CN116346503A - 基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及数据加密技术领域，揭露了一种基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法及装置，包括：根据水务需求对全生命周期进行周期阶段划分；提取碳排放阶段的碳排放因子，根据碳排放因子计算碳排放阶段的碳排放数据；根据碳排放阶段确定区块链节点，将碳排放数据存储至区块链节点中，对区块链节点中的碳排放数据进行加密，得到碳排放加密数据；提取碳排放数据的碳排放特征，根据碳排放特征生成碳排放数据的加密节点，根据加密节点构建碳排放数据的加密共享空间；将碳排放加密数据映射至加密共享空间，得到映射加密空间，根据映射加密空间对碳排放数据进行加密。本发明可以提高碳排放数据共享时的安全性。

Description

基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法及装置
技术领域
本发明涉及数据加密技术领域，尤其涉及一种基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法及装置。
背景技术
在水务全生命周期的碳排放过程中，过量的碳排放会给人类社会带来损害，导致整体社会福利损失，因此，需要将碳排放过程中产生的碳排放数据进行共享，以进行碳排放权的自由交易活动，因此需要对碳排放数据进行加密，防止被不法分子窃取碳排放数据进行非法交易。
现有的数据加密技术多为基于加密算法实现一次加密，以实现对数据的加密。实际应用中，数据的一次加密可能加密安全性不高，导致数据破解率较高，从而对进行碳排放数据共享时的安全性较低。
发明内容
本发明提供一种基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法及装置，其主要目的在于解决进行碳排放数据共享时的安全性较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法，包括：
S1、获取目标水务的全生命周期，根据预设的水务需求对所述全生命周期进行周期阶段划分，得到所述目标水务的碳排放阶段；
S2、提取所述碳排放阶段的碳排放因子，利用预设的碳核算算法根据所述碳排放因子计算所述碳排放阶段的碳排放数据；
S3、根据所述碳排放阶段确定区块链节点，利用预设的安全存储算法将所述碳排放数据存储至所述区块链节点中，利用预设的矩阵加密算法对所述区块链节点中的碳排放数据进行加密，得到碳排放加密数据；
S4、提取所述碳排放数据的碳排放特征，根据所述碳排放特征生成所述碳排放数据的加密节点，根据所述加密节点构建所述碳排放数据的加密共享空间；
S5、通过预设的数据映射算法将所述碳排放加密数据映射至所述加密共享空间，得到映射加密空间，根据所述映射加密空间对所述碳排放数据进行加密，其中所述通过预设的数据映射算法将所述碳排放加密数据映射至所述加密共享空间，得到映射加密空间，包括：
S51、利用如下所述数据映射算法计算所述碳排放加密数据的映射值：
Figure SMS_1
；
其中，
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为所述映射值，/>
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为所述碳排放加密数据的共享区间，/>
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为单向加密距离，/>
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为加密次数，/>
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为映射因子；
S52、根据所述映射值确定所述加密共享空间的映射区域；
S53、将所述碳排放加密数据映射至所述映射区域，汇集所述映射区域的碳排放加密数据为映射加密空间。
可选地，所述根据预设的水务需求对所述全生命周期进行周期阶段划分，得到所述目标水务的碳排放阶段，包括：
按照所述水务需求对所述全生命周期进行需求划分，得到水务需求阶段；
提取所述水务需求阶段的碳排放指标；
当所述碳排放指标大于预设的指标阈值时，将所述碳排放指标对应的水务需求阶段作为所述目标水务的碳排放阶段。
可选地，所述利用预设的碳核算算法根据所述碳排放因子计算所述碳排放阶段的碳排放数据，包括：
提取所述碳排放因子中的间接碳排放因子及直接碳排放因子；
根据所述间接碳排放因子逐一计算所述碳排放阶段的间接碳排放数据；
根据所述直接碳排放因子逐一计算所述碳排放阶段的直接碳排放数据；
根据所述碳排放阶段的碳排放指标逐一计算所述碳排放阶段的碳减排数据；
利用所述碳核算算法根据所述间接碳排放数据、所述直接碳排放数据及所述碳减排数据计算所述碳排放阶段的碳排放数据，其中所述碳核算算法为：
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；
其中，
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为第/>
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个碳排放阶段的直接碳排放数据，/>
