CN110298193B - 基于区块链的信息共享***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于区块链的信息共享***及方法，包括组织、数据源、数据摘要链、数据共享池和数据共享链；组织或其成员可以向数据源提供数据，提供数据的过程形成一个区块结构添加到数据摘要链中；组织或其成员可以从数据共享池获取数据，获取数据的过程形成区块结构添加到数据共享链中。本发明构建了基于区块链技术的数据共享***，通过该***构建了两条区块链，可以对数据的存储过程和共享过程实现加密及追溯。

Description

基于区块链的信息共享***及方法
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，具体是一种基于区块链的信息共享***及方法。
背景技术
在大数据时代，数据的共享能够有效地解决“数据孤岛”现象。尤其是一些跨部门协作的单位或个人，数据资源的共享、整合能有效提升办事效率。现有数据在共享过程中，存在跨部门信息协同一致困难、相互信任缺失、数据安全无法保证、数据难以确权、数据使用不可追溯等问题，这些已经成为数据共享的潜在阻碍。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于区块链的信息共享***及方法，解决现有数据共享过程中存在的缺陷。
本发明采用下述技术方案：
一种基于区块链的信息共享***，包括：组织、数据源、数据摘要链、数据共享池、数据共享链；组织或其成员可以向数据源提供数据，提供数据的过程形成一个区块结构添加到数据摘要链中；组织或其成员可以从数据共享池获取数据，获取数据的过程形成区块结构添加到数据共享链中。
数据源保存所有组织或成员的数据，数据源中的数据由数据拥有者进行加密。
数据共享池包括组织或组织成员用于共享的加密数据，数据共享池依据共享数据的时效性及时清理共享过期的数据。
信息共享***的管理员成为***Admin，***Admin可以的创建、更改、删除组织，每个组织包括两种权限的成员：组Admin及其他成员。
所述数据摘要链的区块结构包括head、Body、Signature三部分；所述Head包括区块ID、PreHash、Hash、Num，PreHash为此区块的前一个区块的哈希值，Hash为当前区块的哈希值； Num为当前区块中数据摘要的记录条数；所述Body包含Num个数据摘要记录，所述Signature为信息共享***Admin进行的签名。
若当前区块为创世区块，PreHash为null；所述数据摘要记录包括：摘要ID、数据信息的拥有者、数据信息拥有者的所属组、数据的摘要信息、数据的Hash、时间戳、数据拥有者的签名、数据拥有者所属组的签名；所述数据拥有者所属组的签名由其对应的所属组织的Admin完成，所述***签名由信息共享***的Admin完成。
数据共享链中的区块结构包括Head、Body、Signature三部分；
所述Head包括区块ID、PreHash、Hash、Num，PreHash为此区块的前一个区块的Hash，Hash为当前区块的hash；若当前区块为创世区块，PreHash为null；Num为当前区块中数据摘要的记录条数；
所述Body包含Num个数据共享记录，共享记录包括：共享ID、数据拥有者、数据拥有者所属组、数据使用者、数据使用者所属组、数据Hash、共享数据的时效、时间戳、数据拥有者签名、数据拥有者所属组签名、***签名；
所述数据拥有者所属组的签名由其对应的所属组织的组Admin完成；
所述***签名由信息共享***Admin完成；
所述Signature为信息共享***Admin进行的签名。
一种基于区块链的信息共享方法，包括数据提供过程和数据共享过程，
数据提供过程：数据拥有者对数据进行签名并提交到信息共享***验签及审计，验签及审计通过后***进行签名并将签名之后的数据加入数据源中，同时生成数据摘要区块，并将其添加到数据摘要链中；
