CN115842844B - 一种基于区块链的数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于区块链应用技术领域，具体涉及一种基于区块链的数据处理方法，在远程的水环境监测点设置采集模块，采集模块每经过预先设定的固定时间段对于水环境监测点的水监测数据进行收集，并且采集模块根据水监测数据生成数据区块，还将生成的数据区块远程传输给预警分析区块链进行存储，本发明能够在远程传输数据区块时确保数据区块的安全性，避免其被篡改。

Description

一种基于区块链的数据处理方法

技术领域

本发明属于区块链应用技术领域，具体涉及一种基于区块链的数据处理方法。

背景技术

随着全球气候变化和城市化进程的加快，城市水污染突发事件频发，城市水污染突发事件通常没有固定的污染源、排放方式和排放途径，而且发生突然、来势迅猛，在短时间内可以排放大量的污染物质，传统的城市水污染突发事件的处理方法已经难以满足现代化的应急管理需求，从而考虑到区块链具有数据不可篡改的优点，现有技术中出现了将水监测数据等存储到区块链中，进而基于区块链监测城市水污染突发事件的发生，然而，将水监测数据远程传输给区块链的过程中很有可能存在非法第三方想要篡改通信数据的风险，由此，提出一种基于区块链的数据处理方法。

发明内容

本发明给出如下所述的一种基于区块链的数据处理方法：

在远程的水环境监测点设置采集模块，所述采集模块每经过预先设定的固定时间段对于水环境监测点的水监测数据进行收集，并且所述采集模块根据所述水监测数据生成数据区块，还将生成的数据区块远程传输给预警分析区块链进行存储；

所述采集模块将生成的数据区块远程传输给所述预警分析区块链进行存储之前，还包括预先设置与所述采集模块通信连接的发送模块，同时预先设置若干个能够在彼此之间，以及能够在与所述发送模块之间进行数据通信的中间模块，并且还预先设置能够将所述中间模块的通信数据转发给计算机网络的转发模块；

所述采集模块生成的数据区块中包括秘密数据和公开数据，公开数据又包含所述采集模块的唯一编号、所述水监测数据、以及所述水监测数据的产生时间，秘密数据的生成过程为先通过预先设定的散列函数计算所述采集模块的唯一编号，所述水监测数据，以及所述水监测数据的产生时间的散列值，再使用所述采集模块的私钥对于散列值进行加密处理；

所述采集模块将生成的数据区块远程传输给所述预警分析区块链进行存储，包括如下的步骤：

所述采集模块先将其生成的数据区块发送给所述发送模块，所述发送模块再把数据区块随机发送给预先设置的若干个所述中间模块之中的任意一个；

所述中间模块在接收到来自所述采集模块或者其他所述中间模块或者所述转发模块的数据区块时，判断数据区块是否满足丢弃条件，所述丢弃条件指的是从数据区块的公开数据中的所述水监测数据的产生时间到当前时间的时间长度大于等于预先设定的时间长度阈值，在数据区块满足丢弃条件的情况下，所述中间模块丢弃数据区块，在数据区块不满足丢弃条件的情况下，所述中间模块使用所述采集模块的公钥或者其他所述中间模块的公钥或者所述转发模块的公钥对于数据区块的最新的秘密数据进行解密处理得到解密结果，同时使用预先设定的散列函数计算数据区块的公开数据的散列值，并且验证解密结果与散列值是否一致，当二者不一致时，仍然丢弃公开数据，当二者一致时，继续下个步骤；

所述中间模块判断数据区块的秘密数据的总个数是否大于等于预先设定的总个数阈值，在秘密数据的总个数大于等于所述总个数阈值的情况下，所述中间模块直接将数据区块发送给其他任意一个所述中间模块或者所述转发模块，在秘密数据的总个数小于所述总个数阈值的情况下，所述中间模块在数据区块的公开数据中增加其唯一编号，同时所述中间模块生成新的秘密数据，新的秘密数据的生成过程为先通过预先设定的散列函数计算此时的公开数据的散列值，再使用所述中间模块的私钥对于散列值进行加密处理，并且所述中间模块将新的秘密数据加入数据区块，还把数据区块发送给其他任意一个所述中间模块或者所述转发模块；

