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防篡改的粮库数据安全存储系统及方法

阅读:1发布:2022-09-15

专利汇可以提供防篡改的粮库数据安全存储系统及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种防篡改的粮库数据安全存储系统,包括相互通信的 基础 服务模 块 、元数据保护模块、状态监控模块、数据存储模块;所述基础服务模块,用于处理用户数据上传与 访问 请求 ,根据待存储的数据生成文件及 摘要 ;所述元数据保护模块,用于管理待存储数据对应的元数据;所述数据存储模块,用于存储数据对应的文件;所述状态监控模块,用于采集数据存储模块与元数据保护模块的运行状态信息,以及 监控系统 的运行状态。还公开了一种防篡改的粮库数据安全存储方法,包括上传粮情数据的方法和访问粮情数据的方法。本发明提出了一种基于联盟 区块链 的粮库数据存储方案,保证数据不会被篡改,提高了粮库数据存储的安全性以及粮库间的数据流通性。,下面是防篡改的粮库数据安全存储系统及方法专利的具体信息内容。

1.一种防篡改的粮库数据安全存储系统,其特征在于,包括相互通信的基础服务模、元数据保护模块、状态监控模块、数据存储模块;
所述基础服务模块,用于处理用户数据上传与访问请求,根据待存储的数据生成文件及摘要
所述元数据保护模块,用于管理待存储数据对应的元数据;
所述数据存储模块,用于存储数据对应的文件;
所述状态监控模块,用于采集数据存储模块与元数据保护模块的运行状态信息,以及监控系统的运行状态。
2.根据权利要求1所述的防篡改的粮库数据安全存储系统,其特征在于,所述元数据保护模块由多个区块链节点组成,每个粮库运行一个区块链节点,组成联盟区块链网络。
3.根据权利要求1所述的防篡改的粮库数据安全存储系统,其特征在于,所述数据存储模块为分布式文件系统。
4.根据权利要求1所述的防篡改的粮库数据安全存储系统,其特征在于,所述状态监控模块包括相互连接的前端显示单元、数据采集单元、报警单元,数据采集单元的输入端与数据存储模块、元数据保护模块相互连接。
5.基于权利要求1所述防篡改的粮库数据安全存储系统的安全存储方法,其特征在于,包括上传粮情数据的方法、访问粮情数据的方法:
(1)上传粮情数据的方法包括以下步骤:
S101:用户将上传请求发送到所述基础服务模块;
S102:所述基础服务模块根据收到的数据生成文件和摘要;
S103:将步骤S102生成的文件存储在所述数据存储模块中,获得文件地址;
S104:所述基础服务模块发起区块链交易将步骤S102得到的元数据存储到区块链网络中;
S105:区块链网络对交易达成共识,粮情数据上传完成;
(2)访问粮情数据的方法包括以下步骤:
S201:用户构造数据访问交易,并使用椭圆曲线数据签名算法签名交易;
S202:所述元数据保护模块验证交易是否合法并将交易打包广播到全网;
S203:若交易合法,则所述基础服务模块可以获得元数据,根据元数据从数据存储模块获取到想访问的数据文件,并计算摘要digest1=Hash(m);若交易不合法,则无法访问粮情数据;
S204:计算元数据中的摘要值为digest2,比较digest1与digest2是否相同,若相同则说明数据是完整的,最后将数据发送给用户。

说明书全文

防篡改的粮库数据安全存储系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及粮库数据领域,特别是涉及一种防篡改的粮库数据安全存储系统及方法。

