一种适应厂网协调业务系统的区块链链式模型的链上存储数据方法与流程

【】本发明涉及电力工程，尤其涉及一种适应厂网协调业务系统的区块链链式模型的链上存储数据方法。

背景技术

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背景技术：

1、在现代电力业务系统中，数据的存储与交互是至关重要的环节。传统的数据存储与交互方法往往面临着一些问题，例如数据分散存储导致信息孤岛、数据安全性不足、数据共享不便等。此外，电力业务系统往往需要高并发处理，而传统的中心化数据存储与交互方法可能无法满足高并发需求。

2、为了解决这些问题，区块链技术逐渐受到关注。区块链是一种去中心化的分布式账本技术，通过链式链接的区块来存储交易数据，并通过共识算法保证数据的一致性和安全性。由于区块链具有去中心化、不可篡改和高度安全等特点，因此被认为是适合电力业务系统的数据存储与交互技术。

3、然而，目前区块链的存储空间有限，不能满足所有链外数据存储在链上的要求。一般情况下，将部分关键数据和计算结果存储在链上，非关键数据和数据计算放在链外，从而降低链上数据存储量。智能合约和链外数据交互过程中的安全与智能合约的快速发展关系密切，因为智能合约需要访问跨链数据和链外数据。智能合约与链外数据交互过程中的安全主要涉及链外数据的可信性、不可否认性等安全属性。公有链上的数据存储存在着一些问题，例如数据隐私性无法保障，交易速度较慢等。为了解决这些问题，联盟链作为一种更合适的选择出现了。联盟链是一种半中心化的区块链网络，只有特定成员可以参与其中，从而保障了数据隐私性和交易速度。联盟链结合了区块链的优势，并在电力业务系统中得到了广泛应用。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明的目的在于提供一种适应厂网协调业务系统的区块链链式模型的链上存储数据方法，能够解决传统数据存储与交互方法所面临的问题，并在电力业务系统中实现了高效、安全、可靠的数据存储与交互；提出的区块链链式模型及可信服务架构能够适应电力业务系统的复杂需求，实现数据的高效共享与不可篡改性，为电力业务的安全可信服务提供了可靠的支撑体系，在电力行业的数字化转型中具有重要的应用价值。

2、本发明的技术方案：一种适应厂网协调业务系统的区块链链式模型的链上存储数据方法，参见图2，所述区块链链式模型是联盟链结构，联盟链结构中链上存储数据区块，参见图3，并且所述数据区块按照时间顺序线性链接，链上存储实际业务数据。

3、其中，所述数据区块中包括数据本身、时间戳和区块哈希值，以保证数据的完整性和可信性。

4、从链关键区块的区块体中，存储一个时间片段内(该关键区块与关键区块的时间间隔)构建完成的从链微区块的区块头，其中包括存储在微区块中的交易集合哈希值(使用交易集合构建默克尔树的根节点哈希值)、时间戳以及区块签名。关键区块的创世区块中由于没有前一时间片段内产生的微区块，故区块体为空。从链微区块中存储交易的数据结构采用键值对的形式表达，交易中包含了交易双方标识，交易类型、交易附属信息以及前驱交易哈希。

5、进一步地，所述数据区块中包含验证数据区块摘要信息的校验机制，以确保数据的全局一致性，其步骤为：

6、将基于区块链的链上链下数据一致性验证方法应用于区块链系统，所述区块链系统为应用于数据交易的区块链系统，包括授权方、数据源、描述文档源、使用方和区块链平台，所述方法包括：

7、响应对原始数据的验证请求,所述描述文档源将所述原始数据对应的描述文档发送给所述使用方；其中，所述描述文档包括数据评价信息，且所述描述文档与所述原始数据一一对应；

8、使用方对所述数据评价信息中的评价字段进行哈希处理，生成与所述评价字段对应的多个哈希值；本步骤中，使用方可根据链下的描述文档源返回的数据评价信息中的评价字段(evaluation字段)计算hash0～hash3。具体的，例如：

9、hash0：h(0，t1，1)

10、hash1：h(hash0，t2，4)