数据共享过程：数据使用者首先得到获取数据的公私钥对，然后在数据摘要链中查找所需要的数据，如果找到需要的数据，将摘要信息和公钥信息进行签名提交信息共享***验签，验证通过之后将数据摘要信息及数据使用者的公钥信息提交到数据拥有者，数据拥有者将请求共享的数据用接收到的公钥加密之后拷贝至数据共享池，数据使用者接到通知后用私钥获取数据共享池中对应的共享数据，
数据共享池根据数据共享信息生成数据共享区块，同时将此区块添加到数据共享链中。
数据提供过程中的验签及审计过程：先提交到组织Admin进行验签及审计，通过后组织Admin签名，然后提交到***Admin再次进行验签及审计，通过后***Admin签名；
数据共享过程中的验签过程：首先提交到数据使用者所在组的组织Admin进行验签，通过后组织Admin签名并提交给数据拥有者所在组的组织Admin，验证通过后，数据拥有者组织Admin通知数据拥有者并将数据使用者的公钥发送至数据拥有者。
信息共享***Admin创建组织并创建组织Admin；成员申请加入组织，组织Admin对申请加入的组织成员进行管理；若数据拥有者或数据使用者是组织，数据提供过程或数据共享过程中由组织Admin执行数据拥有者或数据使用者的相应职能过程。
本发明的有益效果：本发明构建了基于区块链技术的数据共享***，通过该***构建了两条区块链，可以对数据的存储过程和共享过程实现加密及追溯，利用摘要链来管理数据的存储，保证存储数据的有效性和可信度，利用共享链对数据的传递过程进行管理，数据的每一次流转的过程都被记录在共享链中，数据的提供过程和分享过程均经过完整的审批和签名，并且每一个步骤都可以得到追溯。保证跨部门信息协同一致，数据的传递双方相互能够信任。保证数据安全，数据的使用可追溯。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图2为本发明的数据摘要链结构示意图
图3为本发明的数据共享链结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进一步详细说明。
如图1，一种基于区块链的信息共享***及方法，包括组织、数据源、数据摘要链、数据共享池、数据共享链；数据摘要链和数据共享链采用的现有技术中区块链技术，本申请的发明点并不在于采用的是哪一种区块链技术，而是如何利用区块链技术解决数据共享过程不可追溯的问题。
所述组织包括Admin、组织成员；组织成员及组织可以是数据的提供者、拥有者或使用者，数据的提供者可以是数据的拥有者，数据的提供者一可以不是数据的拥有者，所述组织的创建、更改、删除等操作由信息共享***的***Admin进行操作；
所述组织的成员由其所属组的Admin进行管理。
所述数据源保存组织或组织成员的数据，数据源中的数据由数据拥有者进行加密；
所述摘要链包括数据源中数据摘要对应的摘要区块；
所述摘要链中的区块结构包括Head、Body、Signature三部分；
所述Head包括区块ID、PreHash、Hash、Num，PreHash为此区块的前一个区块的哈希值，Hash为当前区块的哈希值；若当前区块为创世区块，PreHash为null；Num为当前区块中数据摘要的记录条数；
所述Body包含Num个数据摘要记录，摘要记录包括：摘要ID、数据信息的拥有者、数据信息拥有者的所属组、数据的摘要信息、数据的Hash、时间戳、数据拥有者的签名、数据拥有者所属组的签名；
所述数据拥有者所属组的签名由其对应的所属组的Admin完成；
所述***签名由信息共享***Admin完成；
所述Signature为信息共享***Admin进行的签名。
所述数据共享池包括组织或组织成员用于共享的加密数据；
所述数据共享池依据共享数据的时效性及时清理共享过期的数据。
所述数据共享链包括记录数据共享池中数据提供者、使用者、数据共享时效等特性的区块。
所述共享链中的区块结构包括Head、Body、Signature三部分；
