CN116594989A - 基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法、介质及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据交换共享技术领域，尤其涉及一种基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法、计算机可读存储介质及系统。该基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法，采用智能合约技术对电力交换共享数据采用统一的数据质量标准触发数据质量检测任务，在数据提供方侧进行数据质量检测，最后将数据质量检测过程和数据质量检测结果记录在区块链中，供数据消费方对数据质量检测结果进行查询，实现数据质量检测过程的溯源和数据质量检测结果的不可纂改，提高电力交换共享数据的安全性和可靠性。

Description

基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法、介 质及系统

技术领域

本发明涉及数据交换共享技术领域，尤其涉及一种基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法、计算机可读存储介质及系统。

背景技术

在电力数据交换共享市场上流通的数据具有数据类别格式多种多样、数据规模大小不一、数据对象内容千差万别等特点。数据产品在市场上交易之前，最好能通过相应的质量检测，现阶段这一工作主要由数据产品提供方自行完成。由于我国并未出台针对数据产品的国家质量标准，数据产品提供方会依据自己制定的质量标准完成检测。质量标准不统一使得监管部门或者购买者难以判断数据产品的质量，进而影响后续的数据定价以及质量问题维权。此外，现有参与交易的数据产品质量检测报告大多由数据产品提供方自己提供，很少由第三方质量检测机构出具，缺乏一定的公信力。如果电力能源行业层面能出台一个有效的数据产品质量标准，那么该标准既可作为数据产品生产、检验和评定质量的技术依据，又能为数据要素市场的发展提供强有力的服务保障。

同时每次数据质量检测结果被数据产品提供方所控制，存在对数据质量检测结果进行修改的风险，从而影响购买者判断这一产品是否符合自己的需求、是否值得购买。在电力数据交换共享流通中，缺乏统一的数据质量检测技术，每个数据产品质量检测均由数据产品提供方自动进行，数据质量检测结果也由数据提供方负责管理。现有这种由数据提供方负责对自己数据产品进行数据质量检测模式，使得数据消费方对数据质量结果产生不信任和抵触的后果，从而影响电力数据的交换共享。

另一方面，数据提供方将数据提交给可信第三方，进行集中式数据质量检测。但由于数据的可复制性，数据一旦脱离了数据提供方的范围，那么数据也存在数据隐私泄露的风险，这也会严重影响了数据提供方提供数据产品的积极性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法以及存储有被执行时实现该方法的计算机程序的计算机可读存储介质，该基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法能够提高电力交换共享数据的安全性和可靠性。

为了解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法，包括以下步骤：

步骤S1、数据提供方配置电力交换共享数据，所述电力交换共享数据包括数据源信息和元数据信息；

步骤S2、数据提供方根据对电力交换共享数据的选择触发数据共享智能合约和数据质量检测事件，所述智能合约记录电力交换共享数据的数据信息和线下访问路径，所述数据质量检测事件发布数据质量检测任务；

步骤S5、数据质量执行代理根据所述数据质量检测任务执行数据质量检测，返回数据质量检测结果给所述数据提供方；

步骤S6、数据提供方后获取所述数据质量检测结果，将数据质量检测任务信息和数据质量检测结果写入数据质量结果合约中；

步骤S7、数据消费方对选择的数据产品调用其数据质量结果合约，查看该数据产品的数据质量检测任务和数据质量检测结果。

进一步地，所述步骤S2中，数据提供方将数据产品的标签信息以QR码的形式写入智能合约，通过区块链智能合约对QR码与数据产品图结合的安全校验信息进行注册登记，数据消费方根据所述安全校验信息获取标签信息和注册登记结果。

进一步地，所述标签信息包括电力数据用户信息和数据时间信息。

进一步地，所述数据产品图包括该数据产品的首图或该数据产品的封面图。

进一步地，所述数据质量检测事件包括数据质量五性检测标准，具体包括：数据规范性、数据准确性、数据唯一性、数据完整性和数据一致性。

进一步地，包括在步骤之间执行的步骤S3、数据提供方根据数据质量检测任务事件获取该数据产品的数据质量检测SQL事件，从而调度数据质量执行代理来执行线下数据质量检测。

