CN117978555A - 一种新石器时代考古学文化数据字典的存储方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种新石器时代考古学文化数据字典的存储方法及装置，包括：使用唯一的散列值标识所述考古学文化记录；将若干条考古学文化记录打包生成考古学文化记录块；每个考古学文化记录块以平衡二叉树结构存储所述若干条考古学文化记录；生成考古学文化记录块的节点通过点对点网络将所述考古学文化记录块广播到全网其他节点；接收到考古学文化记录块的节点对所述考古学文化记录块进行有效性验证，将有效的考古学文化记录块接到考古学文化记录链上，并将有效的考古学文化记录块继续向邻近节点转发；对不同节点的考古学文化记录链进行一致性验证；在各个节点存储考古学文化记录链的完全备份。本发明保证考古学文化记录不可篡改、不可伪造。
Description
技术领域
本发明属于信息技术领域，特别是涉及到一种新石器时代考古学文化数据字典的存储方法及装置。
背景技术
在考古学遗迹中，发现某几种特定型式的器物，经常在一定地区的某一类型的住址或墓葬中共同出土，这种具有特定组合关系的遗存，便属于一种考古学文化。文物保护行业标准WW/T 0017-2013《馆藏文物登录规范》规定玉石器、宝石定名方法：“年代”+“文化”（新石器时代需加确切文化）+“特征”+“材质”+“器形”。文物保护行业标准WW/T 0020-2008《文物藏品档案规范》规定：藏品蕴含的体现文物价值的人文信息，可用以下方式表示：考古学文化、历史人物或机构名称、宗教、民族等。
新石器时代考古学文化（以下简称“考古学文化”）命名缺乏规范，不利于实现相关信息资源的相互访问，难以进行相关信息资源共享与交换。
国家标准GB/T 26816-2011《信息资源核心元数据》定义元数据：定义和描述其他数据的数据。国家标准GB/T 5271.17-2010《信息技术 词汇 第17部分：数据库》定义数据字典：包含元数据的数据库。
考古学文化数据字典是实现考古学文化命名与引用规范化的有效机制。每当命名考古学文化，就生成一条考古学文化记录，并记录在计算机网络中的考古学文化数据字典内。已获得授权的用户可以打开考古学文化数据字典，但是有可能误改或损坏考古学文化数据字典，存在安全性问题。
发明内容
本发明提出一种新石器时代考古学文化数据字典的存储方法及装置，确保考古学文化数据字典的安全性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种新石器时代考古学文化数据字典的存储方法，包括：
S1、当新石器时代考古学文化记录生成时，使用唯一的散列值标识所述考古学文化记录；
S2、将若干条考古学文化记录打包生成考古学文化记录块；每个考古学文化记录块以平衡二叉树结构存储所述若干条考古学文化记录；
S3、在计算机网络中采用点对点协议对考古学文化记录块进行加密传输，并对考古学文化记录块的所有权进行验证；生成考古学文化记录块的节点通过点对点网络将所述考古学文化记录块广播到全网其他节点；
S4、接收到考古学文化记录块的节点对所述考古学文化记录块进行有效性验证，将有效的考古学文化记录块接到考古学文化记录链上，并将有效的考古学文化记录块继续向邻近节点转发；
S5、对不同节点的考古学文化记录链进行一致性验证；
S6、在各个节点存储考古学文化记录链的完全备份。
进一步的，步骤S1中所述考古学文化记录的数据结构包括：
散列值，所述考古学文化记录的唯一标识；
发布时间，用于标识发布考古学文化的时间；
发布机构，用于标识发布考古学文化的机构；
名称，用于标识考古学文化的名称；
起始历史纪年，用于标识考古学文化起始的历史纪年；
终止历史纪年，用于标识考古学文化终止的历史纪年；
地域，用于标识考古学文化相关的地域；
遗址，用于标识考古学文化相关的遗址；