所述Head包括区块ID、PreHash、Hash、Num，PreHash为此区块的前一个区块的哈希值，Hash为当前区块的哈希值；若当前区块为创世区块，PreHash为null；Num为当前区块中数据摘要的记录条数；
所述Body包含Num个数据共享记录，共享记录包括：共享ID、数据拥有者、数据拥有者所属组、数据使用者、数据使用者所属组、数据Hash、共享数据的时效、时间戳、数据拥有者签名、数据拥有者所属组签名、***签名等。
所述数据拥有者所属组的签名由其对应的所属组的Admin完成；
所述***签名由信息共享***Admin完成；
所述Signature为信息共享***Admin进行的签名。
基于区块链的信息共享及方法，该方法依托上述信息共享***来实现，具体包含以下步骤：
（1）信息共享***Admin创建组织；
（2）成员申请加入组织，组织Admin对申请加入的组织成员进行管理；
（3）若成员需要提供数据，成员将签名之后的数据提交至所在组织的Admin进行验签、审计；若审计通过，Admin代表组织对成员的数据进行签名，并将签名之后的数据提交至***Admin。***Admin对组织提交的数据进行验签、审计，若审计通过，对数据进行签名，将签名之后的数据加入数据源中，同时生成数据摘要区块，并将其添加到数据摘要链中
（4）若组织需要提供数据，组织提交数据由组织的Admin进行。首先Admin先对自己提交的数据进行审计，之后对数据进行签名，最后将其提交至***Admin。***Admin对组织提交的数据进行审计，若审计通过，将其加入数据源中，同时生成数据摘要区块，并将其添加到数据摘要链中。
（5）如果组织中的某一成员需要某一数据，首先生成获取数据的公私钥对，之后从数据摘要链中查找所需要的数据，如果查到自己需要的数据，将其数据对应的拥有者、拥有者所属组、数据hash、获取数据的公钥等信息进行签名之后提交给自己所在组的Admin。
Admin依据成员提交的信息，先验签，验证通过之后，找到共享数据提供者所在的组，将其数据对应的拥有者、数据hash、数据使用者的公钥等信息进行签名，之后提交签名信息给数据提供者所在组的Admin，数据提供者所在组的Admin首先验证签名，之后根据接收到的信息，通知数据拥有者并将数据使用者的公钥发送至数据拥有者。数据拥有者将请求共享的数据用接收到的公钥加密之后拷贝至数据共享池。若数据拥有者是组织，则由该组织的Admin完成。数据拷贝完成之后，通知所在组的Admin，数据拥有者所在组的Admin再通知数据使用者的Admin，数据使用者所在组的Admin通知数据使用者。数据使用者接收到通知之后，就可以用私钥获取数据共享池中对应的共享数据。
（6）如果组织需要某一数据，由Admin代表组织完成。首先生成获取数据的公私钥对，之后Admin从数据摘要链中查找所需要的数据，如果查到自己需要的数据，将其数据对应的拥有者、拥有者所属组、数据hash、获取数据的公钥等信息进行签名之后提交给数据提供者所在组的Admin，数据提供者所在组的Admin首先验证签名，之后根据接收到的信息，通知数据拥有者并将数据使用者的公钥发生至数据拥有者。数据拥有者将请求共享的数据用接收到的公钥加密之后拷贝至数据共享池。若数据拥有者是组织，则由该组织的Admin完成。数据拷贝完成之后，通知所在组的Admin。数据拥有者所在组的Admin再通知使用数据的组织Admin。Admin通知其所在组的成员，并将数据共享私钥通过加密方式发送至本组成员。成员依据所在组Admin分发的私钥就可以从共享池中获取对应的数据。
（7）数据共享池根据数据共享信息生成数据共享区块，同时将此区块添加到数据共享链中。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于区块链的信息共享***，其特征在于包括：组织、数据源、数据摘要链、数据共享池和数据共享链；组织或其成员可以向数据源提供数据，提供数据的过程形成一个区块结构添加到数据摘要链中；组织或其成员可以从数据共享池获取数据，获取数据的过程形成区块结构添加到数据共享链中；
