CN116662452A - 基于区块链和ipfs的无人蜂群数据存储方法及系统 - Google Patents
基于区块链和ipfs的无人蜂群数据存储方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116662452A CN116662452A CN202310942780.0A CN202310942780A CN116662452A CN 116662452 A CN116662452 A CN 116662452A CN 202310942780 A CN202310942780 A CN 202310942780A CN 116662452 A CN116662452 A CN 116662452A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- aerial vehicle
- unmanned aerial
- unmanned
- vehicle node
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000013500 data storage Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 206010010099 Combined immunodeficiency Diseases 0.000 claims description 90
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 24
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 22
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 14
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 11
- 238000001360 collision-induced dissociation Methods 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 241000257303 Hymenoptera Species 0.000 description 1
- 238000013475 authorization Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000011273 social behavior Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
- G06F16/27—Replication, distribution or synchronisation of data between databases or within a distributed database system; Distributed database system architectures therefor
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
- G06F21/60—Protecting data
- G06F21/602—Providing cryptographic facilities or services
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
- G06F21/60—Protecting data
- G06F21/62—Protecting access to data via a platform, e.g. using keys or access control rules
- G06F21/6218—Protecting access to data via a platform, e.g. using keys or access control rules to a system of files or objects, e.g. local or distributed file system or database
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Bioethics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Storage Device Security (AREA)
- Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)
Abstract
本发明提出基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储方法及系统，属于无人蜂群数据存储技术领域。在本发明所述的方法中，无人蜂群中的每一个无人机节点作为区块链系统的网络节点，共同维护一个分布式账本，通过公私钥加解密和数据哈希链式存储等区块链技术手段，保证无人机上链数据的真实性和完整性。使用基于星际文件系统IPFS的数据存储模式，将无人机节点采集的视频、图像等物联网数据分割成若干小文件，哈希加密后随机存储在星际文件系统IPFS节点上，取代原来中心化存储方案，实现永久性存储并降低存储成本，将哈希信息上链便于授权节点进行数据检索，大幅提高了无人蜂群节点数据共享效率。
Description
技术领域