首次发现时间，用于标识首次发现考古学文化相关遗址的时间；
首次发现地域，用于标识首次发现考古学文化相关遗址的地域；
描述，用于考古学文化的定义性描述；
先驱者，用于标识该考古学文化取代的先前命名的考古学文化。
进一步的，步骤S2中所述考古学文化记录块的生成方法包括：
S21、生成考古学文化记录块的块头，所述块头包含本考古学文化记录块的散列值、时间戳、平衡二叉树根、以及前一考古学文化记录块的散列值；
S22、生成考古学文化记录块的块体，所述块体包含若干条考古学文化记录；将所述若干条考古学文化记录以一棵平衡二叉树的结构存储在所述块体中，平衡二叉树的每个叶子都是一条考古学文化记录的散列值。
更进一步的，所述平衡二叉树的生成方法包括：递归地对每两个考古学文化记录的散列值进行散列运算，得到一个新的散列值，并将新的散列值存入平衡二叉树中，直到两两结合最终只有一个散列值，即平衡二叉树根为止。
进一步的，步骤S4中，所述考古学文化记录链是按考古学文化记录块生成时间的先后顺序，将考古学文化记录块从后向前有序连接起来的数据结构。
进一步的，步骤S4中所述有效性验证方法包括：
S41、采用非对称加密算法进行考古学文化记录块的所有权认证；非对称加密算法需要公开密钥和私有密钥两个密钥，即一个节点的公开密钥是对外公开的，私有密钥是保密的，其他节点不能通过公开密钥推算出对应的私有密钥；
S42、按照预定义的标准对生成的考古学文化记录块的时间戳、考古学文化记录结构进行校验。
进一步的，步骤S5中所述一致性验证方法包括：采用权益证明共识算法对不同节点的考古学文化记录链进行一致性验证。
本发明另一方面还提出了一种新石器时代考古学文化数据字典的存储装置，包括：
标识模块：当新石器时代考古学文化记录生成时，使用唯一的散列值标识所述考古学文化记录；
记录块模块：将若干条考古学文化记录打包生成考古学文化记录块；每个考古学文化记录块以平衡二叉树结构存储所述若干条考古学文化记录；
传输模块：在计算机网络中采用点对点协议对考古学文化记录块进行加密传输，并对考古学文化记录块的所有权进行验证；生成考古学文化记录块的节点通过点对点网络将所述考古学文化记录块广播到全网其他节点；
接收模块：通过点对点网络接收到考古学文化记录块的节点对所述考古学文化记录块进行有效性验证，将有效的考古学文化记录块接到考古学文化记录链上，并将有效的考古学文化记录块继续通过点对点网络向邻近节点转发；
一致性验证模块：对不同节点的考古学文化记录链进行一致性验证；
备份模块：在各个节点存储考古学文化记录链的完全备份。
进一步的，所述记录块模块包括：
块头单元：生成考古学文化记录块的块头，所述块头包含本考古学文化记录块的散列值、时间戳、平衡二叉树根、以及前一考古学文化记录块的散列值；
块体单元：生成考古学文化记录块的块体，所述块体包含若干条考古学文化记录；将所述若干条考古学文化记录以一棵平衡二叉树的结构存储在所述块体中，平衡二叉树的每个叶子都是一条考古学文化记录的散列值；递归地对每两个考古学文化记录的散列值进行散列运算，得到一个新的散列值，并将新的散列值存入平衡二叉树中，直到两两结合最终只有一个散列值，即平衡二叉树根为止。
进一步的，接收模块中，所述考古学文化记录链是按考古学文化记录块生成时间的先后顺序，将考古学文化记录块从后向前有序连接起来的数据结构。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果包括：
本发明针对新石器时代考古学文化数据字典的存储问题，以考古学文化记录块和考古学文化记录链的形式，通过点对点网络中的多个节点共同存储考古学文化记录，每一个节点都存储完整的考古学文化记录链，都可以参与考古学文化记录块的有效性验证，对单个节点上考古学文化记录链的修改是无效的，且权益证明共识算法确保这个节点的错误会被其他节点共同修正；本发明采用非对称加密算法进行考古学文化记录块的所有权认证，确保考古学文化记录块传输和访问的安全性；本发明通过加密机制和共识机制，在点对点网络中实现考古学文化记录的存储，保证考古学文化记录不可篡改、不可伪造。