所述采集模块将生成的数据区块远程传输给所述预警分析区块链进行存储，还包括如下的步骤：

所述转发模块在接收到所述中间模块发来的数据区块之后，检查数据区块的秘密数据的总个数是否大于等于所述总个数阈值，在秘密数据的总个数大于等于所述总个数阈值的情况下，所述转发模块直接将数据区块发送给计算机网络，以通过计算机网络将数据区块传输给所述预警分析区块链进行存储，在秘密数据的总个数小于所述总个数阈值的情况下，继续下个步骤；

所述转发模块在数据区块的公开数据中增加其唯一编号，同时所述转发模块生成新的秘密数据，新的秘密数据的生成过程是先通过预先设定的散列函数计算此时的公开数据的散列值，再使用所述转发模块的私钥对于散列值进行加密处理，并且所述转发模块将新的秘密数据加入数据区块，还把数据区块发送给任意一个所述中间模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少如下所述：

在本发明中，对于水环境监测点的水监测数据进行收集，并且根据水监测数据生成数据区块，将数据区块远程传输给预警分析区块链进行存储，本发明能够在远程传输数据区块时确保数据区块的安全性，避免其被篡改。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。

本发明提供了一种基于区块链的数据处理方法：

在远程的水环境监测点设置采集模块，上述采集模块每经过预先设定的固定时间段对于水环境监测点的水监测数据进行收集，并且上述采集模块根据上述水监测数据生成数据区块，还将生成的数据区块远程传输给预警分析区块链进行存储。

进一步的，上述采集模块将生成的数据区块远程传输给上述预警分析区块链进行存储之前，还包括预先设置与上述采集模块通信连接的发送模块，同时预先设置若干个能够在彼此之间，以及能够在与上述发送模块之间进行数据通信的中间模块，并且还预先设置能够将上述中间模块的通信数据转发给计算机网络的转发模块。

具体的，发明人发现在现实的应用场景下，与水环境监测点的采集模块相连接的发送模块在地理空间上一般与存储预警分析区块链的计算机设备相距很远，因此需要通过多个中间模块对于水监测数据进行转发，提高水监测数据的可传输距离，此外还需要通过与计算机网路连接的转发模块再将水监测数据传输给存储预警分析区块链的计算机设备，其中，发送模块、中间模块，以及转发模块之间可以通过无线技术进行通信。

进一步的，上述采集模块生成的数据区块中包括秘密数据和公开数据，公开数据又包含上述采集模块的唯一编号、上述水监测数据、以及上述水监测数据的产生时间，秘密数据的生成过程为先通过预先设定的散列函数计算上述采集模块的唯一编号，上述水监测数据，以及上述水监测数据的产生时间的散列值，再使用上述采集模块的私钥对于散列值进行加密处理。

进一步的，上述采集模块将生成的数据区块远程传输给上述预警分析区块链进行存储，包括如下的步骤：

步骤一、上述采集模块先将其生成的数据区块发送给上述发送模块，上述发送模块再把数据区块随机发送给预先设置的若干个上述中间模块之中的任意一个；

步骤二、上述中间模块在接收到来自上述采集模块或者其他上述中间模块或者上述转发模块的数据区块时，判断数据区块是否满足丢弃条件，上述丢弃条件指的是从数据区块的公开数据中的上述水监测数据的产生时间到当前时间的时间长度大于等于预先设定的时间长度阈值，在数据区块满足丢弃条件的情况下，上述中间模块丢弃数据区块，在数据区块不满足丢弃条件的情况下，上述中间模块使用上述采集模块的公钥或者其他上述中间模块的公钥或者上述转发模块的公钥对于数据区块的最新的秘密数据进行解密处理得到解密结果，同时使用预先设定的散列函数计算数据区块的公开数据的散列值，并且验证解密结果与散列值是否一致，当二者不一致时，仍然丢弃公开数据，当二者一致时，继续下个步骤；

步骤三、上述中间模块判断数据区块的秘密数据的总个数是否大于等于预先设定的总个数阈值，在秘密数据的总个数大于等于上述总个数阈值的情况下，上述中间模块直接将数据区块发送给其他任意一个上述中间模块或者上述转发模块，在秘密数据的总个数小于上述总个数阈值的情况下，上述中间模块在数据区块的公开数据中增加其唯一编号，同时上述中间模块生成新的秘密数据，新的秘密数据的生成过程为先通过预先设定的散列函数计算此时的公开数据的散列值，再使用上述中间模块的私钥对于散列值进行加密处理，并且上述中间模块将新的秘密数据加入数据区块，还把数据区块发送给其他任意一个上述中间模块或者上述转发模块。