本发明属于无人蜂群数据存储技术领域，尤其涉及一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储方法及系统。
背景技术
随着无人技术智能化、自主化、集群化的快速发展，无人蜂群已成为无人机行业的重要应用方向，广泛用于接续信号传递、广域侦察覆盖等单架无人机无法完成的任务场景。无人蜂群的概念起源于蜜蜂，蜜蜂蜂群由数量众多、功能形态多样、信息交互丰富的个体组成，社会行为多样且分工明确，具有分布式、自主化的集群特性。无人蜂群正是借鉴这一生物特性，用大量异质化的无人机模拟聚群生物的信息交互方式和集群协作模式，自主智能的协同配合完成特定任务。
区块链作为一种分布式账本技术，通过使用时间戳和杂凑函数等密码技术保障数据难以篡改，使用链式存储结构实现数据全生命周期溯源，使用共识机制保障分布式系统的状态一致性，抵抗少数节点的恶意攻击，具有去中心化、防篡改、可追溯等特性。
星际文件系统（InterPlanetary File System，IPFS）作为一种点对点网络传输协议，通过去中心化的多点分布式传输模式和基于时间的版本控制，可以实现数据的永久存储和高效共享，通过分布式哈希表（Distributed Hash Table，DHT）有效减重复存储，极大节省存储空间，通过基于内容的寻址方式代替基于文件位置的寻址模式，大幅提升了存取效率。
由于当前无人机技术发展的局限性，目前用于蜂群组网的无人机大多存在“小、低、慢”等特性，其存储和计算资源十分有限，难以部署搭载传统的安全防护手段，容易遭受各种安全威胁和恶意攻击，使高度复杂化和异质化的蜂群系统的安全挑战愈加严峻。例如，无人机作为任务实际执行端，需要实时采集回传图像、视频等大量的数据信息，同时接受地面控制中心（Ground Control Center，GCC）赋予的编队变换等指令，在无人蜂群的无线自组网模式下，无人机节点同时担负着动态组网和数据转发的功能，在遭受身份伪造等攻击时，容易产生大量虚假数据或对数据进行恶意篡改，将对整个蜂群系统的数据安全造成极大影响。
目前，在传统的中心化存储模式下，无人蜂群在数据存取过程中面临着存储时间长、可信度低、存储成本高、难以追溯等问题。
发明内容
本发明针对上述技术问题，本发明提出一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储方案。
本发明第一方面提出一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储方法。在所述方法中，所述无人蜂群包括若干无人机，以若干无人机节点构成区块链。所述方法将位于所述区块链链上的无人蜂群数据存储至位于所述区块链链下的星际文件系统；具体包括：步骤S1、基于所述无人机节点的设备ID生成公私钥对，利用所述公私钥对对所述无人蜂群数据进行加密，并将经加密的数据发送至所述星际文件系统；步骤S2、所述星际文件系统对经加密的无人蜂群数据进行哈希处理，并将其分割为若干份子数据并进行分布式存储存储，同时维护分布式哈希表DHT，将所述分布式哈希表DHT中所述若干份子数据的哈希值CID返回至所述无人机节点；步骤S3、所述无人机节点基于所述若干份子数据的哈希值CID、经存储的所述无人蜂群数据的事务ID、所述无人机节点的设备ID生成绑定信息TID，通过智能合约将所述绑定信息TID在所述区块链中进行广播共识。
根据本发明第一方面的方法，在所述方法中，所述无人机节点从所述星际文件系统读取存储的所述无人蜂群数据，具体包括：
所述无人机节点根据所述目标数据的事务ID从所述区块链中提取所述目标数据的绑定信息TID，从所述绑定信息TID中获取所述目标数据的哈希值CID并将所述哈希值CID发送至所述星际文件系统；
所述星际文件系统在其维护的所述分布式哈希表DHT中查询所述哈希值CID，以获取所述目标数据在所述星际文件系统中的存储位置，并将所述目标数据返回至所述无人机节点；
所述无人机节点对返回的目标数据进行哈希处理，得到哈希值CID’，在所述哈希值CID与所述哈希值CID’相同的情况下，利用所述公私钥对对所述返回的目标数据进行解密并提取所述目标数据。
根据本发明第一方面的方法，在所述方法中，不同无人机节点之间进行无人蜂群数据共享，具体包括：
无人机节点A根据共享数据的事务ID从所述区块链中提取所述共享数据的绑定信息TID，从中获取所述共享数据的归属方信息，所述归属方信息为无人机节点B的设备ID，并向所述无人机节点B发起数据访问请求，所述无人机节点A对所述数据访问请求进行签名；
所述无人机节点B对所述数据访问请求进行验签，通过后执行所述智能合约将所述数据访问请求广播至其他无人机节点，以达成数据请求共识，授权所述无人机节点A的访问权限；
所述无人机节点A从所述共享数据的绑定信息TID中获取所述共享数据的哈希值CID并将所述哈希值CID发送至所述星际文件系统；
所述星际文件系统在其维护的所述分布式哈希表DHT中查询所述哈希值CID，以获取所述共享数据在所述星际文件系统中的存储位置，并将所述共享数据返回至所述无人机节点A；
所述无人机节点A对返回的共享数据进行哈希处理，得到哈希值CID’，在所述哈希值CID与所述哈希值CID’相同的情况下，利用所述公私钥对对所述返回的共享数据进行解密并提取所述共享数据。
根据本发明第一方面的方法，利用所述公私钥对对所述返回的共享数据进行解密，具体包括：
所述无人机节点B利用所述无人机节点A的公钥对解密密钥进行加密，并将经加密的解密密钥发送给所述无人机节点A；
所述无人机节点A根据其自身的私钥对所述经加密的解密密钥进行解密，以获取所述解密密钥，利用所述解密密钥对所述返回的共享数据进行解密，以提取所述共享数据。
