技术领域
[0001] 本
发明涉及信息管理领域，提出了一种基于区块链的数据交易系统及其实现方法。
背景技术
[0002] 数据是
信息时代重要的生产要素，DT时代需要挖掘更多的数据价值，然而，对于企业、科研机构及技术开发者而言，目前的数据存储和利用存在以下两方面问题：一方面，掌握数据的集中度过高。大量数据掌握在一些互联网巨头手中，从而由这些互联网巨头们决定如何使用用户的数据，中小机构很难参与；另一方面，由于
数据挖掘过程中隐私性的问题，很多有价值的信息难以被发掘和利用。另外，对于数据拥有者而言，由于缺乏安全有效的数据交易方法，数据价值无法体现，亟需一套安全、透明、去中心化的系统及方法保护其数据所有权，同时能够将数据价值发挥到最大化。
[0003] 区块链技术是一种结合去中心化、分布式数据存储技术、点对点通信、加密
算法及共识机制等多种技术精巧结合的计算机技术。由于其具有去中心化、交易公开透明、信息不可伪造和篡改、数据安全加密、每个人均可参与等特点，非常适合当前信息化管理领域。特别是对于解决用户数据安全保护、提升数据价值、进行数据交易而言是一种更好的方法。
[0004] 但是，区块链技术仍然存在一些局限性，例如：如何保证数据交易的安全、透明，高效，减少使用区块链技术对数据交易的使用成本，降低数据块的大小；如何支持大块的用户上传数据，以上问题很难通过现有的区块链技术找到一种良好的平衡机制。另外，对于数据的定价策略需要一种更简洁、有效、可实现的计算方法。
发明内容
[0005] 本发明的目的是针对
现有技术的不足，提供一种基于区块链的数据交易系统及其实现方法。
[0006] 一种基于区块链的数据交易系统，包括
数据采集器、后台应用管理系统、基于联盟链的区块链数据存储模块、基于公链的区块链数据交易模块、用户显示端；数据采集器与后台应用管理系统进行交互，区块链存储模块将采集器获得的数据进行分布式存储，区块链数据交易模块将数据采集器与后台应用管理系统进行交互的信息和交易信息进行去中心化存储并控制交易流程，用户通过对用户显示端进行操作；各组成部分具体说明如下：数据采集器是数据获取的入口；由数据采集器采集数据后进行脱敏，脱敏后的数据再经过加密与后台应用管理系统交互后上传到区块链数据存储模块；后台应用管理系统用于对整个平台的过程进行管理与交互，确保平台的安全、高效运行；区块链数据存储模块是存储价值数据的核心；区块链数据交易模块是数据交易的核心体系；用户显示端包括手机、
平板电脑、PC端、车载电脑，用户显示端依靠区块链数据交易模块数据显示交易流程信息，依靠后台应用管理系统显示和操作用户需求与动作，从区块链存储模块内调取对应的信息，将数据进行显示，用户显示端包含数据交易总线，其功能包括对用户终端的显示数据传输调度控制、网关代理；数据交易总线的另一个重要核心功能是为区块链数据交易模块提供
智能合约设置
模版。
[0007] 一种基于区块链的数据交易系统的实现方法，包括如下步骤：
[0008] 步骤1、成员加入及认证；
[0009] 步骤2、用户价值数据进行加密并上传打包成区块；
[0010] 步骤3、通过区块传递共识信息，P2P网络传播数据，经认证后，全部
节点备份数据；
[0011] 步骤4、通过传递的数据在智能合约中计算，计算当前数据所满足的条件，自动选择触发响应结果，完成数据调整与交易，并通过各种机制来确保达到定价共识；
[0012] 步骤5、系统根据定价策略达成共识且完成了安全检验后，将新计算的Merkel Tree存储在区块链中，再通过p2p网络传播数据，触发智能合约执行条件，达成交易；
[0013] 步骤6、交易达成后交易信息上链：
[0014] 步骤7、数据接收方接收到数据后，用响应的公钥解析区块，校验节点Hash值；
[0015] 步骤8、数据购买反馈及投诉仲裁流程。
[0016] 步骤1实现如下：
[0017] 1-1.成员
申请加入，区块链数据交易模块审核确认成员身份，允许成员加入后，成员向区块链数据交易系统发送数字证书或者自产生的数字证书，作为成员的身份证书，区块链数据交易系统将此数字证书与成员真实身份对应；
[0018] 1-2.成员自己生成任意数量公私钥对，将公钥数据用身份证书的私钥进行签名，发送给区块链数据交易系统，区块链数据交易系统使用成员身份证书进行验证后，将公钥池中的公钥与成员关联，也作为成员的身份标识。
[0019] 步骤2所述的用户价值数据进行加密并上传打包成区块，其中数据存储采用如下3种方案：
[0020] ①由数据提供方来提供：由于不同数据所需要
