[發明專利]一種區塊鏈數據安全存儲框架及方法

在審

• 申請號: 202110134496.1
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112968942A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 岳東;沈蘇晉;竇春霞;張智俊;丁孝華;李延滿;趙景濤;羅劍波
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學;國網電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06;G06F21/64
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種區塊鏈數據安全存儲框架，其特征在于，所述框架包括：

感知層，用于采集電網狀態數據；所述感知層包括多個數據采集器，每個數據采集器作為區塊鏈系統中的客戶端；所述客戶端間可通過有線或無線通信通道相互通信；

邊緣層，用于接收并存儲電網狀態數據；所述邊緣層包括多個邊緣節點，作為區塊鏈的載體，其中的每個邊緣節點作為區塊鏈網絡中的區塊鏈節點，區塊鏈節點在所述的不同節點組中分為執行節點組和普通節點組；

云層，用于查詢并分析數據。

2.根據權利要求1所述的區塊鏈數據安全存儲框架，其特征在于，所述客戶端包括RAM、計算硬件、數據采集設備、信號發送器、信號接收器以及數據處理裝置；所述客戶端擁有唯一的地址標識，所述客戶端可以支持公鑰和私鑰的生成。

3.一種區塊鏈數據安全存儲方法，其特征在于：基于權利要求1-2任一項所述的區塊鏈數據安全存儲框架，所述數據安全存儲方法包括以下步驟：

客戶端向執行節點組提交存儲請求消息，執行節點組接收到存儲請求后，驗證請求端身份信息，確認其權限后主執行節點將接收到的消息加入隊列排序；

主執行節點消息隊列中消息數量達到閾值后，主執行節點將隊列中消息打包成區塊并暫存在本地日志中，同時發送區塊更新請求給其余普通節點；

普通節點接收到請求后，判斷數據是否與本地區塊鏈沖突，并將區塊暫存在本地日志中，若接收到的數據與本地區塊鏈不沖突，返回確認信息給主執行節點；

主執行節點接收到超過半數的確認信息后，將本地日志中待上鏈區塊寫入本地區塊鏈中，并向普通節點發送確認信息，普通節點接收到主節點的確認信息后將本地日志中的待上鏈區塊寫入本地區塊鏈中。

4.根據權利要求3所述的區塊鏈數據安全存儲方法，其特征在于：所述主執行節點將隊列中消息打包成區塊并暫存在本地日志中的過程中，取消生成區塊的難度值，但不取消隨機數。

5.根據權利要求3所述的區塊鏈數據安全存儲方法，其特征在于：所述安全存儲方法還包括多區塊鏈節點架構方法；

所述多區塊鏈節點架構方法包括：

將感知層按照邊緣節點覆蓋范圍進行分區并命名；

將所述邊緣節點按照感知層所分的區域進行節點分組，每個區域的電網狀態數據存儲在一條數據鏈上，該區域的節點組維護該區域的區塊鏈。

6.根據權利要求5所述的區塊鏈數據安全存儲方法，其特征在于：所述將所述邊緣節點按照感知層所分的區域進行節點分組的方法具體包括：將所述邊緣層作為區塊鏈的載體，將每個邊緣節點作為區塊鏈網絡中的一個節點，并對系統中所有邊緣節點進行重疊分組，每個邊緣節點可參與多個區域的區塊鏈管理。

7.根據權利要求6所述的區塊鏈數據安全存儲方法，其特征在于：所述重疊分組的方法具體包括：將N個節點以M個節點為一組進行組合，所述節點可以加入多個組中，但不超過全部組數的三分之二。

8.根據權利要求7所述的區塊鏈數據安全存儲方法，其特征在于：所述重疊分組的方法具體還包括：

在所述節點組內選取若干節點作為執行節點組，執行節點組內使用Raft共識算法保持節點間的共識，組內的節點有三種狀態：領導者、跟隨者、候選者；

執行節點組內處于領導者狀態的節點作為主執行，處于跟隨者及候選者狀態的節點為普通執行節點，普通執行節點可以通過競選成為主執行節點；主執行節點用于對接收到的數據進行排序打包；

節點組內除執行節點組外的普通節點作為候選執行節點，當執行節點組內節點出現故障時，由普通節點作為候補，競選為執行節點；

所述執行節點組內主執行節點作為領導者發生故障時，執行節點組內普通執行節點作為跟隨者競選主執行節點，跟隨者在限定的時間內未收到領導者的心跳后，進入候選者狀態，向其余節點發起投票，重新選舉領導者作為主執行節點，原故障節點降級退出執行節點組，空出的執行節點位，由候選執行節點競爭選取，降級退出執行節點組的節點不參加本輪的執行節點競選。