档地址值。其中，存档地址值用作学情量化数据写入IPFS星际文件系统的唯一身份。
签名单元，对所述标定哈希、所述第一分组以及所述存档地址值进行打包以获取打包数据，打包数据可以为json格式，对所述打包数据进行私钥签名，并获取该私钥签名的编号，将进行私钥签名后的打包数据上传至区块链系统的任一新增区块，并通过所述区块链系统对该私钥签名的编号进行存储，通过将学情量化数据与地址值等打包私钥上链后依靠区块链的溯源性，实现了每组学情量化数据的真实性。
其中，分布式存储是一种数据存储技术，一般通过网络使用每台机器上的磁盘空间，并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备，数据分散的存储在各个角落。本发明中学情量化数据存储于IPFS星际文件系统以及区块链系统中，并非是传统意义中的实质型介质，这对于学情验证人减轻了线下查询的负担且减少了学校相关部门所需的人力。此外，本发明采用IPFS星际文件系统存储学情量化数据，存储时限极长，且提供了非传统存储方案所不具备的安全性。
在本实施例中，所述系统还可以包括：
底层网络配置单元，连接IPFS星际文件系统以及区块链系统，用于对IPFS星际文件系统以及区块链系统进行配置，包括：调试IPFS星际文件系统的网络环境，对区块链系统的公链/私有链上链、调试区块链系统的网络环境等；
验证单元，连接存档单元，IPFS星际文件系统以及区块链系统，验证单元用于验证方（学生）查找学情量化数据，首先根据私钥签名编号在区块链系统上查找学情量化年数据在IPFS星际文件系统上存储的存档地址值，在使用存档地址值获取IPFS星际文件系统上分布式存储的学情量化数据，所述验证单元，包括：
读取模块，根据私钥签名编号读取IPFS星际文件系统分布式存储的学情量化数据，以及打包数据中的第一分组；
关联模块，对所述读取模块读取的学情量化数据与第一分组进行关联，生成第二分组，所述第二分组包括多个虚拟数据，所述虚拟数据与学情量化数据相关联；
验证存储模块，对所述第二分组以及打包数据中的存档地址值进行存储；
选配模块，根据所述第二分组中的虚拟数据获取虚拟存档地址值，并根据虚拟存档地址值在IPFS星际文件系统中获取学情量化数据；
校对模块，对虚拟数据的标定哈希与打包数据中的标定哈希进行对比，当对比结果一致时，将所述虚拟数据生成外链并推送至挂接的第三方接口（APP/WAP等）进行预览。
实施例二
本发明还提出了一种基于区块链及分布式存储的学情记录方法，如图2所示，包括：
对学情量化数据进行存储，所述学情量化数据为多组不同个体对应的多个科目的学情数据，储存时，获取所述学情量化数据中每个最小分类的学情数据的标定哈希，并将每个学情数据对应的上级个体及该上级个体的个体信息关联为第一分组；
将所述存档单元储存的所述学情量化数据传入IPFS星际文件系统，通过所述IPFS星际文件系统对所述学情量化数据进行分布式存储，并获取IPFS星际文件系统生成的所述学情量化数据的存档地址值；
对所述标定哈希、所述第一分组以及所述存档地址值进行打包以获取打包数据，对所述打包数据进行私钥签名，并获取该私钥签名的编号，将进行私钥签名后的打包数据上传至区块链系统的任一新增区块，并通过所述区块链系统对该私钥签名的编号进行存储。
其中，本发明的方法还包括，对IPFS星际文件系统以及区块链系统进行配置；
验证学情量化数据的真实性并对学情量化数据进行推送；
其中，验证学情量化数据的真实性并对学情量化数据进行推送的具体流程如图3所示，具体如下：
根据私钥签名编号读取IPFS星际文件系统分布式存储的学情量化数据，以及打包数据中的第一分组；
对所述读取模块读取的学情量化数据与第一分组进行关联，生成第二分组，所述第二分组包括多个虚拟数据，所述虚拟数据与学情量化数据相关联；
对所述第二分组以及打包数据中的存档地址值进行存储；
根据所述第二分组中的虚拟数据获取虚拟存档地址值，并根据虚拟存档地址值在IPFS星际文件系统中获取学情量化数据；
对虚拟数据的标定哈希与打包数据中的标定哈希进行对比，当对比结果一致时，将所述虚拟数据生成外链推送至挂接的第三方接口。该方法使得本发明在需要查询学情量化数据时，IPFS星际文件系统的文件共享存储模式使验证方只需构建第二分组，并通过验证单元中的校对模块推送的外链在第三方app接口进行只读查询，无需本地存储，提高访问性能。
其中，利用SHA-2安全散列算法对每个最小分类的学情量化数据进行SHA-2计算，获取对应的标定哈希，并且，使用的SHA-2算法散列算法安全性强，散列不可逆，就算微小的输入变化就会使输出序列产生极大改变产生雪崩效应，并且其本身防冲突，找不到相同输出的原始散列，提升了整体学情验证的信用度。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种基于区块链及分布式存储的学情记录系统，其特征在于，所述系统包括：