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为第/>
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个碳排放阶段的碳减排数据,/>
Figure SMS_8
为所述碳排放阶段的阶段数量。
可选地，所述根据所述碳排放阶段的碳排放指标逐一计算所述碳排放阶段的碳减排数据，包括：
提取所述碳排放指标中的碳减排指标因子；
根据所述碳减排指标因子逐一计算所述碳排放阶段的碳减排数据，其中所述碳减排数据计算公式为：
Figure SMS_16
；
其中，
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为第/>
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个碳排放阶段的碳减排数据，/>
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为碳排放阶段的标识，/>
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为第/>
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个碳减排指标因子的碳减排数据，/>
Figure SMS_22
为碳减排指标因子的指标数量。
可选地，所述利用预设的安全存储算法将所述碳排放数据存储至所述区块链节点中，包括：
通过预设的证书管理算法生成所述区块链节点的密钥对；
利用预设的哈希函数根据所述密钥对确定所述碳排放数据的认证码；
根据所述密钥对中的私钥对所述认证码进行数字签名，得到签名认证码；
利用所述安全存储算法将所述签名认证码对应的碳排放数据存储至所述区块链节点中。
可选地，其特征在于，所述利用预设的矩阵加密算法对所述区块链节点中的碳排放数据进行加密，得到碳排放加密数据，包括：
对所述碳排放数据进行二进制转换，得到二进制碳排放数据；
将所述二进制碳排放数据生成碳排放矩阵数据；
利用所述矩阵加密算法将所述碳排放矩阵数据与预设的矩阵加密数据进行加密运算，得到碳排放加密数据，其中所述矩阵加密算法为：
Figure SMS_23
；
其中，
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为所述碳排放加密数据，/>
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为所述碳排放矩阵数据的逆矩阵。
可选地，所述根据所述碳排放特征生成所述碳排放数据的加密节点，包括：
利用预设的加密偏差算法根据所述碳排放特征计算所述区块链节点的极限加密偏差，其中所述加密偏差算法为：
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；
其中，
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为所述极限加密偏差，/>
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为调用次数，/>
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为对/>
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的微分；
当预设的初始加密节点的加密值小于所述极限加密偏差，将所述初始加密节点作为所述碳排放数据的加密节点。
可选地，所述根据所述加密节点构建所述碳排放数据的加密共享空间，包括：
获取所述加密节点的共享指令，以及统计所述加密节点的节点数量；
根据所述节点数量确定共享间距；
根据所述共享指令及所述共享间距构建所述碳排放数据的加密共享空间。
可选地，所述根据所述映射加密空间对所述碳排放数据进行加密，包括：
获取所述碳排放数据中的未加密碳排放数据；
利用所述矩阵加密算法对所述未加密碳排放数据进行加密，得到第一加密碳排放数据；
将所述第一加密碳排放数据映射至所述映射加密空间进行双重加密。
为了解决上述问题，本发明还提供一种基于全生命周期的水务碳排放数据的加密装置，所述装置包括：
周期阶段划分模块，用于获取目标水务的全生命周期，根据预设的水务需求对所述全生命周期进行周期阶段划分，得到所述目标水务的碳排放阶段；
碳排放数据计算模块，用于提取所述碳排放阶段的碳排放因子，利用预设的碳核算算法根据所述碳排放因子计算所述碳排放阶段的碳排放数据；
碳排放数据第一加密模块，用于根据所述碳排放阶段确定区块链节点，利用预设的安全存储算法将所述碳排放数据存储至所述区块链节点中，利用预设的矩阵加密算法对所述区块链节点中的碳排放数据进行加密，得到碳排放加密数据；
加密共享空间构建模块，用于提取所述碳排放数据的碳排放特征，根据所述碳排放特征生成所述碳排放数据的加密节点，根据所述加密节点构建所述碳排放数据的加密共享空间；
碳排放数据第二加密模块，用于通过预设的数据映射算法将所述碳排放加密数据映射至所述加密共享空间，得到映射加密空间，根据所述映射加密空间对所述碳排放数据进行加密。