具体的，在上述采集模块将生成的数据区块远程传输给上述预警分析区块链进行存储的过程中，发明人又考虑到由于通信距离较远，该过程中很有可能存在非法第三方想要篡改通信数据的风险，由此，设置采集模块生成的数据区块包括秘密数据和公开数据，秘密数据能够用来验证通信数据是否被更改，并且还通过上述步骤一到上述步骤三的方法来进一步的确保该过程中的通信安全。

在上述步骤一中，采集模块将数据区块发送给发送模块，发送模块随机发送给任意一个中间模块，在上述步骤二中，中间模块在接收到一个数据区块时，该数据区块可能是采集模块或者其他中间模块或者转发模块发来的，此时，中间模块判断从数据区块的公开数据中的水监测数据的产生时间到当前时间的时间长度是否大于等于时间长度阈值，如果是的话，则说明了从水监测数据产生已经过去了较长的时间，为了确保水监测数据的安全，可以认为水监测数据已经是不安全的，因此应该丢弃数据区块，对于丢弃的数据区块，中间模块可以向发送模块发送通知信息，使得发送模块再次发送相应的数据区块，如果否的话，则可以初步说明包含水监测数据的数据区块是安全的，并且中间模块使用采集模块或者其他中间模块或者转发模块的公钥对于数据区块的最新的秘密数据进行解密，这里对最新的秘密数据进行解密是因为一个数据区块包括多个秘密数据，中间模块还使用散列函数计算数据区块的公开数据的散列值，该散列函数和采集模块使用的散列函数相同，再检查解密结果和散列值是否相同，如果不同的话，认为数据区块已经被修改，仍然判定其是不安全的，应该被丢弃，对于丢弃的数据区块，中间模块可以向发送模块发送通知信息，使得发送模块再次发送相应的数据区块，如果相同的话，中间模块继续判断数据区块的秘密数据的总个数是否大于等于总个数阈值，在是的情况下，直接把数据区块发送给其他任意一个中间模块，或者转发模块，在否的情况下，中间模块先在数据区块的公开数据中添加其唯一编号，还生成新的秘密数据加入到数据区块，新的秘密数据的生成过程为先通过散列函数计算此时的公开数据的散列值，再使用中间模块的私钥对于散列值进行加密处理，该该散列函数和采集模块使用的散列函数也相同，中间模块最后将此时的数据区块发送给其他任意一个中间模块，或者转发模块。需要注意的是，上述时间长度阈值大于上述总个数阈值乘以生成秘密数据的平均时间长度的结果，同时又小于等于（1+x%）与上述总个数阈值乘以生成秘密数据的平均时间长度的结果的乘积，x%可以为20%到30%间的任意数值。

进一步的，上述采集模块将生成的数据区块远程传输给上述预警分析区块链进行存储，还包括如下的步骤：

步骤一、上述转发模块在接收到上述中间模块发来的数据区块之后，检查数据区块的秘密数据的总个数是否大于等于上述总个数阈值，在秘密数据的总个数大于等于上述总个数阈值的情况下，上述转发模块直接将数据区块发送给计算机网络，以通过计算机网络将数据区块传输给上述预警分析区块链进行存储，在秘密数据的总个数小于上述总个数阈值的情况下，继续下个步骤；

步骤二、上述转发模块在数据区块的公开数据中增加其唯一编号，同时上述转发模块生成新的秘密数据，新的秘密数据的生成过程是先通过预先设定的散列函数计算此时的公开数据的散列值，再使用上述转发模块的私钥对于散列值进行加密处理，并且上述转发模块将新的秘密数据加入数据区块，还把数据区块发送给任意一个上述中间模块。

具体的，转发模块接收到中间模块发来的数据区块之后，数据区块的秘密数据的总个数可能大于等于总个数阈值，也可能小于总个数阈值，当秘密数据的总个数大于等于总个数阈值时，转发模块直接将数据区块发送给计算机网络，通过计算机网络将数据区块传输给存储预警分析区块链的计算机设备，当秘密数据的总个数小于总个数阈值时，转发模块通过类似的方法，在数据区块的公开数据中添加其唯一编号，还生成新的秘密数据添加到数据区块，新的秘密数据的生成过程是先通过散列函数计算此时的公开数据的散列值，再使用转发模块的私钥对于散列值进行加密处理，该散列函数和采集模块使用的散列函数也相同，转发模块还把此时的数据区块发送回任意一个中间模块。转发模块检查数据区块的秘密数据的总个数也是为了确保数据区块的安全性，这样做是因为非法第三方无法在规定的时间之前，完成一定个数的秘密数据的计算，从而保证数据区块不能被非法第三方篡改，该规定的时间为水监测数据的产生时间加上上述时间长度阈值得到的时间。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一个非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink）DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