采样粒度和保存周期是不同的，本系统允许10GB以内的空间即可存储足够有价值的数据，因此将数据直接存储在个人手机上；
[0021] ②第三方在区块链数据存储模块网络中提供存储服务节点：只要数据提供方愿意转让部分数据收益，数据提供方可以采用第三方提供的存储服务节点；数据使用者也可以是第三方存储提供者；
[0022] ③由设备提供：
物联网或其他
传感器设备。
[0023] 所述的智能合约是由一系列action组成，每个action代表一条合约条款，实现了条款中的具体规则。
[0024] 所述的定价策略是一种多用户参与的黑盒中买卖双方分别竞价策略，具体如下：
[0025] 5-1.在黑盒中根据数据接收方搜索到的由数据提供方提供的价值数据，按照数据提供方的出价从高到低排序为：
[0026] q1、q2、q3、……、qn；
[0027] 5-2.在黑盒中根据数据接收方搜索到的由数据提供方提供的价值数据，按照数据接收方的出价从高到低排序为：
[0028] p1、p2、p3、……、pn；
[0029] 5-3所有满足qi＜pi的匹配，均为可行交易，max(pj-qi)为最大差价，∑(pj-qi)可作为
手续费以外的超额收入以另一种激励形式反馈到用户；
[0030] 5-4.通过统计交易价格数据的结果，由系统公告小时均价、日均价、周均价等来为数据提供方和数据接收方出价提供建议；
[0031] 5-5.通过
区块链交易系统，完成支付过程。
[0032] 步骤6所述的交易达成后交易信息上链，具体实现如下：
[0033] 6-1.数据交易总线根据交易数据的类型选择一个预先设置好的智能合约模版；
[0034] 6-2.根据数据接收方设置数据交易参数；
[0035] 6-3.交易
请求提交到数据交易总线后会先进行一轮预处理，若交易请求合理，则自动触发生成智能合约并开始运行；否则针对不合理的交易请求，不触发智能合约；
[0036] 6-4.智能合约将根据数据交易参数来寻找合适的数据：
[0037] 如数据提供方已预定义授权规则，则根据规则自动决定是否参与；否则将发送请求到数据提供方，采用由数据接收方发送请求、由数据提供方进行确认的流程来进行决策；
[0038] 6-5.智能合约通过滤镜获得最终数据，将最终数据发送到
指定的接收网关，并同时将Token发送到数据提供方的钱包账户。
[0039] 步骤7具体实现如下：
[0040] 7-1.数据接收方
访问记录中提供的服务地址；
[0041] 7-2.数据接收方选取此次请求使用的公私钥对，构造请求并发送；
[0042] 7-3.数据提供方收到请求，提取公钥信息并验证签名，确保请求方是体系中的合法成员；
[0043] 7-4.数据提供方从己方
数据库中提取主体的表现信息，将数据使用数据接收方公钥进行加密，然后使用自己的私钥进行签名，生成响应包，发送给数据接收方；
[0044] 7-5.接收方收到响应包后，首先使用提供者公钥验证响应包签名，确认响应包为提供者所发送，然后使用自己的私钥解密记录信息获得记录原始信息，将记录原始信息进行HASH后与块链中的记录Hash相比较，验证是否为在块链中
声明的记录信息。
[0045] 步骤8具体实现如下：
[0046] 当查询方获得的数据具备以下情况时，可以对信息记录进行投诉；
[0047] ①获得的信息与描述不符；
[0048] ②获得的信息经证实为虚假信息；
[0049] ③获得的信息具有重复；
[0050] 投诉流程是向交易平台提交投诉请求，投诉请求中包含记录响应包内容、投诉原因、投诉方签名；交易系统收到投诉请求，提取记录原文进行Hash，与块链记录中的记录HASH对比，如果一致，则认为投诉有效；第三方可以对投诉进行核实，或者被多家投诉，则将该记录在块链中计入无效状态，并对数据提供方进行一定惩罚措施。
[0051] 本发明需要解决以下问题：
[0052] 1.数据获取壁垒高。
[0053] 2.数据所有权无法保障，导致数据价值难以发挥。
[0054] 3.数据交易的高效性和降低区块链技术使用成本的矛盾。
[0055] 4.缺乏简洁、有效、可实现的数据定价计算方法。
[0056] 针对上述问题，本发明利用区块链技术提供了一种数据交易系统及实现方法，包括：用户形成定价共识的操作流程与方法、价值数据流转过程与方法、公链与联盟链的交互方式、数据上传与获得的流程与方法、资金转移流程。
[0057] 本发明解决其技术问题所采用如下技术方案，具体步骤为：
[0058] 步骤1、数据提供方通过数据采集器提供价值数据，其中不同维度的数据适用于不同的业务场景和技术手段。