本发明实施例通过计算目标水务的全生命周期的碳排放阶段产生的碳排放数据，将碳排放数据存储至区块链节点，进而利用矩阵加密算法对区块链节点中的碳排放数据进行加密，得到碳排放加密数据，可以提高碳排放数据在各个阶段数据共享过程中的安全性；根据碳排放数据的碳排放特征生成加密节点，进而根据加密节点构建加密共享空间，有利于实现碳排放数据的双重加密；利用映射加密空间对碳排放数据中实时增加的数据进行加密，保证每个碳排放数据都能进行加密，提高碳排放数据的扩展性，实现碳排放数据在共享和传输过程中的安全性。因此本发明提出的基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法及装置，可以解决进行碳排放数据共享时的安全性较低的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的划分全生命周期的流程示意图；
图3为本发明一实施例提供的存储数据的流程示意图；
图4为本发明一实施例提供的基于全生命周期的水务碳排放数据的加密装置的功能模块图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
本申请实施例提供一种基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法。所述基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。所述服务器可以是独立的服务器，也可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。
参照图1所示，为本发明一实施例提供的基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法的流程示意图。在本实施例中，所述基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法包括：
S1、获取目标水务的全生命周期，根据预设的水务需求对所述全生命周期进行周期阶段划分，得到所述目标水务的碳排放阶段。
本发明实施例中，目标水务可以划分为水系统、污水系统、再生系统及雨水系统，而所述全生命周期可以划分为规划建设、运行维护及资产重置与拆除3个阶段，可可灵活应用于不同目的的碳排放核算。其中可通过目标水务的整体规划图获取目标水务的全生命周期。
进一步地，将目标水务的全生命周期中具有碳排放阶段的生命周期单独划分，可以从每个碳排放阶段中获取碳排放数据，从而更加准确的从每个碳排放阶段确定其对应的碳排放数据。
本发明实施例中，所述水务需求是目标水务对于全生命周期中每个周期阶段的安排需求，如水务需求包括在规划建设中的水务中水资源的处理与再利用的需求等；所述碳排放阶段是指在全生命周期中具有一定含量的碳排放数据产生的周期阶段。
本发明实施例中，参照图2所示，所述根据预设的水务需求对所述全生命周期进行周期阶段划分，得到所述目标水务的碳排放阶段，包括：
S21、按照所述水务需求对所述全生命周期进行需求划分，得到水务需求阶段；
S22、提取所述水务需求阶段的碳排放指标；
S23、当所述碳排放指标大于预设的指标阈值时，将所述碳排放指标对应的水务需求阶段作为所述目标水务的碳排放阶段。
详细地，按照全生命周期中每个周期阶段的水务需求将全生命周期划分为多个水务需求阶段，如全生命周期为{A,B,C,D,E}，则按照所述水务需求可以将全生命周期划分为{A,B}、{C}、{D}、{E}多个水务需求阶段，并提取每个水务需求阶段中的碳排放指标，当所述碳排放指标中的各项指标数值大于预设的指标阈值时，将其碳排放指标对应的水务需求阶段作为目标水务的碳排放阶段，其中所述碳排放指标包括厌氧指标、缺氧指标、好氧指标、二氧化碳指标、甲烷指标，一氧化二氮指标，将所有的指标进行叠加可得到每个水务需求阶段的碳排放指标，其中，可通过碳排放实时监测工具监测每个水务需求阶段的碳排放指标。
进一步地，根据全生命周期的碳排放阶段计算每个碳排放阶段的碳排放数据，可以更加准确且全面的计算碳排放阶段产生的碳排放数据。
S2、提取所述碳排放阶段的碳排放因子，利用预设的碳核算算法根据所述碳排放因子计算所述碳排放阶段的碳排放数据。
本发明实施例中，所述碳排放因子包括间接碳排放和直接碳排放，间接碳排放包括电能生产、药剂生产；直接碳排放包括甲烷
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，一氧化二氮/>
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，二氧化碳/>
Figure SMS_39
。其中可通过碳排放实时监测工具监测碳排放阶段的碳排放因子。
进一步地，根据所述碳排放因子计算每个碳排放阶段的碳排放数据，进而对碳排放数据进行数据加密，实现在碳排放数据共享过程中的安全性。
本发明实施例中，所述利用预设的碳核算算法根据所述碳排放因子计算所述碳排放阶段的碳排放数据，包括：
提取所述碳排放因子中的间接碳排放因子及直接碳排放因子；
根据所述间接碳排放因子逐一计算所述碳排放阶段的间接碳排放数据；
根据所述直接碳排放因子逐一计算所述碳排放阶段的直接碳排放数据；
根据所述碳排放阶段的碳排放指标逐一计算所述碳排放阶段的碳减排数据；
利用所述碳核算算法根据所述间接碳排放数据、所述直接碳排放数据及所述碳减排数据计算所述碳排放阶段的碳排放数据，其中所述碳核算算法为：