本发明第二方面提出一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储系统。所述系统包括无人蜂群和星际文件系统，所述无人蜂群包括若干无人机，以若干无人机节点构成区块链；所述系统用于将位于所述区块链链上的无人蜂群数据存储至位于所述区块链链下的所述星际文件系统；具体执行过程包括：步骤S1、基于所述无人机节点的设备ID生成公私钥对，利用所述公私钥对对所述无人蜂群数据进行加密，并将经加密的数据发送至所述星际文件系统；步骤S2、所述星际文件系统对经加密的无人蜂群数据进行哈希处理，并将其分割为若干份子数据并进行分布式存储存储，同时维护分布式哈希表DHT，将所述分布式哈希表DHT中所述若干份子数据的哈希值CID返回至所述无人机节点；步骤S3、所述无人机节点基于所述若干份子数据的哈希值CID、经存储的所述无人蜂群数据的事务ID、所述无人机节点的设备ID生成绑定信息TID，通过智能合约将所述绑定信息TID在所述区块链中进行广播共识。
根据本发明第二方面的系统，所述无人机节点从所述星际文件系统读取存储的所述无人蜂群数据，具体包括：
所述无人机节点根据所述目标数据的事务ID从所述区块链中提取所述目标数据的绑定信息TID，从所述绑定信息TID中获取所述目标数据的哈希值CID并将所述哈希值CID发送至所述星际文件系统；
所述星际文件系统在其维护的所述分布式哈希表DHT中查询所述哈希值CID，以获取所述目标数据在所述星际文件系统中的存储位置，并将所述目标数据返回至所述无人机节点；
所述无人机节点对返回的目标数据进行哈希处理，得到哈希值CID’，在所述哈希值CID与所述哈希值CID’相同的情况下，利用所述公私钥对对所述返回的目标数据进行解密并提取所述目标数据。
根据本发明第二方面的系统，不同无人机节点之间进行无人蜂群数据共享，具体包括：
无人机节点A根据共享数据的事务ID从所述区块链中提取所述共享数据的绑定信息TID，从中获取所述共享数据的归属方信息，所述归属方信息为无人机节点B的设备ID，并向所述无人机节点B发起数据访问请求，所述无人机节点A对所述数据访问请求进行签名；
所述无人机节点B对所述数据访问请求进行验签，通过后执行所述智能合约将所述数据访问请求广播至其他无人机节点，以达成数据请求共识，授权所述无人机节点A的访问权限；
所述无人机节点A从所述共享数据的绑定信息TID中获取所述共享数据的哈希值CID并将所述哈希值CID发送至所述星际文件系统；
所述星际文件系统在其维护的所述分布式哈希表DHT中查询所述哈希值CID，以获取所述共享数据在所述星际文件系统中的存储位置，并将所述共享数据返回至所述无人机节点A；
所述无人机节点A对返回的共享数据进行哈希处理，得到哈希值CID’，在所述哈希值CID与所述哈希值CID’相同的情况下，利用所述公私钥对对所述返回的共享数据进行解密并提取所述共享数据。
根据本发明第二方面的系统，利用所述公私钥对对所述返回的共享数据进行解密，具体包括：
所述无人机节点B利用所述无人机节点A的公钥对解密密钥进行加密，并将经加密的解密密钥发送给所述无人机节点A；
所述无人机节点A根据其自身的私钥对所述经加密的解密密钥进行解密，以获取所述解密密钥，利用所述解密密钥对所述返回的共享数据进行解密，以提取所述共享数据。
本发明第三方面公开了一种电子设备。所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本公开第一方面所述的一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储方法中的步骤。
本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本公开第一方面所述的一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储方法中的步骤。
综上，本发明提出的技术方案通过将数据文件存储在IPFS系统中并将IPFS返回的哈希存储在区块链的数据区块中，实现无人蜂群数据信息的海量存储、高效共享、容灾备份和可信溯源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明实施例的区块链和星际文件系统的交互示意图。
图2为根据本发明实施例的存储无人蜂群数据的流程示意图。
图3为根据本发明实施例的读取无人蜂群数据的流程示意图。
图4为根据本发明实施例的共享无人蜂群数据的流程示意图。
图5为根据本发明实施例的一种电子设备的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明第一方面提出一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储方法。在所述方法中，所述无人蜂群包括若干无人机，以若干无人机节点构成区块链。所述方法将位于所述区块链链上的无人蜂群数据存储至位于所述区块链链下的星际文件系统；具体包括：步骤S1、基于所述无人机节点的设备ID生成公私钥对，利用所述公私钥对对所述无人蜂群数据进行加密，并将经加密的数据发送至所述星际文件系统；步骤S2、所述星际文件系统对经加密的无人蜂群数据进行哈希处理，并将其分割为若干份子数据并进行分布式存储存储，同时维护分布式哈希表DHT，将所述分布式哈希表DHT中所述若干份子数据的哈希值CID返回至所述无人机节点；步骤S3、所述无人机节点基于所述若干份子数据的哈希值CID、经存储的所述无人蜂群数据的事务ID、所述无人机节点的设备ID生成绑定信息TID，通过智能合约将所述绑定信息TID在所述区块链中进行广播共识。