[0059] 步骤2、价值数据存储在区块链上，包括两种形式：
[0060] 2-1.数据采集器将利用区块链协议，让包含校验后的数据存储在联盟区块链系统上。
[0061] 2-2.支持第三方区块链数据平台的数据来源：通过利用跨链技术来实现跨链数据访问，允许第三方区块链数据平台也在本发明的平台中流动和变现，实现与更多的用户形成合作。
[0062] 步骤3、由系统或由数据提供方从价值数据中提取出能准确描述数据的信息，这里我们称之为元数据。元数据仅包含所有用户查询的维度信息，以及指向它们对应的原始数据的索引，例如在区块链上的哈希(Hash)。元数据还将包含一些有效验证数据，例如基于区块链存储的数据将采用“复制证明”技术，实现原始数据存储及验证(存储有效性)[0063] 步骤4、数据提供方对其提供的价值数据参考系统公告中的小时均价、日均价、周均价进行出价。
[0064] 步骤5、数据使用者根据其自身需求从元数据库里检索其所需要的价值数据。
[0065] 步骤6、数据使用者根据从元数据中检索并筛选出的结果，参考公告中的小时均价、日均价、周均价分别进行出价。
[0066] 步骤7、系统根据定价策略达成共识，触发智能合约执行条件，达成交易。本发明所述的定价策略是一种多用户参与的黑盒中买卖双方分别竞价策略。
[0067] 本发明有益效果如下：
[0068] 1.激励数据提供者参与数据流通，降低数据获取壁垒。
[0069] 2.保护数据提供者权益，发挥数据价值。
[0070] 3.解决数据交易的高效性与当前区块链使用成本高的矛盾。
[0071] 4.通过一种更加简洁、有效、可执行强的方式实现数据定价的策略。
附图说明
[0073] 图2是为本发明系统结构图。
[0074] 图3是基于区块链的数据流转流程及数据交易流程图。
[0075] 图4是区块链智能合约运行机制流程图。
[0076] 图5是所使用的区块数据结构图。
具体实施方式
[0077] 为了加深对本发明的理解，下面结合附图和
实施例对本发明进一步说明，该实施仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
[0078] 如图1-图5所示，本发明所述的一种基于区块链的数据交易系统。其组成结构如图2所示，包括：数据采集器、后台应用管理模块、基于联盟链的区块链数据存储模块、基于公链的区块链数据交易模块、用户显示端。数据采集器与后台应用管理系统进行交互，区块链存储模块将采集器获得的数据进行分布式存储，区块链数据交易模块将数据采集器与后台应用管理系统进行交互的信息和交易信息进行去中心化存储并控制交易流程，用户通过对用户显示端进行操作。各组成部分说明如下：数据采集器是数据获取的入口。由数据采集器采集数据后进行脱敏，脱敏后的数据流通有利于突破信息
孤岛，建立数据横向流通机制，逐步推动形成基于全网的数据交易、数据资产保护等全新的应用场景。脱敏后的数据再经过加密并与后台应用管理系统交互后上传到区块链数据存储模块。
[0079] 后台应用管理系统用于对整个平台的过程进行管理与交互，确保平台的安全、高效运行。
[0080] 区块链数据存储模块是存储价值数据的核心。最底层的校验引擎确保数据的规范性。
[0081] 区块链数据交易模块是数据交易的核心体系，可以让所有用户公平参与，操作也变为透明和可监督，成为随时可监督、可抛弃、可替换的服务者，每个参与者也可自成中心，让原来的强中心变成弱中心。用户显示端为手机、平板电脑、PC端、车载电脑、等用户终端。依靠区块链数据交易模块数据显示交易流程信息，依靠后台应用管理系统显示和操作用户需求与动作，从区块链存储模块内调取对应的信息，将数据进行显示。用户显示端包含数据交易总线，其功能包括对用户终端的显示数据传输调度控制、网关代理等，数据交易总线的另一个重要核心功能是为区块链数据交易模块提供智能合约设置模版(configuration template)，系统将由开发与维护团队及数据交易各个参与方共同开发和维护。由于要保护数据隐私，如个人信息(姓名、联系方式等)将不会发给数据使用者，因此涉及用户和数据使用者之间的商业逻辑必须在区块链上发生。更复杂的使用场景可能会包括“报价”、“数字合同”等多种后续环节则由智能合约发送数据到接收网关后，还将等待并接受平台计算出精确报价，然后发送到买方。如果买方同意，则自动划拨交易的Token，并证明双方完成数字合同。
[0082] 本发明还提出一种基于区块链技术的数据交易方法，图3所示是根据本发明的一种实施方式的数据流转及数据交易流程图，实施步骤如下：