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；
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为所述碳排放数据，/>
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详细地，所述间接碳排放因子包括电能生产、药剂生产产生的碳因子，所述直接碳排放因子包括甲烷
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，一氧化二氮/>
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，二氧化碳/>
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。根据所述间接碳排放因子计算所述碳排放阶段的间接碳排放数据，即间接碳排放因子中的电能生产是在水务系统中使用电能所产生的/>
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，则电能生产的碳排放数据为/>
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量；药剂生产是指处理水资源所使用的药剂，在使用药剂的过程中会带来一定数量的碳排放量，则药剂生产的碳排放数据为
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，则/>
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为药剂生产间接碳排放量，/>
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为药剂投加量，/>
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为药剂产生的/>
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量；将电能生产间接碳排放量与药剂生产的碳排放数据进行相加，可得到每个碳排放阶段的间接碳排放数据。
具体地，根据所述直接碳排放因子计算所述碳排放阶段的直接碳排放数据，即计算甲烷
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，一氧化二氮/>
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，二氧化碳/>
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的含量，将直接碳排放因子中所有因子含量进行相加，可得到每个碳排放阶段的直接碳排放数据。为了计算碳排放阶段中的净碳排放量，还需要计算碳排放阶段中的碳减排数据。
本发明实施例中，所述根据所述碳排放阶段的碳排放指标逐一计算所述碳排放阶段的碳减排数据，包括：
提取所述碳排放指标中的碳减排指标因子；
根据所述碳减排指标因子逐一计算所述碳排放阶段的碳减排数据，其中所述碳减排数据计算公式为：
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；
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详细地，所述碳减排指标因子包括环境用水中的碳指标，厌氧消化中的碳指标、好氧消化中的碳指标及土地利用中的碳指标，则利用所述碳减排数据中的
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为地表水体含量；/>
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Figure SMS_87
是通过水资源中有机组分比例及厌氧消化过程中的去除量和好氧消化过程中的去除量所确定的，/>
Figure SMS_74
是指土地利用减少的碳排放数据，进而将每个碳指标因子所产生的碳指标进行叠加，得到每个碳排放阶段的碳减排数据。
具体地，利用所述碳核算算法将间接碳排放数据、直接碳排放数据与碳减排数据可得到每个碳排放阶段的净减排数据，即每个碳排放阶段的碳排放数据，从而使每个碳排放阶段中的净碳排放数据计算出来。
进一步地，将所述碳排放数据存储至区块链节点中，进而利用区块链对所述碳排放数据进行加密，实现碳排放数据的安全共享及安全传输。
S3、根据所述碳排放阶段确定区块链节点，利用预设的安全存储算法将所述碳排放数据存储至所述区块链节点中，利用预设的矩阵加密算法对所述区块链节点中的碳排放数据进行加密，得到碳排放加密数据。
本发明实施例中，将每个碳排放阶段对应一个区块链节点，如碳排放阶段A对应的区块链节点为节点A，排放阶段B对应的区块链节点为节点B，进而将每个碳排放阶段产生的碳排放数据安全存储至其对应的区块链节点中。
本发明实施例中，参照图3所示，所述利用预设的安全存储算法将所述碳排放数据存储至所述区块链节点中，包括：
S31、通过预设的证书管理算法生成所述区块链节点的密钥对；
S32、利用预设的哈希函数根据所述密钥对确定所述碳排放数据的认证码；
S33、根据所述密钥对中的私钥对所述认证码进行数字签名，得到签名认证码；
