基于区块链的海洋科考数据共享平台及数据处理方法与流程

本发明涉及海洋调查，特别涉及基于区块链的海洋科考数据共享平台及数据处理方法。

背景技术：

1、在我国，海洋调查相比其他行业规模较小，资源、信息相对单一和分散，逻辑上易于整合管理。但多年来，国内海洋调查和监测数据一直无法有效整合，形成相对统一化、模块化的管理体系和系统。各类海洋调查设备在海上实时获取的数据信息无法及时共享、交互，去向多为各家调查单位自身，且大多在船舶航次任务结束后才被整理使用，时间上有严重的滞后性，成为彼此隔离的“数据孤岛”。而且，因各家单位处理调查数据的方式不同，导致调查数据本身大都信息不明、类别不清、无法按统一、合理的标准分级分类。从行业宏观视角来看，海洋科考数据和资源信息传输难、共享难、集成难，管理、应用、共享和服务都散乱无章，传输窒滞，用途单一，使用率低，处理简陋，各区域、组织、机构间的数据壁垒现象严重。这在很大程度上制约了海洋科考数据和资源的利用效率，荒废了海洋调查一线作业冒巨大风险辛苦获取的果实，进而制约着海洋调查行业成果转化和长期发展。在此前提下，海洋调查行业相关数据和资源信息的处理，实时传输、整合、交互、共享与合理分配成为亟待解决的问题。

2、哈希算法适用于海洋科考数据加密处理，其中又以sha-256算法最为成熟和通用。该算法具有不可逆、均匀、抗篡改等优点，能在一定程度上保障海洋科考数据加密传输的机密性、完整性和效率。但是，该算法中存在输出值长度相同导致的输出值冲突，生成哈希值长度固定，由单节点进行整体签名，代码实现漏洞，二阶差分输出序列有随机性等技术缺陷，易受到生日攻击、差分攻击，存在数据泄密、失真的风险。因此，需要针对海洋科考数据加密处理的特点和需求对sha256算法进行适应性改进和创新。海洋科考数据加密处理的核心需求主要有以下几点：

3、1.准确：海洋科考数据在传输和存储过程中不能被篡改或部分丢失。

4、2.可靠：确保海洋科考数据来源和质量可信，经得起验证和审计。

5、3.确保海洋科考数据的部分信息不被未经许可的第三方单位获取或泄露。

6、4.可用：确保被许可的单位可以正常访问和使用海洋科考数据。

7、5.快捷：确保一线、一手的海洋科考数据能得到快速加密处理、打包、上链，实现多方分享。

8、基于上述技术问题，本发明提出改进的技术方案。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于区块链的海洋科考数据共享平台及数据处理方法，实现了海洋调查行业相关数据和资源信息的处理，实时传输、整合、交互、共享与合理分配。

2、根据本公开的一方面，提供了一种海洋科考数据处理方法，所述方法包括：

3、获取海洋调查设备采集的海洋科考数据；所述海洋调查设备设置于陆地或调查船舶上；

4、其中，所述海洋科考数据包括但不限于：经度数据，纬度数据，海水压力数据，叶绿素浓度数据以及海水的温度、盐度、溶解氧浓度、营养盐浓度；

5、通过改进的哈希算法对所述海洋科考数据处理，包括：

6、根据所述海洋科考数据的类型和大小确定数据的哈希值长度：如果数据是文本类型，则哈希值长度在32位至256位之间，如果数据是数值类型，则哈希值长度在16位至64位之间；

7、根据数据及数据对应的哈希长度通过哈希算法得到哈希值；

8、将所述哈希值进行运算得到新的哈希值包括：如果所述哈希值长度是偶数，则将哈希值分成等长的两部分，将所述两部分进行异或运算得到新的哈希值，如果所述哈希值长度是奇数，则将哈希值分成等长的两部分，第一部分比第二部分多一位，将第一部分的最后一位进行复制后添加至第二部分的最后，对第一部分和第二部分进行异或运算得到新的哈希值；

9、所述新的哈希值即为海洋科考数据的处理结果。

10、在一种可能的实现方式中，所述方法包括：

11、获取海洋调查设备采集的海洋科考数据；

12、其中，所述海洋科考数据包括：经度数据，纬度数据，海水压力数据，叶绿素浓度数据以及海水的温度、盐度、溶解氧浓度、营养盐浓度；

13、对海洋科考数据进行多重签名，包括：

14、根据处理节点的数量将海洋科考数据分成多个片段数据；

15、将所述片段数据存储至片段数据列表中；

16、处理节点通过哈希算法对片段数据进行哈希运算得到对应的哈希值；

17、根据该节点的私钥对所述哈希值进行加密得到一个数字签名；

18、将所述哈希值和对应的所述数字签名构成的元组添加到列表中，将列表中的所有哈希值和对应的数字签名分别合并成一个字符串，通过哈希算法对合成的字符串进行哈希运算，得到哈希值，使用所有处理节点的私钥组合对合成字符串的哈希值进行哈希运算，得到多重签名的结果。