附图说明
图1为本发明实施例一中的存储流程图；
图2为本发明实施例一中考古学文化记录的数据结构示意图；
图3为本发明实施例一中考古学文化记录链的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图以及具体实施例作进一步的说明。
实施例一：
本发明实施例一中提出新石器时代考古学文化数据字典的存储方法，用于保证考古学文化记录不可篡改、不可伪造。主要设计思想是：采用点对点传输、共识算法、加密算法技术，实现考古学文化记录的存储。
(1)考古学文化记录块是打包的若干条新石器时代的考古学文化记录。考古学文化记录链是按考古学文化记录块生成时间的先后顺序，将考古学文化记录块从后向前有序连接起来的一种数据结构。
(2)采用在两个节点之间直接进行网络通信的点对点协议，网络中无中心节点，每个节点都对等地传输考古学文化记录块。
(3)采用非对称加密算法进行考古学文化记录块的所有权认证，保证考古学文化记录块传输的安全。
(4)每一节点都存有考古学文化记录链的完全备份，以平衡二叉树结构存储考古学文化记录。
(5)采用权益证明共识算法，对不同节点的考古学文化记录链进行一致性验证。
具体的方法步骤如图1所示，包括：
S1、当发布机构命名考古学文化，生成一条考古学文化记录时，用散列值标识该条考古学文化记录，使每一条考古学文化记录对应唯一的散列值；
S2、将多条考古学文化记录打包成考古学文化记录块；当考古学文化记录条数达到上限时，或者，当达到打包时限时，打包成新的考古学文化记录块；通过考古学文化记录打包机制，可以有效降低点对点网络节点的加密、传播和验证处理的频度；
S3、采用在两个节点之间直接进行网络通信的点对点协议，对考古学文化记录块进行加密传输，并对考古学文化记录块的所有权进行验证；在生成新考古学文化记录块后，生成该考古学文化记录块的节点通过点对点网络，将生成的考古学文化记录块广播到全网其他节点；在点对点网络中，没有中心节点，每个节点都是对等的，共同为全网提供服务，每个节点都可以作为服务端响应请求，也可以作为客户端使用其他节点提供的服务，每个节点都承担网络路由，具有验证考古学文化记录块和传播考古学文化记录块的功能；通过使每个节点都参与考古学文化记录块的有效性验证，保证考古学文化记录的不可篡改性；
S4、接收考古学文化记录块的节点对考古学文化记录块进行有效性验证，将有效的考古学文化记录块接到考古学文化记录链上，并将有效的考古学文化记录块继续向邻近节点转发；具体的，考古学文化记录链由连接起来的考古学文化记录块组成；如果考古学文化记录块有效，则将其接到考古学文化记录链上，并继续向邻近节点转发；如果考古学文化记录块无效，则立即废弃；
S5、对不同节点的考古学文化记录链进行一致性验证；
S6、在各个节点存储考古学文化记录链的完全备份，并以平衡二叉树结构存储多条考古学文化记录。
所述步骤S1中考古学文化记录的数据结构，如图2所示，包括：散列值，该考古学文化记录的唯一标识；发布时间，用于标识发布考古学文化的时间；发布机构，用于标识发布考古学文化的机构；名称，用于标识考古学文化的名称；起始历史纪年，用于标识考古学文化起始的历史纪年；终止历史纪年，用于标识考古学文化终止的历史纪年；地域，用于标识考古学文化相关的地域；遗址，用于标识考古学文化相关的遗址；首次发现时间，用于标识首次发现考古学文化相关遗址的时间；首次发现地域，用于标识首次发现考古学文化相关遗址的地域；描述，考古学文化的定义性描述；先驱者，用于标识该考古学文化取代的先前命名的考古学文化。采用上述考古学文化记录数据结构，既利于考古学文化命名的规范化，也利于将多条考古学文化记录组织成考古学文化记录块体，实现考古学文化引用的规范化。