S34、利用所述安全存储算法将所述签名认证码对应的碳排放数据存储至所述区块链节点中。
详细地，所述证书管理算法是指Fabric CA区块链项目，为网络通信节点分配密钥对，包括公钥和私钥，其中Fabric CA网络中的身份是使用数字证书实现的，因此需要CA来处理证书的管理。将公钥和碳排放数据作为所述哈希函数的输入，得到所述碳排放数据的认证码，则碳排放数据的消息摘要是利用哈希算法对碳排放数据内容进行计算，得到一个与碳排放数据内容相关且唯一的摘要，这个摘要可以来代替碳排放数据内容。哈希函数具有输入和输出是不一样的特点，信息接收方通过对消息内容进行计算，计算完毕后与消息摘要进行对比，可以推断出消息内容是否被篡改。所以利用哈希函数生成碳排放数据摘要的运算过程得到的认证码很难被破解。
具体地，根据私钥对碳排放数据的认证码进行数字签名，得到签名认证码，其中数字签名是只有信息的发送者才能产生的别人无法伪造的一段数字串，进而通过所述安全存储算法将签名认证码对应的碳排放数据存储至每个碳排放阶段对应的区块链节点中，其中所述安全存储算法是指通过验证节点验证碳排放数据是否存储在同一区块链节点位置，若存储在同一区块链节点位置则将签名后的碳排放数据与存储位置信息副本生成元数据，将生成的元数据散列得到哈希值重新确定区块链节点位置；若未存储在同一区块链节点位置，舍去签名后的碳排放数据的认证码并确定存储的区块链节点位置。
进一步地，对区块链节点中的碳排放数据进行加密，实现碳排放数据在全生命周期的数据共享的安全性。
本发明实施例中，所述利用预设的矩阵加密算法对所述区块链节点中的碳排放数据进行加密，得到碳排放加密数据，包括：
对所述碳排放数据进行二进制转换，得到二进制碳排放数据；
将所述二进制碳排放数据生成碳排放矩阵数据；
利用所述矩阵加密算法将所述碳排放矩阵数据与预设的矩阵加密数据进行加密运算，得到碳排放加密数据，其中所述矩阵加密算法为：
Figure SMS_89
；
其中，
Figure SMS_90
为所述碳排放加密数据，/>
Figure SMS_91
为所述碳排放矩阵数据，/>
Figure SMS_92
为所述矩阵加密数据，/>
Figure SMS_93
为所述碳排放矩阵数据的逆矩阵。
详细地，将所述碳排放数据转换为二进制，用0和1表示碳排放数据，即二进制碳排放数据，进而按照预设的矩阵维数将二进制碳排放数据生成碳排放矩阵数据，如二进制碳排放数据为000011110001111，按照8位将二进制碳排放数据生成8×2的碳排放矩阵数据。
具体地，通过矩阵逆运算计算所述碳排放矩阵数据的逆矩阵，进而利用矩阵乘法将碳排放矩阵数据、逆矩阵及预设的矩阵加密数据进行矩阵相乘，得到碳排放加密数据对应的加密矩阵，其中预设的矩阵加密数据的矩阵维度与碳排放矩阵数据的矩阵维度是一致的，而矩阵加密数据中的二进制数值是预先加密自定义设置的。
进一步地，仅仅对碳排放数据进行加密，其安全性还较低，为了提高碳排放数据的共享的安全性，需要生成加密共享空间，以进行双重加密。
S4、提取所述碳排放数据的碳排放特征，根据所述碳排放特征生成所述碳排放数据的加密节点，根据所述加密节点构建所述碳排放数据的加密共享空间。
本发明实施例中，所述碳排放特征是指在每个碳排放阶段中碳排放数据的碳排放量，即用碳排放量表示碳排放特征。
详细地，根据每个碳排放阶段的碳排放数据确定碳排放量，进而根据碳排放特征生成加密节点，用于对碳排放数据的双重加密，保证碳排放数据共享的安全性。
本发明实施例中，所述加密节点是在初始存储节点的基础上，通过计算每个初始存储节点的加密偏差，从而选择出初始存储节点中最合适的加密节点。
本发明实施例中，所述根据所述碳排放特征生成所述碳排放数据的加密节点，包括：
利用预设的加密偏差算法根据所述碳排放特征计算所述区块链节点的极限加密偏差，其中所述加密偏差算法为：
Figure SMS_94
；
其中，
Figure SMS_96
为所述极限加密偏差，/>
Figure SMS_97
为加密区域，/>
Figure SMS_98
为所述碳排放特征的特征值，/>
Figure SMS_99
为碳排放数据的访问节点的次数，/>
Figure SMS_100
为单向数据调用偏差，/>
Figure SMS_101
为调用次数，/>
Figure SMS_102
为对/>
Figure SMS_95
的微分；
当预设的初始加密节点的加密值小于所述极限加密偏差，将所述初始加密节点作为所述碳排放数据的加密节点。
详细地，将每个区块链节点进行加密，可得到初始加密节点，而初始加密节点对应一个加密值，其中可通过对称加密对区块链节点进行初始加密，得到初始加密节点；进而利用加密偏差算法计算每个区块链节点的极限加密偏差，其中加密偏差算法中的单向数据调用偏差
Figure SMS_103
是指不断对区块链节点的加密值进行调用调整，最后根据一定数量的调用次数确定其调用偏差，加密区域/>
Figure SMS_104
是指初始加密节点的数量，而/>
Figure SMS_105
为碳排放数据在加密的过程中访问节点的次数。
具体地，将所述初始加密节点的加密值与每个初始加密节点的极限加密偏差进行对比，若加密值小于极限加密偏差时，将初始加密节点作为碳排放数据的加密节点。通过与布设的加密节点进行同步，并重新调整加密节点的执行位置，在区块链技术的辅助及支持下，逐步建立更加灵活、多变的数据加密共享程序，实现加快应用节点的变化速度，缩小数据处理和标记范围的目的，营造更加稳定、安全的数据传输环境。