19、根据本公开的一方面，提供了基于区块链的海洋科考数据共享平台，所述平台应用所述的海洋科考数据处理方法，所述平台包括：由多个海洋调查单位组成的联盟链；其中，所述联盟链上的节点为所述多个海洋调查单位的服务器；所述节点包括超级节点，共识节点，存储节点，参与节点；其中，超级节点具备验证权限，共识节点具备数据交易权限，存储节点具备数据存储和交易权限，超级节点，共识节点，存储节点以上节点和参与节点均具备数据获取权限；

20、海洋调查单位的服务器通过卫星通信获取经过处理后的海洋调查设备采集的海洋科考数据；海洋科考数据的权属节点对数据进行多重签名处理；

21、海洋科考数据的权属节点向所述联盟链中的共识节点广播海洋科考数据的描述信息；

22、各个共识节点通过投票的方式竞争确定具备海洋科考数据的存储权限的存储节点；

23、存储节点向数据的权属节点发布存储请求信息，数据的权属节点接收到存储请求信息后，将海洋科考数据发送给数据存储节点；

24、存储节点将数据的描述信息添加自身的地址信息后作为区块数据发布到所述联盟链上，生成新区快，打上时间戳后链接至联盟链的尾部；

25、所述超级节点对上链的区块数据进行验证，验证通过后所述超级节点与各共识节点分别记账，数据存储成功。

26、在一种可能的实现方式中，所述联盟链中的数据请求节点检索所述联盟链中的海洋科考数据的描述信息；根据所述描述信息中的数据存储节点的地址，向所述数据存储节点发送数据交易请求信息，数据请求节点的身份信息；

27、数据存储节点接收到数据交易请求信息后向数据请求节点发送交易鉴权请求信息；

28、数据请求节点对所述交易鉴权请求信息确认后向所述数据存储节点发送交易鉴权确认信息；

29、数据存储节点接收到交易鉴权确认信息后，将加密处理后的海洋科考数据发送给数据请求节点；

30、数据请求节点根据自身的私钥对接收到的海洋数据进行解密，获得海洋科考数据；

31、数据请求节点对解密后的海洋科考数据进行格式校验，如果校验正确，则数据请求节点将交易确认信息发送给数据存储节点，数据存储节点接收到确认信息后将反馈信息发送给数据请求节点；

32、数据存储节点将本次交易记录作为区块数据发布到联盟链上，并在区块数据上打上时间戳，超级节点对此次交易进行验证通过之后，超级节点和各共识节点进行记账，广播此次交易结束。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

34、本公开实施例的海洋科考数据处理方法中，所述哈希算法生成的哈希值长度可变，能根据海洋科考数据类型和大小，动态调整哈希值的长度，从而提高哈希值的信息密度和抗碰撞能力。所述新的哈希值可以用于海洋科考数据的验证和比对。例如，可以通过比对原始数据的哈希值和处理后的哈希值，来验证数据的完整性和一致性。

35、本公开一实施例的一种海洋科考数据处理方法中，把海洋科考数据分成多片段，每个片段由不同的节点进行哈希和签名，然后把所有的哈希值和签名，合并成一个最终的哈希值和签名，从而提高数据的可用性和安全性。所述多重签名的结果可以用于数据的安全传输。所述多重签名的结果可以用于数据的验证和比对。例如，可以通过比对原始数据和处理后的多重签名，来验证数据的完整性和一致性。

36、本公开实施例的基于区块链的海洋科考数据共享平台可以实现海洋科考数据的安全共享和高效管理。例如，可以通过区块链技术，实现数据的去中心化存储，提高数据的安全性和可靠性。采用去中心化系统架构与算法打造海洋调查大数据库和交易平台，为海洋科考数据的存储、传输、交互、共享提供坚实的保障。联盟链作为一种区块链的局域化变种，可以以其去中心化、透明公开的特征为海洋调查行业参与者提供一种安全、高效且可控的方式来进行合作和数据交换，从基础逻辑上解决海洋调查行业数据孤岛化问题，实现海洋科考数据的自主存储、发布、搜索、交互，交易过程安全可控、实现全面监管，打造海洋调查大数据库并安全存储、共享与交易平台，从而推动海洋调查领域的数字化转型和创新发展，整合统一化、模块化的海洋调查管理体系。