数据提供过程：数据拥有者对数据进行签名并提交到信息共享***验签及审计，验签及审计通过后***进行签名并将签名之后的数据加入数据源中，同时生成数据摘要区块，并将其添加到数据摘要链中；
数据共享过程：数据使用者首先得到获取数据的公私钥对，然后在数据摘要链中查找所需要的数据，如果找到需要的数据，将摘要信息和公钥信息进行签名提交信息共享***验签，验证通过之后将数据摘要信息及数据使用者的公钥信息提交到数据拥有者，数据拥有者将请求共享的数据用接收到的公钥加密之后拷贝至数据共享池，数据使用者接到通知后用私钥获取数据共享池中对应的共享数据，
数据共享池根据数据共享信息生成数据共享区块，同时将此区块添加到数据共享链中；
数据提供过程中的验签及审计过程：先提交到组织Admin进行验签及审计，通过后组织Admin签名，然后提交到***Admin再次进行验签及审计，通过后***Admin签名；
数据共享过程中的验签过程：首先提交到数据使用者所在组的组织Admin进行验签，通过后组织Admin签名并提交给数据拥有者所在组的组织Admin，验证通过后，数据拥有者组织Admin通知数据拥有者并将数据使用者的公钥发送至数据拥有者。
2.根据权利要求1所述基于区块链的信息共享***，其特征在于:数据源保存所有组织或成员的数据，数据源中的数据由数据拥有者进行加密。
3.根据权利要求1所述基于区块链的信息共享***，其特征在于:数据共享池包括组织或组织成员用于共享的加密数据，数据共享池依据共享数据的时效性及时清理共享过期的数据。
4.根据权利要求1所述基于区块链的信息共享***，其特征在于：信息共享***的管理员成为***Admin，***Admin可以的创建、更改、删除组织，每个组织包括两种权限的成员：组Admin及其他成员。
5.根据权利要求1所述基于区块链的信息共享***，其特征在于：所述数据摘要链的区块结构包括head、Body、Signature三部分；所述Head包括区块ID、PreHash、Hash、Num，PreHash为此区块的前一个区块的哈希值，Hash为当前区块的哈希值；Num为当前区块中数据摘要的记录条数；所述Body包含Num个数据摘要记录，所述Signature为信息共享***Admin进行的签名。
6.根据权利要求5所述基于区块链的信息共享***，其特征在于:若当前区块为创世区块，PreHash为null；所述数据摘要记录包括：摘要ID、数据信息的拥有者、数据信息拥有者的所属组、数据的摘要信息、数据的Hash、时间戳、数据拥有者的签名、数据拥有者所属组的签名；所述数据拥有者所属组的签名由其对应的所属组织的Admin完成，所述Signature签名由信息共享***的Admin完成。
7.根据权利要求1所述基于区块链的信息共享***，其特征在于:数据共享链中的区块结构包括Head、Body、Signature三部分；
所述Head包括区块ID、PreHash、Hash、Num，PreHash为此区块的前一个区块的Hash，Hash为当前区块的hash；若当前区块为创世区块，PreHash为null；Num为当前区块中数据摘要的记录条数；
所述Body包含Num个数据共享记录，共享记录包括：共享ID、数据拥有者、数据拥有者所属组、数据使用者、数据使用者所属组、数据Hash、共享数据的时效、时间戳、数据拥有者签名、数据拥有者所属组签名、***签名；
所述数据拥有者所属组的签名由其对应的所属组织的组Admin完成；
所述***签名由信息共享***Admin完成；
所述Signature为信息共享***Admin进行的签名。
8.根据权利要求1所述基于区块链的信息共享***，其特征在于：信息共享***Admin创建组织并创建组织Admin；成员申请加入组织，组织Admin对申请加入的组织成员进行管理；若数据拥有者或数据使用者是组织，数据提供过程或数据共享过程中由组织Admin执行数据拥有者或数据使用者的相应职能过程。
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