在一些实施例中，无人蜂群中的每一个无人机节点作为区块链系统的网络节点，共同维护一个分布式账本，通过公私钥加解密和数据哈希链式存储等区块链技术手段，保证无人机上链数据的真实性和完整性。使用基于IPFS的数据存储模式，将无人机节点采集的视频、图像等物联网数据分割成若干小文件，哈希加密后随机存储在全网IPFS节点上，取代原来中心化存储方案，实现永久性存储并降低存储成本，将哈希信息上链便于授权节点进行数据检索，大幅提高了无人蜂群节点数据共享效率。
在一些实施例中，数据处理过程主要涉及存储、读取、共享三个方面，如图1所示。存储：无人机节点采集的数据信息经过处理后存储在IPFS系统中，数据信息处理过程中产生的唯一哈希值通过上链操作存储在区块链中；读取：当IPFS接受地面控制站或者无人机节点的访问请求时，使用分布式哈希表（Distributed Hash Table，DHT）找到数据信息所在节点，若IPFS返回的哈希值与存储在区块中的哈希值一致，则进行数据解密读取并相应数据信息；共享：不同业务域无人机节点需要产生数据信息共享时，由被请求取节点验证请求节点的私钥信息后，返回受访信息的哈希值和密钥，请求节点执行读取操作获取相应数据信息。
在一些实施例中，如图2所示，该过程主要包括物联网数据信息采集加密、IPFS系统哈希处理、哈希值和事务信息上链等阶段。首先，无人机节点通过相机、激光、GPS等传感器设备采集物联网数据信息利用无人机节点设备ID生成的公私钥对数据信息进行加密处理，无人机节点通过路由转发、信号发送等设备进行数据传输，向IPFS系统节点发送数据存储请求，IPFS系统将加密数据信息进行哈希处理并进行分割存储，返回根据加密数据计算出来的唯一哈希值（Content Identifier，CID），之后无人机节点执行智能合约，将哈希值、事务ID和无人机节点ID等信息绑定，并通过共识算法将信息写入区块链账本，完成数据存储流程。
根据本发明第一方面的方法，在所述方法中，所述无人机节点从所述星际文件系统读取存储的所述无人蜂群数据，具体包括：
所述无人机节点根据所述目标数据的事务ID从所述区块链中提取所述目标数据的绑定信息TID，从所述绑定信息TID中获取所述目标数据的哈希值CID并将所述哈希值CID发送至所述星际文件系统；
所述星际文件系统在其维护的所述分布式哈希表DHT中查询所述哈希值CID，以获取所述目标数据在所述星际文件系统中的存储位置，并将所述目标数据返回至所述无人机节点；
所述无人机节点对返回的目标数据进行哈希处理，得到哈希值CID’，在所述哈希值CID与所述哈希值CID’相同的情况下，利用所述公私钥对对所述返回的目标数据进行解密并提取所述目标数据。
在一些实施例中，如图3所示，首先，无人机节点执行智能合约发起数据读取请求，在区块数据中获取目标数据信息的哈希值H1（CID）和事务ID等记录信息，之后根据该信息向IPFS系统发起数据读取请求，IPFS系统通过查询DHT找到数据所在节点，取回数据信息并计算生成新哈希值H2(CID’)，将区块链中存储的哈希值H1（CID）与返回文件生成的新哈希值(CID’)哈进行验证，若验证一致（H1=H2,即CID=CID’）则执行数据解密操作，若验证不一致则重新向IPFS系统发起数据访问请求。
根据本发明第一方面的方法，在所述方法中，不同无人机节点之间进行无人蜂群数据共享，具体包括：
无人机节点A根据共享数据的事务ID从所述区块链中提取所述共享数据的绑定信息TID，从中获取所述共享数据的归属方信息，所述归属方信息为无人机节点B的设备ID，并向所述无人机节点B发起数据访问请求，所述无人机节点A对所述数据访问请求进行签名；
所述无人机节点B对所述数据访问请求进行验签，通过后执行所述智能合约将所述数据访问请求广播至其他无人机节点，以达成数据请求共识，授权所述无人机节点A的访问权限；
所述无人机节点A从所述共享数据的绑定信息TID中获取所述共享数据的哈希值CID并将所述哈希值CID发送至所述星际文件系统；
所述星际文件系统在其维护的所述分布式哈希表DHT中查询所述哈希值CID，以获取所述共享数据在所述星际文件系统中的存储位置，并将所述共享数据返回至所述无人机节点A；
所述无人机节点A对返回的共享数据进行哈希处理，得到哈希值CID’，在所述哈希值CID与所述哈希值CID’相同的情况下，利用所述公私钥对对所述返回的共享数据进行解密并提取所述共享数据。
在一些实施例中，如图4所示，不同业务域的无人机节点在需要访问其他无人机存储的数据信息时，需要向相应业务域无人机申请访问权限，在获得相应的权限后执行数据读取操作，以无人机A向其他业务域无人机B发起数据访问请求为例。无人机A向其他业务域无人机B发起数据请求并对请求进行签名，无人机B在验证请求签名后，执行智能合约将该请求广播给业务域其他无人机节点，达成共识后将此次授权写入区块链账本数据，无人机节点A获取相应数据查询获取权限，并根据获取到的CID和事务ID等区块信息执行数据读取操作，获得正确的加密数据信息。
根据本发明第一方面的方法，利用所述公私钥对对所述返回的共享数据进行解密，具体包括：
所述无人机节点B利用所述无人机节点A的公钥对解密密钥进行加密，并将经加密的解密密钥发送给所述无人机节点A；
所述无人机节点A根据其自身的私钥对所述经加密的解密密钥进行解密，以获取所述解密密钥，利用所述解密密钥对所述返回的共享数据进行解密，以提取所述共享数据。
在一些实施例中，无人机B使用无人机A的公钥将相应的解密密钥加密后发送给无人机A，无人机A通过自己的私钥解密出密钥，对加密数据信息解密后获得相应数据。