以上上述的实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上上述的实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上上述的仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于区块链的数据处理方法，其特征在于，包括如下的步骤：

在远程的水环境监测点设置采集模块，所述采集模块每经过预先设定的固定时间段对于水环境监测点的水监测数据进行收集，并且所述采集模块根据所述水监测数据生成数据区块，还将生成的数据区块远程传输给预警分析区块链进行存储；

所述采集模块将生成的数据区块远程传输给所述预警分析区块链进行存储之前，还包括预先设置与所述采集模块通信连接的发送模块，同时预先设置若干个能够在彼此之间，以及能够在与所述发送模块之间进行数据通信的中间模块，并且还预先设置能够将所述中间模块的通信数据转发给计算机网络的转发模块；

所述采集模块生成的数据区块中包括秘密数据和公开数据，公开数据又包含所述采集模块的唯一编号、所述水监测数据、以及所述水监测数据的产生时间，秘密数据的生成过程为先通过预先设定的散列函数计算所述采集模块的唯一编号，所述水监测数据，以及所述水监测数据的产生时间的散列值，再使用所述采集模块的私钥对于散列值进行加密处理；

所述采集模块将生成的数据区块远程传输给所述预警分析区块链进行存储，包括如下的步骤：

所述采集模块先将其生成的数据区块发送给所述发送模块，所述发送模块再把数据区块随机发送给预先设置的若干个所述中间模块之中的任意一个；

所述中间模块在接收到来自所述采集模块或者其他所述中间模块或者所述转发模块的数据区块时，判断数据区块是否满足丢弃条件，所述丢弃条件指的是从数据区块的公开数据中的所述水监测数据的产生时间到当前时间的时间长度大于等于预先设定的时间长度阈值，在数据区块满足丢弃条件的情况下，所述中间模块丢弃数据区块，在数据区块不满足丢弃条件的情况下，所述中间模块使用所述采集模块的公钥或者其他所述中间模块的公钥或者所述转发模块的公钥对于数据区块的最新的秘密数据进行解密处理得到解密结果，同时使用预先设定的散列函数计算数据区块的公开数据的散列值，并且验证解密结果与散列值是否一致，当二者不一致时，仍然丢弃公开数据，当二者一致时，继续下个步骤；

所述中间模块判断数据区块的秘密数据的总个数是否大于等于预先设定的总个数阈值，在秘密数据的总个数大于等于所述总个数阈值的情况下，所述中间模块直接将数据区块发送给其他任意一个所述中间模块或者所述转发模块，在秘密数据的总个数小于所述总个数阈值的情况下，所述中间模块在数据区块的公开数据中增加其唯一编号，同时所述中间模块生成新的秘密数据，新的秘密数据的生成过程为先通过预先设定的散列函数计算此时的公开数据的散列值，再使用所述中间模块的私钥对于散列值进行加密处理，并且所述中间模块将新的秘密数据加入数据区块，还把数据区块发送给其他任意一个所述中间模块或者所述转发模块；

所述采集模块将生成的数据区块远程传输给所述预警分析区块链进行存储，还包括如下的步骤：

所述转发模块在接收到所述中间模块发来的数据区块之后，检查数据区块的秘密数据的总个数是否大于等于所述总个数阈值，在秘密数据的总个数大于等于所述总个数阈值的情况下，所述转发模块直接将数据区块发送给计算机网络，以通过计算机网络将数据区块传输给所述预警分析区块链进行存储，在秘密数据的总个数小于所述总个数阈值的情况下，继续下个步骤；

所述转发模块在数据区块的公开数据中增加其唯一编号，同时所述转发模块生成新的秘密数据，新的秘密数据的生成过程是先通过预先设定的散列函数计算此时的公开数据的散列值，再使用所述转发模块的私钥对于散列值进行加密处理，并且所述转发模块将新的秘密数据加入数据区块，还把数据区块发送给任意一个所述中间模块。