背景技术

[0002] 在传统的粮库数据存储方案中,测控传感器检测到粮库温湿度、气体浓度、料位等数据以及粮库管理员录入粮食入库信息后,将这些数据存入搭建在本地或服务器的关系型数据库中。粮库管理员、数据库管理员以及云服务提供者均可以不同程度地控制数据,包括添加、修改、删除等操作。
[0003] 传统的粮库数据存储方案中,数据库管理员拥有对数据库完全的操作权限,因此有能对粮食入库信息和测控结果数据进行恶意篡改,导致国家粮食和物资储备局获得的信息不可靠。在粮库管理系统设计存在漏洞的情况下,甚至粮库管理员也可以篡改录入的粮食信息,造成数据可信度低。
[0004] 另外,传统的粮库数据存储方案中,各个粮库之间相互独立,云服务器将各个粮库的数据汇总交由国家粮食和物资储备局查看与分析。数据在粮库间的互通性差,不利于粮库间的交流与合作。
[0005] 可见,现有粮库数据存储方案中,数据安全性较低且粮库间数据流通性较差。因此亟需提供一种新型的粮库数据安全存储系统及方法来解决上述问题。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种防篡改的粮库数据安全存储系统及方法,能够保证数据不会被篡改,提高数据在粮库间的流通性。
[0007] 为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种防篡改的粮库数据安全存储系统,包括相互通信的基础服务模、元数据保护模块、状态监控模块、数据存储模块;
[0008] 所述基础服务模块,用于处理用户数据上传与访问请求,根据待存储的数据生成文件及摘要
[0009] 所述元数据保护模块,用于管理待存储数据对应的元数据;
[0010] 所述数据存储模块,用于存储数据对应的文件;
[0011] 所述状态监控模块,用于采集数据存储模块与元数据保护模块的运行状态信息,以及监控系统的运行状态。
[0012] 在本发明一个较佳实施例中,所述元数据保护模块由多个区块链节点组成,每个粮库运行一个区块链节点,组成联盟区块链网络。
[0013] 在本发明一个较佳实施例中,所述数据存储模块为分布式文件系统。
[0014] 在本发明一个较佳实施例中,所述状态监控模块包括相互连接的前端显示单元、数据采集单元、报警单元,数据采集单元的输入端与数据存储模块、元数据保护模块相互连接。
[0015] 为解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案是:提供一种防篡改的粮库数据安全存储方法,包括上传粮情数据的方法、访问粮情数据的方法:
[0016] (1)上传粮情数据的方法包括以下步骤:
[0017] S101:用户将上传请求发送到所述基础服务模块;
[0018] S102:所述基础服务模块根据收到的数据生成文件和摘要;
[0019] S103:将步骤S102生成的文件存储在所述数据存储模块中,获得文件地址;
[0020] S104:所述基础服务模块发起区块链交易将步骤S102得到的元数据存储到区块链网络中;
[0021] S105:区块链网络对交易达成共识,粮情数据上传完成;
[0022] (2)访问粮情数据的方法包括以下步骤:
[0023] S201:用户构造数据访问交易,并使用椭圆曲线数据签名算法签名交易;
[0024] S202:所述元数据保护模块验证交易是否合法并将交易打包广播到全网;
[0025] S203:若交易合法,则所述基础服务模块可以获得元数据,根据元数据从数据存储模块获取到想访问的数据文件,并计算摘要digest1=Hash(m);若交易不合法,则无法访问粮情数据;
[0026] S204:计算元数据中的摘要值为digest2,比较digest1与digest2是否相同,若相同则说明数据是完整的,最后将数据发送给用户。
[0027] 本发明的有益效果是:
[0028] (1)本发明提出了一种基于联盟区块链的粮库数据存储方案,不仅保证数据不会被篡改,而且提高了粮库数据存储的安全性以及粮库间的数据流通性;
[0029] (2)所述粮库数据安全存储系统将联盟区块链与分布式文件系统相结合,通过每个粮库运行一个区块链节点,组成联盟区块链网络,建立粮库间联盟关系,实现数据在节点间流通,并且每个节点中存储有一份完整的元数据,通过共识算法保证数据不可被篡改;所述状态监控模块周期性获取系统运行状态信息,系统运行异常时及时进行报警,进一步提高了系统的安全存储性能;
[0030] (3)所述粮库数据安全存储方法通过区块链内部署的智能合约及发起区块链交易,实现粮情数据的上传,当需要访问粮情数据时,通过构造数据访问交易并加密,验证交易合法后,用户需要从元数据保护模块中获取到文件存储位置信息,再由该信息从分布式文件系统中查询到数据,最后根据元数据中的摘要与获得到的数据的摘要对比,验证数据是否被篡改。附图说明
[0031] 图1是本发明所述防篡改的粮库数据安全存储系统的结构示意图;
[0032] 图2是所述状态监控模块的结构框图
[0033] 图3是所述防篡改的粮库数据安全存储方法中上传粮情数据方法的流程图
[0034] 图4是所述防篡改的粮库数据安全存储方法中访问粮情数据方法的流程图。