本发明第二方面提出一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储系统。所述系统包括无人蜂群和星际文件系统，所述无人蜂群包括若干无人机，以若干无人机节点构成区块链；所述系统用于将位于所述区块链链上的无人蜂群数据存储至位于所述区块链链下的所述星际文件系统；具体执行过程包括：步骤S1、基于所述无人机节点的设备ID生成公私钥对，利用所述公私钥对对所述无人蜂群数据进行加密，并将经加密的数据发送至所述星际文件系统；步骤S2、所述星际文件系统对经加密的无人蜂群数据进行哈希处理，并将其分割为若干份子数据并进行分布式存储存储，同时维护分布式哈希表DHT，将所述分布式哈希表DHT中所述若干份子数据的哈希值CID返回至所述无人机节点；步骤S3、所述无人机节点基于所述若干份子数据的哈希值CID、经存储的所述无人蜂群数据的事务ID、所述无人机节点的设备ID生成绑定信息TID，通过智能合约将所述绑定信息TID在所述区块链中进行广播共识。
根据本发明第二方面的系统，所述无人机节点从所述星际文件系统读取存储的所述无人蜂群数据，具体包括：
所述无人机节点根据所述目标数据的事务ID从所述区块链中提取所述目标数据的绑定信息TID，从所述绑定信息TID中获取所述目标数据的哈希值CID并将所述哈希值CID发送至所述星际文件系统；
所述星际文件系统在其维护的所述分布式哈希表DHT中查询所述哈希值CID，以获取所述目标数据在所述星际文件系统中的存储位置，并将所述目标数据返回至所述无人机节点；
所述无人机节点对返回的目标数据进行哈希处理，得到哈希值CID’，在所述哈希值CID与所述哈希值CID’相同的情况下，利用所述公私钥对对所述返回的目标数据进行解密并提取所述目标数据。
根据本发明第二方面的系统，不同无人机节点之间进行无人蜂群数据共享，具体包括：
无人机节点A根据共享数据的事务ID从所述区块链中提取所述共享数据的绑定信息TID，从中获取所述共享数据的归属方信息，所述归属方信息为无人机节点B的设备ID，并向所述无人机节点B发起数据访问请求，所述无人机节点A对所述数据访问请求进行签名；
所述无人机节点B对所述数据访问请求进行验签，通过后执行所述智能合约将所述数据访问请求广播至其他无人机节点，以达成数据请求共识，授权所述无人机节点A的访问权限；
所述无人机节点A从所述共享数据的绑定信息TID中获取所述共享数据的哈希值CID并将所述哈希值CID发送至所述星际文件系统；
所述星际文件系统在其维护的所述分布式哈希表DHT中查询所述哈希值CID，以获取所述共享数据在所述星际文件系统中的存储位置，并将所述共享数据返回至所述无人机节点A；
所述无人机节点A对返回的共享数据进行哈希处理，得到哈希值CID’，在所述哈希值CID与所述哈希值CID’相同的情况下，利用所述公私钥对对所述返回的共享数据进行解密并提取所述共享数据。
根据本发明第二方面的系统，利用所述公私钥对对所述返回的共享数据进行解密，具体包括：
所述无人机节点B利用所述无人机节点A的公钥对解密密钥进行加密，并将经加密的解密密钥发送给所述无人机节点A；
所述无人机节点A根据其自身的私钥对所述经加密的解密密钥进行解密，以获取所述解密密钥，利用所述解密密钥对所述返回的共享数据进行解密，以提取所述共享数据。
本发明第三方面公开了一种电子设备。所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本公开第一方面所述的一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储方法中的步骤。
图5为根据本发明实施例的一种电子设备的结构图，如图5所示，电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、近场通信（NFC）或其他技术实现。该电子设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该电子设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是电子设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本公开的技术方案相关的部分的结构图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本公开第一方面所述的一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储方法中的步骤。
综上，本发明提出的技术方案通过将数据文件存储在IPFS系统中并将IPFS返回的哈希存储在区块链的数据区块中，实现无人蜂群数据信息的海量存储、高效共享、容灾备份和可信溯源。
请注意，以上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。以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储方法，其特征在于：
在所述方法中，所述无人蜂群包括若干无人机，以若干无人机节点构成区块链；
所述方法将位于所述区块链链上的无人蜂群数据存储至位于所述区块链链下的星际文件系统；具体包括：
步骤S1、基于所述无人机节点的设备ID生成公私钥对，利用所述公私钥对对所述无人蜂群数据进行加密，并将经加密的数据发送至所述星际文件系统；
步骤S2、所述星际文件系统对经加密的无人蜂群数据进行哈希处理，并将其分割为若干份子数据并进行分布式存储存储，同时维护分布式哈希表DHT，将所述分布式哈希表DHT中所述若干份子数据的哈希值CID返回至所述无人机节点；
步骤S3、所述无人机节点基于所述若干份子数据的哈希值CID、经存储的所述无人蜂群数据的事务ID、所述无人机节点的设备ID生成绑定信息TID，通过智能合约将所述绑定信息TID在所述区块链中进行广播共识。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储方法，其特征在于，在所述方法中，所述无人机节点从所述星际文件系统读取存储的所述无人蜂群数据，具体包括：