进一步地，根据所述加密节点构建所述碳排放数据的加密共享空间，进而根据加密共享空间实现对碳排放数据的双重加密。
本发明实施例中，所述根据所述加密节点构建所述碳排放数据的加密共享空间，包括：
获取所述加密节点的共享指令，以及统计所述加密节点的节点数量；
根据所述节点数量确定共享间距；
根据所述共享指令及所述共享间距构建所述碳排放数据的加密共享空间。
详细地，通过每个加密节点的共享指令将所有的加密节点构建节点联系，并统计加密节点的节点数量，其中可通过拦截器（如Interceptor）获取所述加密节点的共享指令。
具体地，根据节点数量设定共享节点之间的间距，进而根据加密节点之间的联系及共享间距将所有的加密节点生成一个加密共享空间，即将所有的具有共享指令的加密节点汇集在一个空间中，即形成加密共享空间。
进一步地，将区块链节点中的碳排放加密数据映射至加密共享空间中，可实现碳排放数据的双重加密，从而提高数据共享的安全性。
S5、通过预设的数据映射算法将所述碳排放加密数据映射至所述加密共享空间，得到映射加密空间，根据所述映射加密空间对所述碳排放数据进行加密。
本发明实施例中，所述映射加密空间是指碳排放加密数据映射至加密共享空间中所得到的数据加密空间。
本发明实施例中，所述通过预设的数据映射算法将所述碳排放加密数据映射至所述加密共享空间，得到映射加密空间，包括：
利用如下所述数据映射算法计算所述碳排放加密数据的映射值：
Figure SMS_106
；
其中，
Figure SMS_107
为所述映射值，/>
Figure SMS_108
为所述碳排放加密数据的共享区间，/>
Figure SMS_109
为单向加密距离，/>
Figure SMS_110
为加密次数，/>
Figure SMS_111
为映射因子；
根据所述映射值确定所述加密共享空间的映射区域；
将所述碳排放加密数据映射至所述映射区域，汇集所述映射区域的碳排放加密数据为映射加密空间。
详细地，所述数据映射算法中的映射因子
Figure SMS_112
是碳排放加密数据的映射极值，通过加密共享空间中的总映射区域的区域值进行自定义设置的，而单向加密距离/>
Figure SMS_113
是指碳排放加密数据通过预设的加密次数对于加密共享空间中空间序号标识之间的平均距离，进而根据数据映射算法计算碳排放加密的映射值。
具体地，根据所述映射值与加密共享空间的空间序号进行一一对应，得到加密共享空间的映射区域，将所述碳排放加密数据按照映射值映射至映射区域，并将所有的映射区域汇集为映射加密空间。
进一步地，由于碳排放数据会实时增加，要对实时增加的碳排放数据进行实时加密，以保证所有的碳排放数据在共享过程中的安全性。
本发明实施例中，所述根据所述映射加密空间对所述碳排放数据进行加密，包括：
获取所述碳排放数据中的未加密碳排放数据；
利用所述矩阵加密算法对所述未加密碳排放数据进行加密，得到第一加密碳排放数据；
将所述第一加密碳排放数据映射至所述映射加密空间进行双重加密。
详细地，将碳排放数据中未加密碳排放数据进行数据加密，通过矩阵加密算法对未加密碳排放数据实现第一重加密，其中所述利用所述矩阵加密算法对所述未加密碳排放数据进行加密，得到第一加密碳排放数据与S3中所述利用预设的矩阵加密算法对所述区块链节点中的碳排放数据进行加密，得到碳排放加密数据步骤一致，在此不再赘述。
具体地，将第一加密碳排放数据映射至所述映射加密空间完成第二种加密，即通过数据双重加密实现碳排放数据的加密，可以提高在水务全生命周期的碳排放数据共享过程中的安全性。
本发明实施例通过计算目标水务的全生命周期的碳排放阶段产生的碳排放数据，将碳排放数据存储至区块链节点，进而利用矩阵加密算法对区块链节点中的碳排放数据进行加密，得到碳排放加密数据，可以提高碳排放数据在各个阶段数据共享过程中的安全性；根据碳排放数据的碳排放特征生成加密节点，进而根据加密节点构建加密共享空间，有利于实现碳排放数据的双重加密；利用映射加密空间对碳排放数据中实时增加的数据进行加密，保证每个碳排放数据都能进行加密，提高碳排放数据的扩展性，实现碳排放数据在共享和传输过程中的安全性。因此本发明提出的基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法及装置，可以解决进行碳排放数据共享时的安全性较低的问题。
如图4所示，是本发明一实施例提供的基于全生命周期的水务碳排放数据的加密装置的功能模块图。
本发明所述基于全生命周期的水务碳排放数据的加密装置400可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述基于全生命周期的水务碳排放数据的加密装置400可以包括周期阶段划分模块401、碳排放数据计算模块402、碳排放数据第一加密模块403、加密共享空间构建模块404及碳排放数据第二加密模块405。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
在本实施例中，关于各模块/单元的功能如下：
所述周期阶段划分模块401，用于获取目标水务的全生命周期，根据预设的水务需求对所述全生命周期进行周期阶段划分，得到所述目标水务的碳排放阶段；
所述碳排放数据计算模块402，用于提取所述碳排放阶段的碳排放因子，利用预设的碳核算算法根据所述碳排放因子计算所述碳排放阶段的碳排放数据；
