[發(fā)明專利]基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享和隱私保護(hù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011465282.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN112615847B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈耀;尹猛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L29/06
• 分類號(hào): H04L29/06;H04L29/08;H04L9/32
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享和隱私保護(hù)方法，其特征在于，通過在同一區(qū)塊鏈系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)建多條區(qū)塊鏈且設(shè)置同一節(jié)點(diǎn)同時(shí)維護(hù)至少一條區(qū)塊鏈，使得擁有同一個(gè)區(qū)塊鏈底層的不同上層應(yīng)用之間共享鏈上數(shù)據(jù)的同時(shí)，所有的鏈上數(shù)據(jù)調(diào)用記錄均同樣地記錄在區(qū)塊鏈中，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的同時(shí)實(shí)現(xiàn)真實(shí)隱私信息的保護(hù)；

所述的區(qū)塊鏈系統(tǒng)由多條區(qū)塊鏈子鏈組成，區(qū)塊鏈子鏈包括：若干個(gè)節(jié)點(diǎn)組織、與所有節(jié)點(diǎn)組織進(jìn)行通信用于接收數(shù)據(jù)請(qǐng)求并初次打包的隊(duì)列服務(wù)節(jié)點(diǎn)以及節(jié)點(diǎn)組織進(jìn)行通信的通信節(jié)點(diǎn)，其中：隊(duì)列服務(wù)節(jié)點(diǎn)按請(qǐng)求順序發(fā)送給鏈上節(jié)點(diǎn)進(jìn)行共識(shí)，得到共識(shí)結(jié)果后，再將下一個(gè)數(shù)據(jù)請(qǐng)求初次打包后發(fā)送給節(jié)點(diǎn)；

所述的節(jié)點(diǎn)組織，即物理層面上的節(jié)點(diǎn)的集合，包括：至少1個(gè)主節(jié)點(diǎn)、3個(gè)從節(jié)點(diǎn)和1個(gè)通信節(jié)點(diǎn)，其中：同時(shí)有且只有一個(gè)的主節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)組織的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點(diǎn)，用于當(dāng)前的共識(shí)，當(dāng)其服務(wù)到期或停止后，從節(jié)點(diǎn)中將選舉產(chǎn)生新的主節(jié)點(diǎn)；從節(jié)點(diǎn)用于共識(shí)且通過選舉成為主節(jié)點(diǎn)；

所述的節(jié)點(diǎn)組織中進(jìn)一步包括：輕節(jié)點(diǎn)，該輕節(jié)點(diǎn)不參與共識(shí)過程但具有查看區(qū)塊鏈上的公開信息的權(quán)限；該輕節(jié)點(diǎn)服務(wù)于用戶所使用的網(wǎng)頁(yè)或移動(dòng)客戶端，方便用戶使用其查看數(shù)據(jù)，且不需要同步區(qū)塊鏈，減輕存儲(chǔ)壓力，輕節(jié)點(diǎn)必須通過區(qū)塊鏈系統(tǒng)的用戶管理服務(wù)進(jìn)行注冊(cè)，方可正常使用；