所述无人机节点根据目标数据的事务ID从所述区块链中提取所述目标数据的绑定信息TID，从所述绑定信息TID中获取所述目标数据的哈希值CID并将所述哈希值CID发送至所述星际文件系统；
所述星际文件系统在其维护的所述分布式哈希表DHT中查询所述哈希值CID，以获取所述目标数据在所述星际文件系统中的存储位置，并将所述目标数据返回至所述无人机节点；
所述无人机节点对返回的目标数据进行哈希处理，得到哈希值CID’，在所述哈希值CID与所述哈希值CID’相同的情况下，利用所述公私钥对对所述返回的目标数据进行解密并提取所述目标数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储方法，其特征在于，在所述方法中，不同无人机节点之间进行无人蜂群数据共享，具体包括：
无人机节点A根据共享数据的事务ID从所述区块链中提取所述共享数据的绑定信息TID，从中获取所述共享数据的归属方信息，所述归属方信息为无人机节点B的设备ID，并向所述无人机节点B发起数据访问请求，所述无人机节点A对所述数据访问请求进行签名；
所述无人机节点B对所述数据访问请求进行验签，通过后执行所述智能合约将所述数据访问请求广播至其他无人机节点，以达成数据请求共识，授权所述无人机节点A的访问权限；
所述无人机节点A从所述共享数据的绑定信息TID中获取所述共享数据的哈希值CID并将所述哈希值CID发送至所述星际文件系统；
所述星际文件系统在其维护的所述分布式哈希表DHT中查询所述哈希值CID，以获取所述共享数据在所述星际文件系统中的存储位置，并将所述共享数据返回至所述无人机节点A；
所述无人机节点A对返回的共享数据进行哈希处理，得到哈希值CID’，在所述哈希值CID与所述哈希值CID’相同的情况下，利用所述公私钥对对所述返回的共享数据进行解密并提取所述共享数据。
4.根据权利要求3所述的一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储方法，其特征在于，在所述方法中，利用所述公私钥对对所述返回的共享数据进行解密，具体包括：
所述无人机节点B利用所述无人机节点A的公钥对解密密钥进行加密，并将经加密的解密密钥发送给所述无人机节点A；
所述无人机节点A根据其自身的私钥对所述经加密的解密密钥进行解密，以获取所述解密密钥，利用所述解密密钥对所述返回的共享数据进行解密，以提取所述共享数据。
5.一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储系统，其特征在于：
所述系统包括无人蜂群和星际文件系统，所述无人蜂群包括若干无人机，以若干无人机节点构成区块链；
所述系统用于将位于所述区块链链上的无人蜂群数据存储至位于所述区块链链下的所述星际文件系统；具体执行过程包括：
步骤S1、基于所述无人机节点的设备ID生成公私钥对，利用所述公私钥对对所述无人蜂群数据进行加密，并将经加密的数据发送至所述星际文件系统；
步骤S2、所述星际文件系统对经加密的无人蜂群数据进行哈希处理，并将其分割为若干份子数据并进行分布式存储存储，同时维护分布式哈希表DHT，将所述分布式哈希表DHT中所述若干份子数据的哈希值CID返回至所述无人机节点；
步骤S3、所述无人机节点基于所述若干份子数据的哈希值CID、经存储的所述无人蜂群数据的事务ID、所述无人机节点的设备ID生成绑定信息TID，通过智能合约将所述绑定信息TID在所述区块链中进行广播共识。
6.根据权利要求5所述的一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储系统，其特征在于，所述无人机节点从所述星际文件系统读取存储的所述无人蜂群数据，具体包括：
所述无人机节点根据目标数据的事务ID从所述区块链中提取所述目标数据的绑定信息TID，从所述绑定信息TID中获取所述目标数据的哈希值CID并将所述哈希值CID发送至所述星际文件系统；
所述星际文件系统在其维护的所述分布式哈希表DHT中查询所述哈希值CID，以获取所述目标数据在所述星际文件系统中的存储位置，并将所述目标数据返回至所述无人机节点；
所述无人机节点对返回的目标数据进行哈希处理，得到哈希值CID’，在所述哈希值CID与所述哈希值CID’相同的情况下，利用所述公私钥对对所述返回的目标数据进行解密并提取所述目标数据。
7.根据权利要求6所述的一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储系统，其特征在于，不同无人机节点之间进行无人蜂群数据共享，具体包括：
无人机节点A根据共享数据的事务ID从所述区块链中提取所述共享数据的绑定信息TID，从中获取所述共享数据的归属方信息，所述归属方信息为无人机节点B的设备ID，并向所述无人机节点B发起数据访问请求，所述无人机节点A对所述数据访问请求进行签名；
所述无人机节点B对所述数据访问请求进行验签，通过后执行所述智能合约将所述数据访问请求广播至其他无人机节点，以达成数据请求共识，授权所述无人机节点A的访问权限；
所述无人机节点A从所述共享数据的绑定信息TID中获取所述共享数据的哈希值CID并将所述哈希值CID发送至所述星际文件系统；
所述星际文件系统在其维护的所述分布式哈希表DHT中查询所述哈希值CID，以获取所述共享数据在所述星际文件系统中的存储位置，并将所述共享数据返回至所述无人机节点A；
所述无人机节点A对返回的共享数据进行哈希处理，得到哈希值CID’，在所述哈希值CID与所述哈希值CID’相同的情况下，利用所述公私钥对对所述返回的共享数据进行解密并提取所述共享数据。