11、hash2：h(hash1，t3，3)

12、hash3：h(hash2，t4，6)

13、从所述多个哈希值中确定目标哈希值，如选取hash3作为目标哈希值。

14、使用方根据所述目标哈希值，对区块链上所述原始数据对应的元数据状态信息中的评价哈希字段进行验证，以得到所述目标哈希值与所述评价哈希字段的一致性验证结果，如：选取hash3作为目标哈希值，将hash3与链上共识节点提供的元数据状态信息中的评价哈希字段(evaluationhash字段)进行比较。

15、具体的，evaluationhash字段表示如下：evaluation:{t1,1,t2,2,t3,3,t4,6}

16、进一步，所述模型能够支持业务系统交互的高并发，通过区块链的去中心化特性，实现高效的数据交互和处理，通过灵活的区块数据索引方法，允许不同节点存储不同类型的数字资产，以满足各业务系统的不同业务特点，实现电力业务系统的分类处理，其步骤为：

17、主从多链模型中区块间的哈希锚定。在主从多链模型中，从链中的微区块用于存放交易数据，不同类型的数字资产交易存储在不同的从链，多个从链可并发构建微区块，基于此实现了数字资产的分类处理以及区块高并发；

18、当确定待打包区块中存在所述原始数据新的评价信息时，共识节点将当前的评价哈希字段、新的评价信息中包含的评价时间和评价分数进行哈希处理，得到新的评价哈希字段；

19、共识节点利用新的评价哈希字段对元数据状态信息进行更新；

20、所述共识节点利用merkle状态树对更新后的元数据状态信息进行存储。

21、进一步，所述的区块链链式模型采用基于简化拜占庭算法与pos结合的共识机制来减少资源消耗、实现快速的共识，确保数据的安全性和可信性，采用不可逆的加密算法，保证历史数据不可篡改。

22、假定某一交易表示为tx，存储该交易的区块摘要为babs(tx)，则:

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24、其中，bm(i)表示主链中的某一区块，bm表示主链所有区块。

25、进一步，所述区块链联盟链结构中的数据存储和交互过程通过智能合约技术实现，确保数据的自动化处理和合规性，可参考附图4智能合约形式化方法流程和图5智能合约形式化方法框架。

26、基于块数据同步的特性，支持节点与节点间数据的快速同步，优化通信协议，并支持跨域的数据共享，其共享逻辑如图6所示。

27、产生交互需求时,各节点根据预设的交易目标函数和约束条件以签订智能合约的方式进行交易,并根据基于诚信值的记账权共识算法竞争记账权，交易过程中由共有节点对不同区块链之间的信息进行跨链处理。

28、本发明的优越性：

29、(1)确保数据的安全性和完整性：通过链上存储数据区块并验证其摘要信息，本发明保障数据的全局一致性，避免数据被篡改或丢失，从而提高了数据的安全性和可靠性。

30、(2)支持高并发的业务系统交互：采用灵活的区块数据索引方法，不同节点可以存储不同类型的数字资产，满足各业务系统的不同需求。这样的设计有助于支持高并发的业务系统交互，提高了数据的共享效率和响应速度。

31、(3)实现电力业务系统的分类处理：本发明的区块链链式模型可以对电力业务系统的数据进行分类处理，从而满足不同业务特点的需求。这样的设计有助于提高数据处理的灵活性和准确性。

32、(4)确保数据的高效共享与不可篡改：采用联盟链结构，本发明保障了数据的高效共享，并通过区块链技术实现了数据的不可篡改性。这样的设计有助于提高数据的共享效率和可信度。

33、(5)增强数据管理与隐私保护：通过设置联盟链中的各方管理者作为联盟成员，本发明加强了数据管理机制，并采取措施保护数据的隐私，确保数据的安全性和可信性。

34、因此，本发明所设计的区块链链式模型及数据存储与交互方法具有保障数据安全、高效共享数据、满足不同业务需求等有益效果，为电力业务系统提供了可信赖的数据处理和交互平台，推动了电力行业的数字化转型和安全管理。