[發明專利]一種基于區塊鏈的分布式存儲系統審計與去中心化的方法

有效

• 申請號: 201810778796.1
• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN109218391B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 孟宇龍;王敏;張子迎;顏丙輝;任龍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06;H04L9/32;H04L9/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于區塊鏈的分布式存儲系統審計與去中心化的方法，其特征在于：提出了雙鏈結構，所有核心節點共享數據特征鏈，所有超節點內部共享數據審計鏈，有n(n₁,…,n_n)個超節點，每個超節點由k個節點構成，所有的節點均位于超節點的核心或者邊緣，在同一個超節點的所有節點彼此相連，所有節點都可連接到鄰居超節點的核心節點上，邊緣節點在超節點之間移動以緩解攻擊者所照成的攪動，具體包括如下步驟：

(1)搭建采用帶攪動的DHT拓撲結構的可擴展、高效率的分布式存儲系統；

(2)用戶利用同組織其他用戶的公鑰和自身私鑰使用環簽名算法對存儲信息進行簽名，對自身身份信息進行隱藏；

(3)分布式存儲系統節點接收簽名信息并進行驗證，判斷信息是否屬于某一特定組織；對接收信息，將信息來源、存儲位置、數據標識符、時間戳信息存儲至數據特征鏈；對接收信息，將數據標識符、環簽名、公鑰信息存儲至數據審計鏈；對于讀取操作，由數據特征鏈取代主節點通過讀取相應數據的存儲位置進行訪問，并返回數據；對于審計行為，由數據審計鏈讀取相應數據對應的簽名，通過Oruta(環形簽名)算法驗證數據的完整性；對于返回非完整性結果的審計，由鏈上部署的智能合約進行廣播并通過數據特征鏈請求數據擁有者進行數據恢復；對于導致數據不完整的分布式存儲系統節點，信譽值降低，存儲數據時降級考慮。

2.根據權利要求1所述的一種基于區塊鏈的分布式存儲系統審計與去中心化的方法，其特征在于，所提出的數據特征鏈由所有核心節點參與構成，步驟如下：

(2.1)存儲系統接收用戶簽名信息，并驗證信息來源；

(2.2)驗證成功后，根據信譽機制選擇節點存儲數據，并向核心節點廣播信息來源、存儲位置、數據標識符、時間戳，核心節點將信息存入桶中；

(2.3)節點創建塊并所有其他節點發送塊，進一步執行信譽計算，根據dBFT拜占庭共識算法達成共識；

(2.4)數據特征鏈同步更新區塊鏈，確保不同節點的一致狀態，創建索引查找數據位置。

3.根據權利要求1所述的一種基于區塊鏈的分布式存儲系統審計與去中心化的方法，其特征在于，所提出的數據審計鏈，由超節點內部所有節點參與構成，步驟如下：

(3.1)存儲系統接收用戶簽名信息，并驗證信息來源；

(3.2)驗證成功后，存儲數據節點所在的超節點，將數據標識符、環簽名、公鑰廣播給內部所有節點，節點將信息存入桶中；

(3.3)節點創建塊并所有其他節點發送塊，進一步執行信譽計算，根據dBFT拜占庭共識算法達成共識；

(3.4)數據特征鏈同步更新區塊鏈。

4.根據權利要求1所述的一種基于區塊鏈的分布式存儲系統審計與去中心化的方法，其特征在于，用戶存儲數據步驟如下：

(4.1)用戶A將存儲數據m與本地私鑰sk_A,結合所在組織成員公鑰集合(pk₁,…,pk_d),對信息進行環簽名；

(4.2)驗證返回相等結果，則節點將信息m存儲；

(4.3)將相關信息存儲至數據特征鏈、數據審計鏈。

5.根據權利要求1所述的一種基于區塊鏈的分布式存儲系統審計與去中心化的方法，其特征在于，所提出的數據一致性審計操作步驟如下：

(5.1)存儲節點對審計數據發起數據一致性審計請求；

(5.2)節點通過數據審計鏈，獲得審計數據信息與信譽值；

(5.3)節點獲得判斷結果，若數據不完整，通過數據特征鏈讀取審計數據的信息來源組織C，并向組織C發起恢復請求；

(5.4)通過數據特征鏈讀取審計數據的信息的存儲節點，利用信譽系統，對相關存儲節點的信譽值進行減少。