具体实施方式

[0035] 下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0036] 请参阅图1,本发明实施例包括:
[0037] 一种防篡改的粮库数据安全存储系统,包括相互通信的基础服务模块、元数据保护模块、状态监控模块、数据存储模块。
[0038] 所述基础服务模块,用于处理用户数据上传与访问请求,为粮库管理员、数据库管理员以及云服务提供者提供一个请求服务平台;同时根据待存储的数据生成文件及摘要。
[0039] 所述元数据保护模块,用于管理待存储数据对应的元数据,例如数据摘要及数据对应文件在文件系统中的位置等。元数据保护模块由多个区块链节点组成,节点中部署有智能合约,通过调用智能合约管理元数据。实际应用中,每个粮库运行一个区块链节点,组成联盟区块链网络,建立粮库间联盟关系,实现数据在节点间流通,并且每个节点中存储有一份完整的元数据,通过共识算法保证数据不可被篡改。
[0040] 所述数据存储模块,用于存储数据对应的文件。优选的,所述数据存储模块是一个分布式文件系统。用户需要从元数据保护模块中获取到文件存储位置信息,再由该信息从分布式文件系统中查询到数据,该过程由系统自动完成,基础服务模块通过HTTP接口从元数据保护模块获取数据,基础服务模块根据获取到的数据再通过HTTP接口与数据存储模块进行通信;最后根据元数据中的摘要与获得到的数据的摘要对比,验证数据是否被篡改。
[0041] 结合图2,所述状态监控模块包括相互连接的前端显示单元、数据采集单元、报警单元,数据采集单元的输入端与数据存储模块、元数据保护模块相互连接。数据采集单元周期性地从数据存储模块及元数据保护模块中获取运行状态信息,运行异常时通过报警单元向管理员发送报警邮件,管理员也可以通过前端显示单元直观查看系统状态,进一步提高了系统的安全存储性能。
[0042] 利用所述粮库数据安全存储系统进行粮库数据安全存储的方法,包括上传粮情数据的方法、访问粮情数据的方法,下面分别进行具体描述:
[0043] (1)上传粮情数据的方法,包括以下步骤:
[0044] S101:用户将上传请求发送到所述基础服务模块;本实施例中,用户指各个粮库管理员;
[0045] S102:所述基础服务模块根据收到的数据生成文件m和摘要,并计算数据摘要值digest=Hash(m),该计算过程可采用SHA-256算法完成;
[0046] S103:将步骤S102生成的文件存储在所述数据存储模块中,获得文件地址;
[0047] S104:所述基础服务模块发起区块链交易并调用智能合约,将步骤S102得到的元数据包括数据摘要、文件地址等信息存储到区块链网络中;
[0048] S105:区块链网络对交易达成共识,粮情数据上传完成;
[0049] (2)访问粮情数据的方法,包括以下步骤:
[0050] S201:用户构造数据访问交易,并使用椭圆曲线数据签名算法签名交易;本实施例中,所述用户指各个粮库管理员以及国家粮食和物资储备局;所述元数据保护模块可以采用以太坊区块链来构建,用户根据以太坊提供的接口文档构造以太坊区块链交易数据;
[0051] S202:所述元数据保护模块验证交易是否合法,并将交易打包广播到全网;
[0052] S203:若交易合法,则所述基础服务模块可以获得元数据,根据元数据从数据存储模块获取到想访问的数据文件,并计算摘要digest1=Hash(m);若交易不合法,则无法访问粮情数据;
[0053] S204:计算元数据中的摘要值为digest2,比较digest1与digest2是否相同,若相同则说明数据是完整的,最后将数据发送给用户;若不相同,则将问题反应给系统管理员,系统管理员查询区块链交易记录定位问题产生的原因。
[0054] 本发明提出了一种基于联盟区块链的粮库数据存储方案,不仅能够保证数据不会被篡改,而且提高了粮库数据存储的安全性以及粮库间的数据流通性。
[0055] 以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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