[发明专利]一种区块链数据安全存储框架及方法

说明书

本发明公开了数据安全存储技术领域的一种区块链数据安全存储框架及方法，该方法旨解决智能电网边缘数据存储的安全问题，对所述区块链系统中的节点重叠分组，其中每个节点组内分为执行节点组和普通节点组，执行节点负责接收数据、处理数据以、打包数据以及存储数据，普通节点负责接收数据、验证数据、存储数据以及作为后备执行节点。执行节点组内使用Raft共识算法达成各节点间的消息队列共享，执行节点出现故障后，由普通节点竞选为新的执行节点。本发明利用区块链本身的不可篡改性来提高智能电网边缘数据存储的安全性，利用多链式的结构来降低区块链对存储资源的需求，利用动态Raft算法，降低了节点共识时间，提高了数据存储的效率。

技术领域

本发明涉及一种基于Raft算法的多链式的区块链数据安全存储方法，属于数据安全存储技术领域。

背景技术

边缘计算是一种分布式结构，用于物联网中，它可将潜在的数十亿传感器，摄像机，工业机器，显示器，智能手机和其他的智能通信设备集成到数据中心，并在弹性和虚拟化环境下对数据进行处理并以实现端到端制造生命周期的自动化。边缘计算可以看作分散式网络的成员，为终端提供设备计算，存储和网络服务。边缘计算内置嵌入式芯片数据存储本身不会自带加密机制，导致存储数据很容易泄露及篡改。

智能电网系统中，数据的安全可靠性是保证系统稳定正常运行的基础，在当今互联网技术发达的时代，网络攻击的危害性也越来越大，不安全的存储方法很容易造成电网关键数据被篡改，而在边缘计算层中，大量数据集中汇聚在一起，一旦被篡改会严重影响系统进一步决策，造成严重后果。所以需要一个安全可靠的存储方法，用来保证底层传感器上传的数据在存入边缘设备中后不会丢失、被篡改等。

发明内容

为了克服现有技术的不足，解决边缘计算层数据存储的安全问题，本发明提供了一种区块链数据安全存储框架及方法，提高了边缘层数据存储过程中以及存储后的数据安全性，提高对网络攻击的抗性能力。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种区块链数据安全存储框架，所述框架包括：感知层，用于采集电网状态数据；所述感知层包括多个数据采集器，每个数据采集器作为区块链系统中的客户端；所述客户端间可通过有线或无线通信通道相互通信；边缘层，用于接收并存储电网状态数据；所述边缘层包括多个边缘节点，作为区块链的载体，其中的每个边缘节点作为区块链网络中的区块链节点，区块链节点在所述的不同节点组中分为执行节点组和普通节点组；云层，用于查询并分析数据。

进一步的，所述客户端包括RAM、计算硬件、数据采集设备、信号发送器、信号接收器以及数据处理装置；所述客户端拥有唯一的地址标识，所述客户端可以支持公钥和私钥的生成。

第二方面，本发明提供了一种区块链数据安全存储方法，基于上述的区块链数据安全存储框架，所述数据安全存储方法包括以下步骤：

客户端向执行节点组提交存储请求消息，执行节点组接收到存储请求后，验证请求端身份信息，确认其权限后主执行节点将接收到的消息加入队列排序；

主执行节点消息队列中消息数量达到阈值后，主执行节点将队列中消息打包成区块并暂存在本地日志中，同时发送区块更新请求给其余普通节点；

普通节点接收到请求后，判断数据是否与本地区块链冲突，并将区块暂存在本地日志中，若接收到的数据与本地区块链不冲突，返回确认信息给主执行节点；

主执行节点接收到超过半数的确认信息后，将本地日志中待上链区块写入本地区块链中，并向普通节点发送确认信息，普通节点接收到主节点的确认信息后将本地日志中的待上链区块写入本地区块链中。

进一步的，所述主执行节点将队列中消息打包成区块并暂存在本地日志中的过程中，取消生成区块的难度值，但不取消随机数。