[發明專利]基于Merkle樹的電能質量數據交換格式文件完整性校驗方法及系統

在審

• 申請號: 202010877979.6
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112131609A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 李偉;方定江;吳文斌;丁凱;錢一民;陳喬;王易;胡畔;柳丹;胡斌;葉暢;陳爽;羅浩
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力有限公司電力科學研究院;國網湖北省電力有限公司;國網湖北省電力有限公司武漢供電公司
• 主分類號: G06F21/64
• 分類號: G06F21/64;H04L9/06;H04L29/08
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

1.一種基于Merkle樹的電能質量數據交換格式文件完整性校驗方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、用戶端向小文件傳輸節點發送小文件下載請求，小文件傳輸節點向用戶端傳輸小文件以及對小文件進行完整性校驗所需要的所有路徑哈希值P_i，其中每個小文件作為數據分塊構建一個二叉樹結構，二叉樹的大小由數據分塊的數目決定，二叉樹最底層的每一個葉子結點都對應一個數據分塊的哈希值，不同數據分塊的哈希值由數據分塊的內容決定，上一級結點通過下一級兩個結點級聯得到，最底層的結點哈希值可得到最高層的哈希值也就是根結點H₀；

步驟二、用戶端利用哈希算法得到所下載小文件的哈希值H_i；

步驟三、用戶端利用哈希值H_i和路徑哈希值P_i得到待校驗值C_i，判斷該值是否等于根結點H₀，若相等，則校驗成功，執行步驟四，若相不等，則校驗失敗，執行步驟五；

步驟四、用戶端將哈希值H_i和路徑哈希值P_i進行保存，用于后續小文件完整性校驗，并繼續進行下一個小文件的下載；

步驟五、判定得到的小文件是損壞的，用戶端需要重新進行該小文件的下載申請。

2.如權利要求1所述的基于Merkle樹的電能質量數據交換格式文件完整性校驗方法，其特征在于：葉子結點的數目大于或等于數據分塊數目，多余的葉子結點哈希值為0，不對應數據分塊。

3.如權利要求1所述的基于Merkle樹的電能質量數據交換格式文件完整性校驗方法，其特征在于：假設PQDIF小文件數目為N，Merkle樹的葉子節點數為M，N≤(2)^M，N和M均為自然數。

4.如權利要求1-3中任一項所述的基于Merkle樹的電能質量數據交換格式文件完整性校驗方法，其特征在于：所述哈希算法使用SHA1。

5.一種基于Merkle樹的電能質量數據交換格式文件完整性校驗系統，其特征在于：包括用戶端及服務器；

所述用戶端，用于向服務器發送下載請求；

所述服務器，用于根據所述用戶端的下載請求，向用戶端傳輸小文件以及對小文件進行完整性校驗所需要的所有路徑哈希值P_i，其中每個小文件作為數據分塊構建一個二叉樹結構，二叉樹的大小由數據分塊的數目決定，二叉樹最底層的每一個葉子結點都對應一個數據分塊的哈希值，不同數據分塊的哈希值由數據分塊的內容決定，上一級結點通過下一級兩個結點級聯得到，最底層的結點哈希值可得到最高層的哈希值也就是根結點H₀；

所述用戶端，還用于利用哈希算法得到所下載小文件的哈希值H_i，利用哈希值H_i和路徑哈希值P_i得到待校驗值C_i，根據待校驗值C_i是否等于根結點H₀判斷小文件是否下載成功。

6.如權利要求5所述的基于Merkle樹的電能質量數據交換格式文件完整性校驗系統，其特征在于：所述用戶端若判定待校驗值C_i等于根結點H₀，則校驗成功，所述用戶端將哈希值H_i和路徑哈希值P_i進行保存，用于后續小文件完整性校驗，并繼續進行下一個小文件的下載；若不相等，則校驗失敗，所述用戶端判定得到的小文件是損壞的，用戶端需要重新進行該小文件的下載申請。

7.如權利要求5所述的基于Merkle樹的電能質量數據交換格式文件完整性校驗系統，其特征在于：葉子結點的數目大于或等于數據分塊數目，多余的葉子結點哈希值為0，不對應數據分塊。

8.如權利要求5所述的基于Merkle樹的電能質量數據交換格式文件完整性校驗系統，其特征在于：假設PQDIF小文件數目為N，Merkle樹的葉子節點數為M，N≤(2)^M，N和M均為自然數。

9.如權利要求5所述的基于Merkle樹的電能質量數據交換格式文件完整性校驗系統，其特征在于：所述哈希算法使用SHA1。