基于区块链的电商交易数据安全管理方法与流程

本发明一般地涉及数据加密。更具体地，本发明涉及基于区块链的电商交易数据安全管理方法。

背景技术：

1、电商交易数据包含了商户、用户、交易账户、交易金额等信息，涉及到商户以及用户隐私。电商交易数据一旦被写入区块链，几乎不可能被篡改，这有助于防范数据泄露、欺诈和其他安全威胁，提高电商平台和用户数据的保护水平。

2、但在电商交易数据传输至区块链的过程中，可能会被攻击者截获，为了确保电商交易数据的安全性以及完整性，在电商交易数据写入区块链之前，需要对电商交易数据进行加密以及防篡改验证。

3、现有的加密步骤与防篡改验证步骤独立，对电商交易数据加密以及防篡改验证至少需要两个步骤，无法在电商交易数据的加密的同时实现防篡改验证。

技术实现思路

1、为解决上述一个或多个技术问题，本发明提出基于区块链的电商交易数据安全管理方法，该方法包括以下步骤：

2、将电商交易数据编码为二进制数据，将二进制数据填充到空矩阵中，得到二值矩阵；

3、将二值矩阵分割成多个二值子矩阵；对于每个二值子矩阵，根据二值子矩阵中每个位置的元素值在电商交易数据编码成的二进制数据中对应的比特位，获取二值子矩阵中每个位置的嵌入权重；

4、根据所有二值子矩阵中所有位置的嵌入权重以及元素值确定偏向元素值；根据偏向元素值获取所有二值子矩阵的整体偏向程度；根据所有二值子矩阵的整体偏向程度、所有二值子矩阵中同一个位置的偏向元素值的比例以及偏向元素值在所有二值子矩阵中的整体比例，获取所有二值子矩阵中同一个位置的整体偏向程度；

5、设置空的权重矩阵，根据所有二值子矩阵中同一个位置的整体偏向程度以及该位置在每个二值子矩阵中的嵌入权重获取权重矩阵中对应位置的权重优选度；根据所述权重优选度为权重矩阵中每个位置分配权重值，更新权重矩阵；

6、利用分块隐藏算法，根据权重矩阵向各个二值子矩阵嵌入秘密消息，得到密文，在嵌入过程中，从多个嵌入方式中选择合适的嵌入方式进行秘密消息的嵌入；

7、基于区块链对密文进行验证存储。

8、优选的，所述获取二值子矩阵中每个位置的嵌入权重，包括：

9、获取二值子矩阵中每个位置的元素值在电商交易数据中编码成的二进制数据中对应的比特位的序号，所述序号是从二进制数据的最低比特位向最高比特位计数的，将得到的序号作为每个位置的比特序号；

10、将二值子矩阵中每个位置的比特序号与所有位置的比特序号之和的比值，作为每个位置的嵌入权重。

11、优选的，所述根据所有二值子矩阵中所有位置的嵌入权重以及元素值确定偏向元素值，包括：

12、根据每个二值子矩阵中所有位置的嵌入权重以及元素值获取每个二值子矩阵的偏向性；

13、获取偏向性大于0的二值子矩阵在所有二值子矩阵中的数量占比，若数量占比大于或等于，将元素值1作为偏向元素值；若数量占比小于，将元素值0作为偏向元素值。

14、优选的，所述偏向性满足关系式：

15、

16、

17、其中，表示第i个二值子矩阵的偏向性；i表示二值子矩阵的序号；j表示二值子矩阵中位置的序号；表示第i个二值子矩阵中第j个位置的嵌入权重；表示第i个二值子矩阵中第j个位置的元素值；f( )表示关于二值子矩阵中每个位置的元素值的函数，当元素值为1时，返回函数值1，当元素值为0时，返回函数值-1；m表示二值子矩阵的行数；n表示二值子矩阵的列数。

18、优选的，所述根据偏向元素值获取所有二值子矩阵的整体偏向程度，包括：

19、对于每个二值子矩阵，获取二值子矩阵中所有元素值为1的位置的嵌入权重之和，作为第一权重，以及二值子矩阵中所有元素值为0的位置的嵌入权重之和，作为第二权重；

20、当偏向元素值为1时，对于每个偏向性大于0的二值子矩阵，将二值子矩阵的第一权重与第二权重的比值减一，作为二值子矩阵的偏向程度，将所有偏向性大于0的二值子矩阵的偏向程度的均值作为所有二值子矩阵的整体偏向程度；