所述的區(qū)塊鏈子鏈包括：公開鏈、隱私鏈和記錄鏈，其中：公開鏈通過共識(shí)層和合約層控制權(quán)限及其有效期，共識(shí)層將用戶數(shù)據(jù)加密壓縮后，分塊打包成多個(gè)共識(shí)請(qǐng)求隨機(jī)上傳到不同的隱私鏈上，記錄鏈中同步記錄有公開鏈的訪問記錄。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享和隱私保護(hù)方法，其特征是，所述的共識(shí)包括：預(yù)備階段、準(zhǔn)備階段和承諾階段，其中：預(yù)備階段是指：外部應(yīng)用發(fā)送的數(shù)據(jù)請(qǐng)求直接進(jìn)入隊(duì)列服務(wù)節(jié)點(diǎn)的消息隊(duì)列中，當(dāng)隊(duì)列服務(wù)節(jié)點(diǎn)要處理一個(gè)數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)，隊(duì)列服務(wù)節(jié)點(diǎn)將該請(qǐng)求廣播給對(duì)應(yīng)子鏈所包含的所有節(jié)點(diǎn)組織，收到請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)組織的通信節(jié)點(diǎn)將請(qǐng)求發(fā)送給主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證；準(zhǔn)備階段是指：各個(gè)主節(jié)點(diǎn)首先進(jìn)行基本驗(yàn)證，即檢查上個(gè)階段中接收到的消息簽名是否正確，消息摘要是否正確，驗(yàn)證通過后再進(jìn)行共識(shí)驗(yàn)證；承諾階段是指：各個(gè)主節(jié)點(diǎn)檢查收到的prepare消息的消息簽名和消息摘要是否正確，然后將根據(jù)消息內(nèi)容解讀出其他節(jié)點(diǎn)組織是否通過共識(shí)后，主節(jié)點(diǎn)向隊(duì)列服務(wù)節(jié)點(diǎn)提交通過情況并由隊(duì)列服務(wù)節(jié)點(diǎn)收到2f以上個(gè)同意提交后向客戶端發(fā)出通過響應(yīng)，其中3f+1為參與共識(shí)的節(jié)點(diǎn)總數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享和隱私保護(hù)方法，其特征是，所述的隊(duì)列服務(wù)節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)請(qǐng)求中給每個(gè)消息一個(gè)唯一的ID且提供摘要和簽名以保證消息直接的共識(shí)不受干擾和方便驗(yàn)證。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享和隱私保護(hù)方法，其特征是，所述的共識(shí)驗(yàn)證是指：用戶是否有權(quán)限獲取其他用戶的數(shù)據(jù)，即主節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證權(quán)限后得到結(jié)果，并通過通信節(jié)點(diǎn)廣播給其他節(jié)點(diǎn)組織；同樣地，每個(gè)廣播的消息也應(yīng)該包含消息的唯一ID，且提供摘要和簽名。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享和隱私保護(hù)方法，其特征是，所述的共識(shí)是指：當(dāng)主節(jié)點(diǎn)接收到的消息中有2f以上個(gè)同意提交時(shí)，該節(jié)點(diǎn)會(huì)根據(jù)共識(shí)情況在本地的區(qū)塊鏈中做出相應(yīng)修改，并同步到該節(jié)點(diǎn)組織內(nèi)的從節(jié)點(diǎn)中，否則不修改。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享和隱私保護(hù)方法，其特征是，所述的隊(duì)列服務(wù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)置所有通信節(jié)點(diǎn)的信息，以組成隊(duì)列服務(wù)集群，提供更快的服務(wù)，隊(duì)列服務(wù)集群采用消息隊(duì)列進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享和隱私保護(hù)方法，其特征是，所述的節(jié)點(diǎn)組織，由上而下依次包括：用于執(zhí)行自動(dòng)觸發(fā)邏輯實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理、用于節(jié)點(diǎn)之間的共識(shí)邏輯的共識(shí)層、維護(hù)授權(quán)關(guān)系應(yīng)用層和合約層、用于節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)層、用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)的存儲(chǔ)層，其中：應(yīng)用層接收各類上層應(yīng)用的用戶請(qǐng)求信息，進(jìn)行規(guī)范化處理并輸出統(tǒng)一格式的請(qǐng)求信息至合約層；合約層接收用戶關(guān)于其他用戶授權(quán)的請(qǐng)求，并自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)至用戶管理方案，根據(jù)實(shí)際用戶的權(quán)限，當(dāng)用戶無權(quán)限訪問數(shù)據(jù)，則將請(qǐng)求信息推送至被請(qǐng)求的用戶，反之則將用戶請(qǐng)求信息傳遞至共識(shí)層；共識(shí)層接收共識(shí)請(qǐng)求，每個(gè)共識(shí)節(jié)點(diǎn)對(duì)請(qǐng)求信息進(jìn)行驗(yàn)證，并輸出共識(shí)結(jié)果信息至其他節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)層接收共識(shí)層信息，進(jìn)行根據(jù)共識(shí)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的共識(shí)處理和數(shù)據(jù)同步，并輸出相應(yīng)信息至其他節(jié)點(diǎn)和共識(shí)層，存儲(chǔ)層接收各類存儲(chǔ)操作信息，負(fù)責(zé)鏈上信息的儲(chǔ)存。