所述碳排放数据第一加密模块403，用于根据所述碳排放阶段确定区块链节点，利用预设的安全存储算法将所述碳排放数据存储至所述区块链节点中，利用预设的矩阵加密算法对所述区块链节点中的碳排放数据进行加密，得到碳排放加密数据；
所述加密共享空间构建模块404，用于提取所述碳排放数据的碳排放特征，根据所述碳排放特征生成所述碳排放数据的加密节点，根据所述加密节点构建所述碳排放数据的加密共享空间；
所述碳排放数据第二加密模块405，用于通过预设的数据映射算法将所述碳排放加密数据映射至所述加密共享空间，得到映射加密空间，根据所述映射加密空间对所述碳排放数据进行加密。
详细地，本发明实施例中所述基于全生命周期的水务碳排放数据的加密装置400中所述的各模块在使用时采用与上述图1至图3中所述的基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，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。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块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模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
本申请实施例可以基于人工智能技术对相关的数据进行获取和处理。其中，人工智能（Artificial Intelligence，AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统实施例中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一、第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、获取目标水务的全生命周期，根据预设的水务需求对所述全生命周期进行周期阶段划分，得到所述目标水务的碳排放阶段；
S2、提取所述碳排放阶段的碳排放因子，利用预设的碳核算算法根据所述碳排放因子计算所述碳排放阶段的碳排放数据；
S3、根据所述碳排放阶段确定区块链节点，利用预设的安全存储算法将所述碳排放数据存储至所述区块链节点中，利用预设的矩阵加密算法对所述区块链节点中的碳排放数据进行加密，得到碳排放加密数据；
S4、提取所述碳排放数据的碳排放特征，根据所述碳排放特征生成所述碳排放数据的加密节点，根据所述加密节点构建所述碳排放数据的加密共享空间；
S5、通过预设的数据映射算法将所述碳排放加密数据映射至所述加密共享空间，得到映射加密空间，根据所述映射加密空间对所述碳排放数据进行加密，其中所述通过预设的数据映射算法将所述碳排放加密数据映射至所述加密共享空间，得到映射加密空间，包括：
S51、利用如下所述数据映射算法计算所述碳排放加密数据的映射值：
Figure QLYQS_1
；
其中，
Figure QLYQS_2
为所述映射值，/>
Figure QLYQS_3
为所述碳排放加密数据的共享区间，/>
Figure QLYQS_4
为单向加密距离，/>
Figure QLYQS_5
为加密次数，/>
Figure QLYQS_6
为映射因子；
S52、根据所述映射值确定所述加密共享空间的映射区域；
S53、将所述碳排放加密数据映射至所述映射区域，汇集所述映射区域的碳排放加密数据为映射加密空间。
2.如权利要求1所述的基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法，其特征在于，所述根据预设的水务需求对所述全生命周期进行周期阶段划分，得到所述目标水务的碳排放阶段，包括：
按照所述水务需求对所述全生命周期进行需求划分，得到水务需求阶段；
提取所述水务需求阶段的碳排放指标；
当所述碳排放指标大于预设的指标阈值时，将所述碳排放指标对应的水务需求阶段作为所述目标水务的碳排放阶段。
3.如权利要求1所述的基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法，其特征在于，所述利用预设的碳核算算法根据所述碳排放因子计算所述碳排放阶段的碳排放数据，包括：
提取所述碳排放因子中的间接碳排放因子及直接碳排放因子；
根据所述间接碳排放因子逐一计算所述碳排放阶段的间接碳排放数据；
根据所述直接碳排放因子逐一计算所述碳排放阶段的直接碳排放数据；
根据所述碳排放阶段的碳排放指标逐一计算所述碳排放阶段的碳减排数据；
利用所述碳核算算法根据所述间接碳排放数据、所述直接碳排放数据及所述碳减排数据计算所述碳排放阶段的碳排放数据，其中所述碳核算算法为：
Figure QLYQS_7
；
其中，
Figure QLYQS_9
为所述碳排放数据，/>
Figure QLYQS_10
为第/>
Figure QLYQS_11
个碳排放阶段的间接碳排放数据，/>
Figure QLYQS_12
为第/>
Figure QLYQS_13
个碳排放阶段的直接碳排放数据，/>
Figure QLYQS_14
为第/>
Figure QLYQS_15
个碳排放阶段的碳减排数据,/>
Figure QLYQS_8
为所述碳排放阶段的阶段数量。
4.如权利要求3所述的基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法，其特征在于，所述根据所述碳排放阶段的碳排放指标逐一计算所述碳排放阶段的碳减排数据，包括：