存档单元，对学情量化数据进行存储，所述学情量化数据为多组不同个体对应的多个科目的学情数据，储存时，获取所述学情量化数据中每个最小分类的学情数据的标定哈希，并将每个学情数据对应的上级个体及该上级个体的个体信息关联为第一分组；
写入单元，将所述存档单元储存的所述学情量化数据传入IPFS星际文件系统，通过所述IPFS星际文件系统对所述学情量化数据进行分布式存储，并获取IPFS星际文件系统生成的所述学情量化数据的存档地址值；
签名单元，对所述标定哈希、所述第一分组以及所述存档地址值进行打包以获取打包数据，对所述打包数据进行私钥签名，并获取该私钥签名的编号，将进行私钥签名后的打包数据上传至区块链系统的任一新增区块，并通过所述区块链系统对该私钥签名的编号进行存储。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：底层网络配置单元，用于对所述IPFS星际文件系统以及所述区块链系统进行配置。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括验证单元，所述验证单元，包括：
读取模块，根据私钥签名的编号读取所述IPFS星际文件系统分布式存储的学情量化数据，以及打包数据中的第一分组；
关联模块，对所述读取模块读取的学情量化数据与第一分组进行关联，生成第二分组，所述第二分组包括多个虚拟数据，所述虚拟数据与学情量化数据相关联；
验证存储模块，对所述第二分组以及打包数据中的存档地址值进行存储；
选配模块，根据所述第二分组中的虚拟数据获取虚拟存档地址值，并根据虚拟存档地址值在IPFS星际文件系统中获取学情量化数据；
校对模块，对虚拟数据的标定哈希与打包数据中的标定哈希进行对比，当对比结果一致时，将所述虚拟数据生成外链并推送至挂接的第三方接口。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述存档单元为计算机存储设备。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，利用SHA-2安全散列算法对每个最小分类的学情量化数据进行SHA-2计算，获取对应的标定哈希。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述打包数据为json格式。
7.一种基于区块链及分布式存储的学情记录方法，其特征在于，所述方法包括：
对学情量化数据进行存储，所述学情量化数据为多组不同个体对应的多个科目的学情数据，储存时，获取所述学情量化数据中每个最小分类的学情数据的标定哈希，并将每个学情数据对应的上级个体及该上级个体的个体信息关联为第一分组；
将所述存档单元储存的所述学情量化数据传入IPFS星际文件系统，通过所述IPFS星际文件系统对所述学情量化数据进行分布式存储，并获取IPFS星际文件系统生成的所述学情量化数据的存档地址值；
对所述标定哈希、所述第一分组以及所述存档地址值进行打包以获取打包数据，对所述打包数据进行私钥签名，并获取该私钥签名的编号，将进行私钥签名后的打包数据上传至区块链系统的任一新增区块，并通过所述区块链系统对该私钥签名的编号进行存储。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对IPFS星际文件系统以及区块链系统进行配置。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
验证学情量化数据的真实性并对学情量化数据进行推送，具体如下：
根据私钥签名编号读取IPFS星际文件系统分布式存储的学情量化数据，以及打包数据中的第一分组；
对所述读取模块读取的学情量化数据与第一分组进行关联，生成第二分组，所述第二分组包括多个虚拟数据，所述虚拟数据与学情量化数据相关联；
对所述第二分组以及打包数据中的存档地址值进行存储；
根据所述第二分组中的虚拟数据获取虚拟存档地址值，并根据虚拟存档地址值在IPFS星际文件系统中获取学情量化数据；
对虚拟数据的标定哈希与打包数据中的标定哈希进行对比，当对比结果一致时，将所述虚拟数据生成外链推送至挂接的第三方接口。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，利用SHA-2安全散列算法对每个最小分类的学情量化数据进行SHA-2计算，获取对应的标定哈希。
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