所述步骤S2中考古学文化记录块的具体生成方法如下：
达到打包条件（例如达到条数上限或者达到时限）后，对生成的多条考古学文化记录进行打包；考古学文化记录块由考古学文化记录块头和考古学文化记录块体组成；考古学文化记录块头包含本考古学文化记录块的散列值、时间戳、平衡二叉树根、以及前一考古学文化记录块的散列值；考古学文化记录块体包含若干条考古学文化记录；将若干条考古学文化记录以一棵平衡二叉树的结构存储在考古学文化记录块体中，平衡二叉树的每个叶子都是一条考古学文化记录的散列值；
递归地对每两个考古学文化记录的散列值进行散列运算，得到一个新的散列值，并将新的散列值存入平衡二叉树中，直到两两结合最终只有一个散列值（即平衡二叉树根）为止；平衡二叉树根就是这些考古学文化记录的数字指纹；如果两棵平衡二叉树的根一致，则这两棵树必然相同；散列算法把任意长度的输入变换成固定长度的散列值输出，散列值的空间通常远小于输入的空间，且根据散列值无法反推出输入的内容；散列算法不仅利于提高存储和传输效率，也利于提高之后验证处理的效率。
所述步骤S4中，如图3所示，考古学文化记录链是按考古学文化记录块生成时间的先后顺序，将考古学文化记录块从后向前有序连接起来的一种数据结构。
所述步骤S4中考古学文化记录块的验证方法如下：
S41、采用非对称加密算法进行考古学文化记录块的所有权认证；非对称加密算法需要公开密钥和私有密钥两个密钥，即一个节点的公开密钥是对外公开的，私有密钥是保密的，其他节点不能通过公开密钥推算出对应的私有密钥；例如，如果使用公开密钥加密明文，则只有对应的私有密钥才能解密密文；如果使用私有密钥加密明文，则只有对应的公开密钥才能解密密文；非对称加密算法可使两个节点在不安全的网络中交换信息，安全地达成信息的一致，提高了点对点网络传输的安全性。
S42、按照预定义的标准对新考古学文化记录块的时间戳、考古学文化记录结构进行校验。
所述步骤S5中考古学文化记录链的验证方法如下：采用权益证明共识算法对不同节点的考古学文化记录链进行一致性验证。共识机制就是在不同节点之间建立信任，获取权益的数学算法；在点对点网络中，每个节点都存有考古学文化记录链的完全备份，采用权益证明共识算法对不同节点的考古学文化记录链进行一致性验证；点对点网络中的所有节点将持有的权益放入共识机制中，成为验证者；权益证明共识算法在这些验证者中根据验证者投入权益的多少选中节点，使之有权利生成下一个考古学文化记录块。
本实施例通过点对点网络中的多个节点共同存储考古学文化记录，每一个节点都存储完整的考古学文化记录链，都可以参与考古学文化记录块的有效性验证，对单个节点上考古学文化记录链的修改是无效的，且权益证明共识算法确保这个节点的错误会被其他节点共同修正；采用非对称加密算法进行考古学文化记录块的所有权认证，确保考古学文化记录块传输和访问的安全性。本发明通过加密机制和共识机制，在点对点网络中实现考古学文化记录的存储，保证考古学文化记录不可篡改、不可伪造。
实施例二：
本发明实施例二提出一种新石器时代考古学文化数据字典的存储装置，包括：
标识模块：当新石器时代考古学文化记录生成时，使用唯一的散列值标识所述考古学文化记录；
记录块模块：将若干条考古学文化记录打包生成考古学文化记录块；每个考古学文化记录块以平衡二叉树结构存储所述若干条考古学文化记录；
传输模块：在计算机网络中采用点对点协议对考古学文化记录块进行加密传输，并对考古学文化记录块的所有权进行验证；生成考古学文化记录块的节点通过点对点网络将所述考古学文化记录块广播到全网其他节点；
接收模块：通过点对点网络接收到考古学文化记录块的节点对所述考古学文化记录块进行有效性验证，将有效的考古学文化记录块接到考古学文化记录链上，并将有效的考古学文化记录块继续通过点对点网络向邻近节点转发；
一致性验证模块：对不同节点的考古学文化记录链进行一致性验证；
备份模块：在各个节点存储考古学文化记录链的完全备份。
其中标识模块中所述考古学文化记录的数据结构包括：
散列值，所述考古学文化记录的唯一标识；
发布时间，用于标识发布考古学文化的时间；
发布机构，用于标识发布考古学文化的机构；
名称，用于标识考古学文化的名称；
起始历史纪年，用于标识考古学文化起始的历史纪年；
终止历史纪年，用于标识考古学文化终止的历史纪年；
地域，用于标识考古学文化相关的地域；
遗址，用于标识考古学文化相关的遗址；
首次发现时间，用于标识首次发现考古学文化相关遗址的时间；
首次发现地域，用于标识首次发现考古学文化相关遗址的地域；
描述，用于考古学文化的定义性描述；
先驱者，用于标识该考古学文化取代的先前命名的考古学文化。
所述记录块模块包括：
块头单元：生成考古学文化记录块的块头，所述块头包含本考古学文化记录块的散列值、时间戳、平衡二叉树根、以及前一考古学文化记录块的散列值；
块体单元：生成考古学文化记录块的块体，所述块体包含若干条考古学文化记录；将所述若干条考古学文化记录以一棵平衡二叉树的结构存储在所述块体中，平衡二叉树的每个叶子都是一条考古学文化记录的散列值。递归地对每两个考古学文化记录的散列值进行散列运算，得到一个新的散列值，并将新的散列值存入平衡二叉树中，直到两两结合最终只有一个散列值，即平衡二叉树根为止。
所述接收模块中，所述考古学文化记录链是按考古学文化记录块生成时间的先后顺序，将考古学文化记录块从后向前有序连接起来的数据结构。
所述接收模块包括：
所有权认证单元：采用非对称加密算法进行考古学文化记录块的所有权认证；非对称加密算法需要公开密钥和私有密钥两个密钥，即一个节点的公开密钥是对外公开的，私有密钥是保密的，其他节点不能通过公开密钥推算出对应的私有密钥；
校验单元：按照预定义的标准对生成的考古学文化记录块的时间戳、考古学文化记录结构进行校验。
一致性验证模块包括：采用权益证明共识算法对不同节点的考古学文化记录链进行一致性验证。
本实施例中提出的新石器时代考古学文化数据字典的存储装置，能够实现实施例一中提供的新石器时代考古学文化数据字典的存储方法，能够达到实施例一的有益效果。
以上所述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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新石器时代考古学文化数据字典的存储方法，其特征在于，包括：
S1、当新石器时代考古学文化记录生成时，使用唯一的散列值标识所述考古学文化记录；
S2、将若干条考古学文化记录打包生成考古学文化记录块；每个考古学文化记录块以平衡二叉树结构存储所述若干条考古学文化记录；
S3、在计算机网络中采用点对点协议对考古学文化记录块进行加密传输，并对考古学文化记录块的所有权进行验证；生成考古学文化记录块的节点通过点对点网络将所述考古学文化记录块广播到全网其他节点；
S4、接收到考古学文化记录块的节点对所述考古学文化记录块进行有效性验证，将有效的考古学文化记录块接到考古学文化记录链上，并将有效的考古学文化记录块继续向邻近节点转发；
S5、对不同节点的考古学文化记录链进行一致性验证；
S6、在各个节点存储考古学文化记录链的完全备份。
2.根据权利要求1所述的新石器时代考古学文化数据字典的存储方法，其特征在于，步骤S1中所述考古学文化记录的数据结构包括：
散列值，所述考古学文化记录的唯一标识；
发布时间，用于标识发布考古学文化的时间；
发布机构，用于标识发布考古学文化的机构；
名称，用于标识考古学文化的名称；
起始历史纪年，用于标识考古学文化起始的历史纪年；
终止历史纪年，用于标识考古学文化终止的历史纪年；
地域，用于标识考古学文化相关的地域；