进一步地，所述步骤S3中，数据提供方将数据质量检测SQL事件解析成具体的数据质量检测SQL，数据提供方执行步骤S4、将数据源和数据质量检测SQL填充为API参数，对API参数采用MD5进行数字摘要，对数字摘要采用RSA算法进行数字签名，将API参数和数字签名值作为API调度信息发送给数据质量代理。

进一步地，所述步骤S5中，所述数据质量执行代理以接收到的API调度信息作为数据质量检测任务执行数据质量检测，具体步骤如下：

A、进行数据合法性检验，通过私钥对数据签名进行解密获取原始的数据摘要，在对接收到的数据源和数据质量SQL参数进行MD5加密获取新的数字摘要，如果两个数字摘要一致，则判断本次调用数据合法；

B、根据接收到的数据源信息，初始化数据库连接，构建数据库访问JDBC链路；

C、通过JDBC执行数据质量SQL，获取线下数据质量结果；

D、以JSON格式返回数据质量检测结果给所述数据提供方。

第二方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时能够实现上述基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法。

第三方面，还提供了一种基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估系统，包括处理器和处理器分别连接的数据提供方应用端、智能合约处理端、数据质量执行代理和数据消费方应用端，还包括上述计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上的计算机程序可被处理器执行。

该基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法，采用智能合约技术对电力交换共享数据采用统一的数据质量标准触发数据质量检测任务，在数据提供方侧进行数据质量检测，最后将数据质量检测过程和数据质量检测结果记录在区块链中，供数据消费方对数据质量检测结果进行查询，实现数据质量检测过程的溯源和数据质量检测结果的不可纂改，提高电力交换共享数据的安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是该基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法的信号流向示意图。

图2是该基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法的步骤流程图。

图3是该基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法的数据质量检测事件中SQL语句执行流程图。

图4是该基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法的数据质量执行代理执行线下数据质量检测流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明创造作进一步详细说明。

本实施例的基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估系统，包括处理器以及与处理器分别连接的数据提供方应用端、智能合约处理端、数据质量执行代理和数据消费方应用端。见图1，数据提供方根据数据消费方的请求或自身需要构建用于共享的数据产品，通过智能合约处理端记录该数据产品共享交换的数据信息和线下访问路径，并触发数据质量检测事件；数据质量执行代理根据预设的数据质量五性检测标准对数据的数据规范性、数据准确性、数据唯一性、数据完整性和数据一致性进行校验，回传数据质量检测结果给数据提供方；数据提供方将数据质量检测过程和结果等质量检测信息给到智能合约处理端从而写入智能合约，并将具有该数据产品信息和质量检测信息的智能合约通过区块链提供给数据消费方。

本实施例在电力交换共享数据不出域的前提下，采用区块链智能合约技术实现数据质量评估，见图2，具体的基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法包括以下步骤实现。

步骤S1、数据提供方配置电力交换共享数据，包括数据源信息（数据库类型、数据库链接、用户名、密码等）以及需要共享的元数据信息。元数据信息包括表信息和字段信息，其中表信息包括表英文名、表中文名、描述信息等，字段信息包括字段英文名、字段中文名、字段类型、字段长度、是否为空、主键、字段描述等。

步骤S2、数据提供方选择要共享的元数据信息设置共享操作，触发数据共享智能合约ShareDataContract。该智能合约记录数据提供方已经共享交换的数据信息和线下访问路径，自动触发对该数据产品的数据质量检测事件，按照预设的数据质量五性检测标准进行数据质量评估。

该数据质量五性检测标准为电力行业业内认可的数据质量标准，具体包括：数据规范性、数据准确性、数据唯一性、数据完整性和数据一致性。对这五个标准具体说明如下。

数据规范性：指数据是否按统一格式存储。数据的内容、格式和展现形式，都必须符合数据定义和业务定义的要求，不能违反数据标准规范。

数据准确性：指数据和信息的内容是否正确，有没有无效数据、错误数据或超期数据等。真实可靠的原始统计数据是企业统计工作的灵魂、是一切管理工作的基础、是经营者进行正确经营决策必不可少的一手资料。不可靠的数据可能会导致严重的问题，会造成有缺陷的方法和糟糕的决策。