8.根据权利要求7所述的一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储系统，其特征在于，利用所述公私钥对对所述返回的共享数据进行解密，具体包括：
所述无人机节点B利用所述无人机节点A的公钥对解密密钥进行加密，并将经加密的解密密钥发送给所述无人机节点A；
所述无人机节点A根据其自身的私钥对所述经加密的解密密钥进行解密，以获取所述解密密钥，利用所述解密密钥对所述返回的共享数据进行解密，以提取所述共享数据。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1-4任一项所述的一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-4任一项所述的一种基于区块链和IPFS的无人蜂群数据存储方法中的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310942780.0A CN116662452B (zh) | 2023-07-31 | 2023-07-31 | 基于区块链和ipfs的无人蜂群数据存储方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310942780.0A CN116662452B (zh) | 2023-07-31 | 2023-07-31 | 基于区块链和ipfs的无人蜂群数据存储方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116662452A true CN116662452A (zh) | 2023-08-29 |
| CN116662452B CN116662452B (zh) | 2023-11-03 |
Family
ID=87722778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310942780.0A Active CN116662452B (zh) | 2023-07-31 | 2023-07-31 | 基于区块链和ipfs的无人蜂群数据存储方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116662452B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117891662A (zh) * | 2024-03-17 | 2024-04-16 | 山东省地质测绘院 | 一种基于无人机测绘的数据管理系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180082296A1 (en) * | 2016-09-21 | 2018-03-22 | R-Stor Inc. | Systems and methods for using a distributed ledger for data handling |
| CN111433797A (zh) * | 2018-03-23 | 2020-07-17 | 贝勒瓦底·纳加拉贾斯瓦米·拉梅什 | 基于复合密钥的区块链设备控制系统和方法 |
| WO2021035084A1 (en) * | 2019-08-20 | 2021-02-25 | Vapor IO Inc. | Distributed processing for determining network paths |
| CN113961535A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-01-21 | 北京航空航天大学 | 一种基于区块链的数据可信存储共享系统与方法 |
| CN114095521A (zh) * | 2020-07-27 | 2022-02-25 | 中移(成都)信息通信科技有限公司 | 一种遥感数据的存储方法、装置、设备及存储介质 |
-
2023
- 2023-07-31 CN CN202310942780.0A patent/CN116662452B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180082296A1 (en) * | 2016-09-21 | 2018-03-22 | R-Stor Inc. | Systems and methods for using a distributed ledger for data handling |
| CN111433797A (zh) * | 2018-03-23 | 2020-07-17 | 贝勒瓦底·纳加拉贾斯瓦米·拉梅什 | 基于复合密钥的区块链设备控制系统和方法 |
| WO2021035084A1 (en) * | 2019-08-20 | 2021-02-25 | Vapor IO Inc. | Distributed processing for determining network paths |
| CN114095521A (zh) * | 2020-07-27 | 2022-02-25 | 中移(成都)信息通信科技有限公司 | 一种遥感数据的存储方法、装置、设备及存储介质 |