提取所述碳排放指标中的碳减排指标因子；
根据所述碳减排指标因子逐一计算所述碳排放阶段的碳减排数据，其中所述碳减排数据计算公式为：
Figure QLYQS_16
；
其中，
Figure QLYQS_17
为第/>
Figure QLYQS_18
个碳排放阶段的碳减排数据，/>
Figure QLYQS_19
为碳排放阶段的标识，/>
Figure QLYQS_20
为第/>
Figure QLYQS_21
个碳减排指标因子的碳减排数据，/>
Figure QLYQS_22
为碳减排指标因子的指标数量。
5.如权利要求1所述的基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法，其特征在于，所述利用预设的安全存储算法将所述碳排放数据存储至所述区块链节点中，包括：
通过预设的证书管理算法生成所述区块链节点的密钥对；
利用预设的哈希函数根据所述密钥对确定所述碳排放数据的认证码；
根据所述密钥对中的私钥对所述认证码进行数字签名，得到签名认证码；
利用所述安全存储算法将所述签名认证码对应的碳排放数据存储至所述区块链节点中。
6.如权利要求1所述的基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法，其特征在于，所述利用预设的矩阵加密算法对所述区块链节点中的碳排放数据进行加密，得到碳排放加密数据，包括：
对所述碳排放数据进行二进制转换，得到二进制碳排放数据；
将所述二进制碳排放数据生成碳排放矩阵数据；
利用所述矩阵加密算法将所述碳排放矩阵数据与预设的矩阵加密数据进行加密运算，得到碳排放加密数据，其中所述矩阵加密算法为：
Figure QLYQS_23
；
其中，
Figure QLYQS_24
为所述碳排放加密数据，/>
Figure QLYQS_25
为所述碳排放矩阵数据，/>
Figure QLYQS_26
为所述矩阵加密数据，/>
Figure QLYQS_27
为所述碳排放矩阵数据的逆矩阵。
7.如权利要求1所述的基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法，其特征在于，所述根据所述碳排放特征生成所述碳排放数据的加密节点，包括：
利用预设的加密偏差算法根据所述碳排放特征计算所述区块链节点的极限加密偏差，其中所述加密偏差算法为：
Figure QLYQS_28
；
其中，
Figure QLYQS_30
为所述极限加密偏差，/>
Figure QLYQS_31
为加密区域，/>
Figure QLYQS_32
为所述碳排放特征的特征值，/>
Figure QLYQS_33
为碳排放数据的访问节点的次数，/>
Figure QLYQS_34
为单向数据调用偏差，/>
Figure QLYQS_35
为调用次数，/>
Figure QLYQS_36
为对/>
Figure QLYQS_29
的微分；
当预设的初始加密节点的加密值小于所述极限加密偏差，将所述初始加密节点作为所述碳排放数据的加密节点。
8.如权利要求1所述的基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法，其特征在于，所述根据所述加密节点构建所述碳排放数据的加密共享空间，包括：
获取所述加密节点的共享指令，以及统计所述加密节点的节点数量；
根据所述节点数量确定共享间距；
根据所述共享指令及所述共享间距构建所述碳排放数据的加密共享空间。
9.如权利要求1所述的基于全生命周期的水务碳排放数据的加密方法，其特征在于，所述根据所述映射加密空间对所述碳排放数据进行加密，包括：
获取所述碳排放数据中的未加密碳排放数据；
利用所述矩阵加密算法对所述未加密碳排放数据进行加密，得到第一加密碳排放数据；
将所述第一加密碳排放数据映射至所述映射加密空间进行双重加密。
10.一种基于全生命周期的水务碳排放数据的加密装置，其特征在于，所述装置包括：
周期阶段划分模块，用于获取目标水务的全生命周期，根据预设的水务需求对所述全生命周期进行周期阶段划分，得到所述目标水务的碳排放阶段；
碳排放数据计算模块，用于提取所述碳排放阶段的碳排放因子，利用预设的碳核算算法根据所述碳排放因子计算所述碳排放阶段的碳排放数据；
碳排放数据第一加密模块，用于根据所述碳排放阶段确定区块链节点，利用预设的安全存储算法将所述碳排放数据存储至所述区块链节点中，利用预设的矩阵加密算法对所述区块链节点中的碳排放数据进行加密，得到碳排放加密数据；
加密共享空间构建模块，用于提取所述碳排放数据的碳排放特征，根据所述碳排放特征生成所述碳排放数据的加密节点，根据所述加密节点构建所述碳排放数据的加密共享空间；
碳排放数据第二加密模块，用于通过预设的数据映射算法将所述碳排放加密数据映射至所述加密共享空间，得到映射加密空间，根据所述映射加密空间对所述碳排放数据进行加密。
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CN116542430A (zh) * 2023-07-07 2023-08-04 红杉天枰科技集团有限公司 多维度水务碳排放量智能分析方法及系统
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