数据唯一性：指数据是否存在重复，或者数据的某些属性是否重复。用于识别和度量重复数据、冗余数据。重复数据是导致业务无法协同、流程无法追溯的重要因素，也是数据治理需要解决的最基本的数据问题。

数据完整性：指数据是否丢失，或者有不可用的情况。比如模型设计不完整、数据条目不完整、数据属性不完整等情况。不完整数据的借鉴价值会大大降低，这也是数据质量问题中比较基础和常见的一类问题。

数据一致性：指数据的值在信息含义上是否有冲突，也就是相同的数据有多个副本的情况下的数据不一致、数据内容冲突的问题。

本实施例的电力交换共享数据质量评估系统根据数据提供方和数据消费方共同协商定义的上述数据质量标准通用规则，将这些规则的定义转换为数据质量检核的SQL语句，见图3，在执行数据质量检测事件时，通过数据质量检测调度定时执行SQL，从而获得系统的数据质量。

以字段user_name生成规范性SQL事件为例对数据质量检测事件的执行过程进行如下说明。

A、checkSQL =”select user_name from t_user_info where user_name isnull;”

B、emit DataQualityCheck(“StandardCheck”,checkSQL);

C、循环生成所有字段的数据质量检测规则SQL事件；

D、等待数据质量规则事件生成完成后，生成数据质量检测任务事件，通知数据提供方触发数据质量检测。

其中，数据提供方将数据产品的电力数据用户信息和数据时间信息等标签信息以QR码的形式写入智能合约，QR码可以直接扫码识读，如此则数据消费方无需调用附加的数据产品介绍信息即可直接读取标签信息，以判断是否需要该信息，操作便捷。为加强数据产品的安全性，本实施例还通过智能合约对结合了数据产品图（如该数据产品的首图或该数据产品的封面图）的QR码进行注册登记，数据消费方在读取标签信息的同时能够获取注册登记结果，实现数据产品来源追溯的同时对数据产品的安全性进行前置判断。

本实施例的注册登记通过Inter-Planetary File System （IPFS）实现，在数据产品的交换共享过程中配置数据交换共享的安全性校验方式。具体的，数据提供方利用数据稳健的特征不变量生成数据产品图与QR码进行异或运算构造安全校验信息，在IPFS 网络完成安全校验信息注册，将注册获得的文件地址与交易信息、数据信息、安全信息绑定通过调用智能合约上链存证；数据消费方则调用智能合约获取此数据的链上数据产品信息，根据数据产品信息上的文件地址从IPFS 网络下载安全校验信息，利用提取的QR码进行扫码后读取标签信息并同步获取注册登记结果。

该数据产品交换共享中的安全性校验操作便捷，且利用QR码强大的自纠错功能有助于提高安全校验信息注登记结果的准确性。

步骤S3、数据提供方检测到数据质量检测任务事件，获取该事件对应的所有数据质量检测SQL事件，将数据质量检测SQL事件解析成具体的数据质量检测SQL，通过后台调度执行线下数据质量检测。

步骤S4、后台调度首先填充API参数包括数据源和数据检测SQL，接着对参数采用MD5进行数字摘要，并对数字摘要采用RSA算法进行数字签名，将API参数和数字签名值作为参数调用数据质量代理提供质量检测API。

步骤S5、数据质量执行代理接收到API调度信息后，执行线下的数据质量检测流程，见图4，具体步骤如下：

A、首先进行数据合法性检验，通过私钥对数据签名进行解密获取原始的数据摘要，在对接收到的数据源和数据质量SQL参数进行MD5加密获取新的数字摘要，如果两个数字摘要一致，那么本次调用数据的合法的。

B、根据接收到的数据源信息，初始化数据库连接，构建数据库访问JDBC链路；

C、通过JDBC方式，执行数据质量SQL，获取线下数据质量结果；

D、以JSON格式返回数据质量检测结果；

步骤S 6、数据提供方后台调度任务接收到线下的数据质量检测结果后，将数据质量检测任务信息和数据质量结果写入数据质量结果合约ShareDataContractResult中。