| CN113961535A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-01-21 | 北京航空航天大学 | 一种基于区块链的数据可信存储共享系统与方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 蒋宇娜;葛晓虎;杨?;王承祥;李颉;: "面向6G的区块链物联网数据共享和存储机制", 通信学报, no. 10 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117891662A (zh) * | 2024-03-17 | 2024-04-16 | 山东省地质测绘院 | 一种基于无人机测绘的数据管理系统 |
| CN117891662B (zh) * | 2024-03-17 | 2024-05-14 | 山东省地质测绘院 | 一种基于无人机测绘的数据管理系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116662452B (zh) | 2023-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yu et al. | Enabling attribute revocation for fine-grained access control in blockchain-IoT systems | |
| CN109508552B (zh) | 分布式云存储系统的隐私保护方法 | |
| CN108418622B (zh) | 一种基于区块链的无人机群体决策方法 | |
| Ma et al. | Attribute-based secure announcement sharing among vehicles using blockchain | |
| CN113742782B (zh) | 基于隐私保护的区块链访问权限控制方法和区块链系统 | |
| CN102170440B (zh) | 适用于存储云间数据安全迁移的方法 | |
| CN103189872B (zh) | 联网环境中的安全和有效内容筛选的方法和装置 | |
| CN110502916B (zh) | 一种基于区块链的敏感性数据处理方法与系统 | |
| Shi et al. | Blockchain-based multimedia sharing in vehicular social networks with privacy protection | |
| CN113961535A (zh) | 一种基于区块链的数据可信存储共享系统与方法 | |
| She et al. | A double steganography model combining blockchain and interplanetary file system | |
| CN116662452B (zh) | 基于区块链和ipfs的无人蜂群数据存储方法及系统 | |
| Kamal et al. | A review study on blockchain-based IoT security and forensics | |
| CN110581839A (zh) | 内容保护方法及装置 | |
| Shrivastava et al. | A secure design of the smart vehicular IoT system using blockchain technology | |
| CN114139203A (zh) | 基于区块链的异构身份联盟风险评估系统、方法及终端 | |
| Dai et al. | Digital twin envisioned secure air-ground integrated networks: A blockchain-based approach | |
| Wu et al. | A secure and efficient data deduplication framework for the internet of things via edge computing and blockchain | |
| Jiang et al. | Blockchain empowered secure video sharing with access control for vehicular edge computing | |
| Kwon et al. | A secure and efficient audit mechanism for dynamic shared data in cloud storage | |
| Li et al. | A blockchain‐based privacy‐preserving authentication system for ensuring multimedia content integrity | |
| Feng et al. | Autonomous Vehicles' Forensics in Smart Cities | |
| CN114389878B (zh) | 一种区块链分片方法及区块链网络系统 | |
| Popa et al. | Mobile participatory sensing with strong privacy guarantees using secure probes | |
| Iftikhar et al. | Privacy preservation in the internet of vehicles using local differential privacy and IOTA ledger |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |