一种基于区块链的数据可信存储共享系统与方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113961535A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202111417268.1(22)申请日2021.11.26(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人胡凯张伯钧(51)Int.Cl.G06F16/182(2019.01)G06F16/14(2019.01)G06F16/27(2019.01)G06F16/28(2019.01)G06F21/60(2013.01)G06F21/64(2013.01)权利要求书3页说明书8页附图2页(54)发明名称一种基于区块链的数据可信存储共享系统与方法(57)摘要本发明公开了一种基于区块链的数据可信存储共享系统，包括：基于星际文件系统IPFS层，区块链层以及数据库的三层存储架构；基于星际文件系统IPFS层利用IPFS分布式存储的特性，将数据进行冗余备份，并将较大数据进行切分，利用分布式哈希的方式在网络中基于内容进行寻址与检索；区块链利用自身防篡改和可溯源特性对文件的元数据信息进行确权留证；数据库为Mysql数据库，用于对数据信息冗余备份。还公开了基于IPFS的区块链可信存储共享方法，通过对称与非对称加密算法，区块链智能合约，IPFS及代理重加密技术有机的结合在一起，保证数据的可信存储及共享过程的安全问题，并解决了区块链在存储方面的性能瓶颈；同时，又使得数据在共享过程中具有较高的可追溯性。CN113961535ACN113961535A权利要求书1/3页1.一种基于区块链的数据可信存储共享系统，其特征在于，包括：基于星际文件系统IPFS层，区块链层以及数据库的三层存储架构；其中，所述基于星际文件系统IPFS层利用IPFS分布式存储的特性，将数据进行冗余备份，并将较大数据进行切分，利用分布式哈希的方式在网络中基于内容进行寻址与检索；所述区块链利用自身防篡改和可溯源的特性对文件的元数据信息进行确权留证；所述数据库为Mysql数据库，用于对数据信息冗余备份，提高检索与查询效率。2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的数据可信存储共享系统，其特征在于，所述基于星际文件系统IPFS层是数据文件存储的核心，是社区可信存储架构的最底层；社区成员会将共享数据利用代理重加密技术在本地线下进行加密，将加密后的数据上传至所述基于星际文件系统IPFS层；所述基于星际文件系统IPFS层是分布式存储，较大的文件会被自动进行切分成小块，每小块副本会被冗余存储在多台机器上，相对于区块链增量式存储，减少了存储冗余，所述基于星际文件系统IPFS层会对每个分片计算哈希值，对于相同的哈希值分片全网不会全部存储；所述基于星际文件系统IPFS层存储的数据类型包括视频，图片和/或代码。3.根据权利要求2所述的一种基于区块链的数据可信存储共享系统，其特征在于，数据信息所在文件一旦被上传至基于星际文件系统IPFS层存储系统中，会返回一个文件的唯一标识符CID，CID是该文件的哈希值，根据此哈希值可以基于内容寻址，找到该文件。4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的数据可信存储共享系统，其特征在于，所述区块链层是文件溯源留证的核心，区块链层内的区块链账本是分布式存储，区块链账本属于增量式存储，即每个节点保存数据的全量信息，所述数据关键信息包括数据名称、数据副主题、数据摘要、数据价格、数据指纹、数据类别、文件哈希值、加密后的对称密钥、数据共享人以及时间戳；所述文件哈希值CID即为IPFS返回的文件唯一标识，此唯一标识会被记录至区块链账本中，从而对数据的检索以及信息归属权做确权留证。5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的数据可信存储共享系统，其特征在于，所述数据库层在可信存储共享方案的最顶层，若社区成员没有对数据提出质疑或申诉的请求时，为了提高检索效率，使用关系型数据库进行快速查询；反之，当社区成员对某一笔交易或数据信息的真伪提出了质疑，那么此操作将在区块链中进行查询求证；所述数据库本身作为整个系统的缓存，存放热门数据，采用三阶段提交的方式，进行数据库的自动更新，所述数据库通过接口的形式，定期调用区块链智能合约，从而验证自身的所有数据是否真实有效，是否被恶意篡改过。6.根据权利要求1所述的一种基于区块链的数据可信存储共享系统，其特征在于，所述基于区块链的数据可信存储共享系统用于社区，社区内的组成部分进行角色定义，共分为4种角色，分别是：数据共享者，数据请求者，区块链底层系统以及IPFS集群。7.根据权利要求6所述的一种基于区块链的数据可信存储共享系统，其特征在于，所述数据共享者：即在社区主动贡献自己数据的人，对共享数据本身具有绝对的控制权；数据共享者利用对称密钥对数据进行加密存储在IPFS集群，并将返回的