步骤S 7、数据消费方选择感兴趣的数据产品，通过查询的方式调用数据质量结果合约ShareDataContractResult，查看该数据产品的数据质量检测任务和检测结果。

智能合约的运行机制决定了它具有自执行、自验证、防篡改的特性。智能合约的合理设计与调用可以将法律义务性自觉行为转化为无须人为干预的自动化流程，从而减少了对第三方监管机构的依赖，实现交易双方的互信。本实施例的基于智能合约和AHP算法的电力交换共享数据安全评估方法，利用智能合约实现对交换共享数据生成统一的数据质量规则；采用数据质量执行代理实现在数据不出域的情况下，对线下数据质量的检测，避免数据隐私泄露。采用区块链智能合约当做可信第三方，记录数据质量过程和结果，确保数据质量的准确性和安全性。

该基于数据凭证的电网隐私数据可信安全访问方法，通过在数据需求层与数据来源层之间增设数据监管层，数据消费方提交隐私数据访问需求申请信息后，数据监管方对数据消费方提交的需求申请进行初步审核，判断提交的申请信息合规后推送数据提供方进行后续审核；数据提供方接收需求方需求的申请信息，对需求数据进行加工处理，在完成数据处理后，根据需求方的信息制作数据访问凭证。数据提供方完成数据处理和数据凭证制作后，数据包和凭证加密后交付数据监管方，监管方获取相关可信数据的数据包和数据凭证；数据监管方确定数据凭证信息准确后将数据包存储在可监管平台；数据消费方收到凭证后，按照凭证规定的内容进行数据访问，确保数据访问的可信不被篡改、滥用和泄露。

以电力大数据平台中的数据分析应用为例，数据监管方从数据提供方接收并存储电网隐私数据的密文，使用持有的重加密密钥对数据消费方请求的数据进行密文重加密后转发给数据消费方，数据消费方一方面对数据监管方的重加密进行解密，另一方面凭借自己的私钥对原始密文进行解密以读取电网隐私数据。作为数据消费方的分析人员通过数据分析应用通道从数据监管方调用实时电网数据来进行预测分析。由于实时的预测分析项目往往长达数月甚至数年，且电网数据的采集具有周期性特性，这使得其中的电网隐私数据（如设备状态数据和用户用电数据）在电力大数据平台中频繁处于流通状态。而电网系统中存在数据管理单位既承担数据分析工作，又兼任数据监管方的情况，一旦数据安全管控不严，就可能出现数据管理单位的数据分析人员获取到重加密密文和私钥，此时只要该数据分析人员用自己的私钥和获取的重加密密文做运算，就能对数据提供方的私钥进行恢复，进而解密存储在数据监管方的其他电网隐私数据，导致电网隐私数据的安全性被破坏。

为此，该基于数据凭证的电网隐私数据可信安全访问方法还在对数据提供方的电网隐私数据访问中设有安全校验机制，包括如下安全校验步骤。

数据互加密步骤，调取数据消费方的申请信息，判断隐私数据访问需求中是否包括设备状态数据和用户用电数据，若包括则执行区块互加密步骤：以两者各自的数据信息分别生成随机数并存储到对方的区块上，并在加密时使用存储到对方区块上的随机数进行密文加密。其中，数据互加密步骤的数据信息为设备状态数据和用户用电数据各自的设备数和用户数。

区块间隔步骤，对于周期性采集的电网数据，这些数据分别存储在时间戳依次排布的多个数据区块上，调取数据消费方的申请信息，获取其申请访问的电网隐私数据的时间戳范围，将最接近访问时间的第一区块和在时间戳上与该第一区块间隔预设时间段（该预设时间段大于相邻区块的时间戳间隔的最大时间）的第二区块相配对，对配对的第一区块和第二区块执行区块互加密步骤：以两者各自的数据信息分别生成随机数并存储到对方的区块上，并在加密时使用存储到对方区块上的随机数进行密文加密。其中，区块间隔步骤的数据信息为第一区块和第二区块各自的开始/终止时间。