遗址，用于标识考古学文化相关的遗址；
首次发现时间，用于标识首次发现考古学文化相关遗址的时间；
首次发现地域，用于标识首次发现考古学文化相关遗址的地域；
描述，用于考古学文化的定义性描述；
先驱者，用于标识该考古学文化取代的先前命名的考古学文化。
3.根据权利要求1所述的新石器时代考古学文化数据字典的存储方法，其特征在于，步骤S2中所述考古学文化记录块的生成方法包括：
S21、生成考古学文化记录块的块头，所述块头包含本考古学文化记录块的散列值、时间戳、平衡二叉树根、以及前一考古学文化记录块的散列值；
S22、生成考古学文化记录块的块体，所述块体包含若干条考古学文化记录；将所述若干条考古学文化记录以一棵平衡二叉树的结构存储在所述块体中，平衡二叉树的每个叶子都是一条考古学文化记录的散列值。
4.根据权利要求3所述的新石器时代考古学文化数据字典的存储方法，其特征在于，所述平衡二叉树的生成方法包括：递归地对每两个考古学文化记录的散列值进行散列运算，得到一个新的散列值，并将新的散列值存入平衡二叉树中，直到两两结合最终只有一个散列值，即平衡二叉树根为止。
5.根据权利要求1所述的新石器时代考古学文化数据字典的存储方法，其特征在于，步骤S4中，所述考古学文化记录链是按考古学文化记录块生成时间的先后顺序，将考古学文化记录块从后向前有序连接起来的数据结构。
6.根据权利要求1所述的新石器时代考古学文化数据字典的存储方法，其特征在于，步骤S4中所述有效性验证方法包括：
S41、采用非对称加密算法进行考古学文化记录块的所有权认证；
S42、按照预定义的标准对生成的考古学文化记录块的时间戳、考古学文化记录结构进行校验。
7.根据权利要求1所述的新石器时代考古学文化数据字典的存储方法，其特征在于，步骤S5中所述一致性验证方法包括：采用权益证明共识算法对不同节点的考古学文化记录链进行一致性验证。
8.一种新石器时代考古学文化数据字典的存储装置，其特征在于，包括：
标识模块：当新石器时代考古学文化记录生成时，使用唯一的散列值标识所述考古学文化记录；
记录块模块：将若干条考古学文化记录打包生成考古学文化记录块；每个考古学文化记录块以平衡二叉树结构存储所述若干条考古学文化记录；
传输模块：在计算机网络中采用点对点协议对考古学文化记录块进行加密传输，并对考古学文化记录块的所有权进行验证；生成考古学文化记录块的节点通过点对点网络将所述考古学文化记录块广播到全网其他节点；
接收模块：通过点对点网络接收到考古学文化记录块的节点对所述考古学文化记录块进行有效性验证，将有效的考古学文化记录块接到考古学文化记录链上，并将有效的考古学文化记录块继续通过点对点网络向邻近节点转发；
一致性验证模块：对不同节点的考古学文化记录链进行一致性验证；
备份模块：在各个节点存储考古学文化记录链的完全备份。
9.根据权利要求8所述的新石器时代考古学文化数据字典的存储装置，其特征在于，所述记录块模块包括：
块头单元：生成考古学文化记录块的块头，所述块头包含本考古学文化记录块的散列值、时间戳、平衡二叉树根、以及前一考古学文化记录块的散列值；
块体单元：生成考古学文化记录块的块体，所述块体包含若干条考古学文化记录；将所述若干条考古学文化记录以一棵平衡二叉树的结构存储在所述块体中，平衡二叉树的每个叶子都是一条考古学文化记录的散列值；递归地对每两个考古学文化记录的散列值进行散列运算，得到一个新的散列值，并将新的散列值存入平衡二叉树中，直到两两结合最终只有一个散列值，即平衡二叉树根为止。
10.根据权利要求8所述的新石器时代考古学文化数据字典的存储装置，其特征在于，接收模块中，所述考古学文化记录链是按考古学文化记录块生成时间的先后顺序，将考古学文化记录块从后向前有序连接起来的数据结构。
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