[發明專利]基于區塊鏈的數據共享和隱私保護方法

有效

• 申請號: 202011465282.4
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112615847B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 沈耀;尹猛
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08;H04L9/32
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種基于區塊鏈的數據共享和隱私保護方法，通過在同一區塊鏈系統內構建多條區塊鏈且設置同一節點同時維護至少一條區塊鏈，使得擁有同一個區塊鏈底層的不同上層應用之間共享鏈上數據的同時，所有的鏈上數據調用記錄均同樣地記錄在區塊鏈中，以實現數據共享的同時實現真實隱私信息的保護。本發明通過構建擁有多節點組織、多種類節點、多鏈結構和復合共識機制的區塊鏈系統，用于支撐上層應用開發。通過雙層共識機制控制用戶和應用的讀寫數據權限，做到共享數據的同時保證用戶數據安全。

技術領域

本發明涉及的是一種信息安全領域的技術，具體是一種基于區塊鏈的數據共享和隱私保護方法。

背景技術

區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。但是目前的區塊鏈技術還存在著諸多技術瓶頸，需要合理設計區塊鏈節點，實現多層次的用戶結構，讓不同層次的用戶用于其硬件設備可以承擔的任務，才有可能使區塊鏈的吞吐量達到我們想要的水平。另外，考慮到區塊鏈網絡中用戶所使用的硬件設備的存儲能力有一定的限制，而傳統的區塊鏈往往需要同步鏈上的所有數據。而經過時間推移，區塊鏈的體積將越來越龐大，用戶一直同步顯然是不合適的，我們需要制定更好的存儲方案，讓不同層次的用戶有不同的存儲任務，在保證鏈上信息公開透明的同時，降低普通用戶的存儲壓力，為擴大用戶群體創造可能。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種基于區塊鏈的數據共享和隱私保護方法，通過構建擁有多節點組織、多種類節點、多鏈結構和復合共識機制的區塊鏈系統，用于支撐上層應用開發。通過雙層共識機制控制用戶和應用的讀寫數據權限，做到共享數據的同時保證用戶數據安全。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種基于區塊鏈的數據共享和隱私保護方法，通過在同一區塊鏈系統內構建多條區塊鏈且設置同一節點同時維護至少一條區塊鏈，使得擁有同一個區塊鏈底層的不同上層應用之間共享鏈上數據的同時，所有的鏈上數據調用記錄均同樣地記錄在區塊鏈中，以實現數據共享的同時實現真實隱私信息的保護。

所述的區塊鏈子鏈包括：公開鏈、隱私鏈和記錄鏈，其中：公開鏈通過共識層和合約層控制權限及其有效期，共識層將用戶數據加密壓縮后，分塊打包成多個共識請求隨機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。

所述的區塊鏈系統包括：若干個節點組織、與所有節點組織進行通信用于接收數據請求并初次打包的隊列服務節點以及節點組織進行通信的通信節點，其中：隊列服務節點按請求順序發送給鏈上節點進行共識，得到共識結果后，再將下一個數據請求初次打包后發送給節點。

所述的共識包括：預備階段(pre-prepare)、準備階段(prepare)和承諾階段(commit)，其中：預備階段是指：外部應用發送的數據請求直接進入隊列服務節點的消息隊列中，當隊列服務節點要處理一個數據請求時，隊列服務節點將該請求廣播給對應子鏈所包含的所有節點組織，收到請求的節點組織的通信節點將請求發送給主節點進行驗證；準備階段是指：各個主節點首先進行基本驗證，即檢查上個階段中接收到的消息簽名是否正確，消息摘要是否正確，驗證通過后再進行共識驗證；承諾階段是指：各個主節點檢查收到的prepare消息的消息簽名和消息摘要是否正確，然后將根據消息內容解讀出其他節點組織是否通過共識后，主節點向隊列服務節點提交通過情況并由隊列服務節點收到2f以上個同意提交后向客戶端發出通過響應，f是指：。

所述的隊列服務節點在數據請求中給每個消息一個唯一的ID且提供摘要和簽名以保證消息直接的共識不受干擾和方便驗證。

所述的共識驗證是指：用戶是否有權限獲取其他用戶的數據，即主節點驗證權限后得到結果，并通過通信節點廣播給其他節點組織；同樣地，每個廣播的消息也應該包含消息的唯一ID，且提供摘要和簽名。

所述的共識是指：當主節點接收到的消息中有2f以上個同意提交時，該節點會根據共識情況在本地的區塊鏈中做出相應修改，并同步到該節點組織內的從節點中，否則不修改。