上述数据互加密步骤和区块间隔步骤可以单独执行，也可以两者一起执行，两者一起执行时，产生随机数的两个区块分别存储的是周期间隔大于相邻区块存储时间戳间隔的设备状态数据和用户用电数据。

通过执行上述安全校验步骤，数据提供方的不同周期或不同数据类型的电网隐私数据加密时使用的随机数不同，即使数据分析人员结合数据监管方获取了数据提供方当前隐私数据的私钥信息，也无法通过该私钥信息计算出其他电网隐私数据的密文，从而提升了电网隐私数据的安全性。

本实施例通过计算机程序来实现上述基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法，该计算机程序存储在计算机可读存储介质中，供计算机处理器执行从而实现上述基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法。以上所描述的电力交换共享数据质量评估系统实施例仅是示意性的，其中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模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。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。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：本发明实施例公开的基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤S1、数据提供方配置电力交换共享数据，所述电力交换共享数据包括数据源信息和元数据信息；

步骤S2、数据提供方根据对电力交换共享数据的选择触发数据共享智能合约和数据质量检测事件，所述智能合约记录电力交换共享数据的数据信息和线下访问路径，所述数据质量检测事件发布数据质量检测任务；

步骤S5、数据质量执行代理根据所述数据质量检测任务执行数据质量检测，返回数据质量检测结果给所述数据提供方；

步骤S6、数据提供方后获取所述数据质量检测结果，将数据质量检测任务信息和数据质量检测结果写入数据质量结果合约中；

步骤S7、数据消费方对选择的数据产品调用其数据质量结果合约，查看该数据产品的数据质量检测任务和数据质量检测结果。

2.如权利要求1所述的基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法，其特征是，所述步骤S2中，数据提供方将数据产品的标签信息以QR码的形式写入智能合约，通过区块链智能合约对QR码与数据产品图结合的安全校验信息进行注册登记，数据消费方根据所述安全校验信息获取标签信息和注册登记结果。

3.如权利要求2所述的基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法，其特征是，所述标签信息包括电力数据用户信息和数据时间信息。

4.如权利要求2所述的基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法，其特征是，所述数据产品图包括该数据产品的首图或该数据产品的封面图。

5.如权利要求1所述的基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法，其特征是，所述数据质量检测事件包括数据质量五性检测标准，具体包括：数据规范性、数据准确性、数据唯一性、数据完整性和数据一致性。

6.如权利要求1所述的基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法，其特征是，包括在步骤之间执行的步骤S3、数据提供方根据数据质量检测任务事件获取该数据产品的数据质量检测SQL事件，从而调度数据质量执行代理来执行线下数据质量检测。

7.如权利要求6所述的基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法，其特征是，所述步骤S3中，数据提供方将数据质量检测SQL事件解析成具体的数据质量检测SQL，数据提供方执行步骤S4、将数据源和数据质量检测SQL填充为API参数，对API参数采用MD5进行数字摘要，对数字摘要采用RSA算法进行数字签名，将API参数和数字签名值作为API调度信息发送给数据质量代理。

8.如权利要求7所述的基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法，其特征是，所述步骤S5中，所述数据质量执行代理以接收到的API调度信息作为数据质量检测任务执行数据质量检测，具体步骤如下：

A、进行数据合法性检验，通过私钥对数据签名进行解密获取原始的数据摘要，在对接收到的数据源和数据质量SQL参数进行MD5加密获取新的数字摘要，如果两个数字摘要一致，则判断本次调用数据合法；

B、根据接收到的数据源信息，初始化数据库连接，构建数据库访问JDBC链路；

C、通过JDBC执行数据质量SQL，获取线下数据质量结果；

D、以JSON格式返回数据质量检测结果给所述数据提供方。

9.计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征是，所述计算机程序被处理器运行时能够实现权利要求1~8中任一项所述的基于区块链智能合约的电力交换共享数据质量评估方法。

10.电力交换共享数据质量评估系统，其特征是，包括处理器和处理器分别连接的数据提供方应用端、智能合约处理端、数据质量执行代理和数据消费方应用端，还包括如权利要求9所述的计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上的计算机程序可被处理器执行。