21、当偏向元素值为0时，对于每个偏向性小于0的二值子矩阵，将二值子矩阵的第二权重与第一权重的比值减一，作为二值子矩阵的偏向程度，将所有偏向性小于0的二值子矩阵的偏向程度的均值作为所有二值子矩阵的整体偏向程度。

22、优选的，所述所有二值子矩阵中同一个位置的整体偏向程度满足关系式：

23、

24、式中，表示所有二值子矩阵中第j个位置的整体偏向程度；j表示二值子矩阵中位置的序号；表示所有二值子矩阵的整体偏向程度；表示所有二值子矩阵中第j个位置的偏向元素值的比例；p表示偏向元素值在所有二值子矩阵中的整体比例。

25、优选的，所述权重优选度满足关系式：

26、

27、其中，表示权重矩阵中第j个位置的权重优选度；表示第i个二值子矩阵中第j个位置的嵌入权重；j表示二值子矩阵中位置的序号；b表示二值子矩阵的数量；m表示二值子矩阵的行数，n表示二值子矩阵的列数；表示所有二值子矩阵中第j个位置的整体偏向程度。

28、优选的，根据所述权重优选度为权重矩阵中每个位置分配权重值，更新权重矩阵，包括：

29、权重值的取值范围为[1,-1]，在[1,-1]范围内的每个整数值作为权重矩阵中的权重值至少应该出现次，在[1,-1]范围内的前个整数作为权重矩阵中的权重值应该出现的次数为+1，其中为向下取整符号，m表示二值子矩阵的行数，n表示二值子矩阵的列数；

30、将所有权重值按照从小到大的顺序构建权重序列，权重序列中每种权重值的出现次数与每种权重值在权重矩阵中应该出现的次数相同；

31、按照权重矩阵中每个位置的权重优选度从大到小的顺序，将权重序列中的每个元素依次分配给权重矩阵中每个位置，实现权重矩阵的更新。

32、优选的，所述从多个嵌入方式中选择合适的嵌入方式进行秘密消息的嵌入，包括：

33、获取每种嵌入方式的优选度：

34、

35、其中，表示第k种嵌入方式的优选度，k表示嵌入方式的序号；表示第k种嵌入方式第s个需要改变的位置的嵌入权重，s表示嵌入方式中需要改变的位置的序号；表示第k种嵌入方式中需要改变的位置的数量；

36、将优选度最大的嵌入方式作为合适的嵌入方式。

37、优选的，所述所有二值子矩阵中同一个位置的偏向元素值的比例的获取方法为：

38、对于所有二值子矩阵中同一个位置，获取该位置的元素值为偏向元素值的二值子矩阵的数量，将该数量与所有二值子矩阵的数量的比值，作为所有二值子矩阵中该位置的偏向元素值的比例。

39、本发明具有以下有益效果：

40、本发明通过向电商交易数据转换成的二值矩阵的每个二值子矩阵嵌入秘密消息，既实现了电商交易数据的加密，又同时实现了电商交易数据的防篡改验证，本发明相较于现有的算法提高了电商交易数据的安全管理效率。

41、进一步地，本发明根据二值子矩阵中每个元素在电商交易数据的数字或文字对应的二进制数据中的比特位的位置，为每个二值子矩阵中每个位置赋予嵌入权重，根据嵌入权重来获取权重矩阵，使得后续在向二值子矩阵嵌入秘密消息的时候，尽可能改变嵌入权重大的位置，使得得到的密文与原始的电商交易数据差异尽可能大，攻击者无法利用密文中的规律来猜测电商交易数据，保密性更好。

42、进一步地，本发明在向二值子矩阵嵌入秘密消息时，选择多种嵌入方式中的最优的嵌入方式进行秘密消息的嵌入，可以使得尽可能多的位置发生改变，嵌入权重尽可能大的位置发生改变，从而使得最终得到的密文与原始的电商交易数据之间的差异进一步扩大，保密性进一步加强。