[0083] 步骤1、成员加入及认证
[0084] 1-1.成员申请加入，区块链数据交易模块审核确认成员身份，允许成员加入后，成员向区块链数据交易系统发送数字证书或者自产生的数字证书，作为成员的身份证书，区块链数据交易系统将此数字证书与成员真实身份对应。
[0085] 1-2.成员自己生成任意数量公私钥对，将公钥数据用身份证书的私钥进行签名，发送给区块链数据交易系统，区块链数据交易系统使用成员身份证书进行验证后，将公钥池中的公钥与成员关联，也作为成员的身份标识(此步骤可以在步骤1完成后，根据需要随时发起，可多次发起)。使用多个公钥的目的是成员可以使用多个身份标识发布数据索引，让其他成员无法判断数据的来源。如果使用实名交易，则无需多个公钥。
[0086] 步骤2、用户价值数据进行加密并上传打包成区块。数据存储采用如下3种方案：
[0087] ①由数据提供方来提供(默认方案)：由于不同数据所需要采样粒度和保存周期是不同的，本发明的算法可以允许10GB以内的空间即可存储足够有价值的数据，因此将数据直接存储在个人手机上是可行的，而且我们相信数据提供方也有足够动
力来提供存储空间。这个方案的好处是可以允许大量的现有用户立即成为数据提供方来获取收益，无需更换设备，迅速实现项目“
热启动”；
[0088] ②第三方在区块链数据存储模块网络中提供存储服务节点：只要数据提供方愿意转让部分数据收益，数据提供方可以采用第三方提供的存储服务节点。数据使用者也可以是第三方存储提供者。
[0089] ③由设备提供：物联网或其他传感器设备，以实现更丰富和更强大的数据功能。
[0090] 采用Securely Obfuscating Re-encryption等加密技术，对上传数据进行加密，来实现数据加密和访问控制。
[0091] 步骤3、通过区块传递共识信息，P2P网络传播数据，经认证后，全部节点备份数据；
[0092] 步骤4、通过传递的数据在智能合约中计算，计算当前数据所满足的条件，自动选择触发响应结果，完成数据调整与交易，并通过各种机制来确保达到定价共识。
[0093] 所述的智能合约是由一系列action组成，每个action代表一条合约条款，实现了条款中的具体规则。
[0094] 步骤5、系统根据定价策略达成共识且完成了安全检验后，将新计算的Merkel Tree存储在区块链中，再通过p2p网络传播数据，，触发智能合约执行条件，达成交易。
[0095] 所述的定价策略是一种多用户参与的黑盒中买卖双方分别竞价策略，具体如下：
[0096] 5-1.在黑盒中根据数据接收方搜索到的由数据提供方提供的价值数据，按照数据提供方的出价从高到低排序为：
[0097] q1、q2、q3、……、qn。
[0098] 5-2.在黑盒中根据数据接收方搜索到的由数据提供方提供的价值数据，按照数据接收方的出价从高到低排序为：
[0099] p1、p2、p3、……、pn。
[0100] 5-3所有满足qi＜pi的匹配，均为可行交易，max(pj-qi)为最大差价，∑(pj-qi)可作为手续费以外的超额收入以另一种激励形式反馈到用户。
[0101] 5-4.通过统计交易价格数据的结果，由系统公告小时均价、日均价、周均价等来为数据提供方和数据接收方出价提供建议。
[0102] 5-5.通过区块链交易系统，完成支付过程。
[0103] 步骤6、交易达成后交易信息上链：
[0104] 6-1.数据交易总线根据交易数据的类型选择一个预先设置好的智能合约模版；
[0105] 6-2.根据数据接收方设置数据交易参数，如：购买哪些维度的数据、scope、数据量上/下限、报价、主题等、由数据交易总线确定合约开始/结束时间、数据接收网关等；
[0106] 6-3.交易请求提交到数据交易总线后会先进行一轮预处理，若交易请求合理，则自动触发生成智能合约并开始运行；如图4所示，否则针对不合理的交易请求，不触发智能合约；
[0107] 6-4.智能合约将根据数据交易参数来寻找合适的数据：
[0108] 如数据提供方已预定义授权规则(Authorization Rules)，则根据规则自动决定是否参与；否则将发送请求到数据提供方，采用由数据接收方发送请求、由数据提供方进行确认的流程来进行决策；
[0109] 6-5.智能合约通过滤镜获得最终数据，将最终数据发送到指定的接收网关，并同时将Token(扣除一定手续Cost)发送到数据提供方的钱包账户。
[0110] 步骤7、数据接收方接收到数据后，用响应的公钥解析区块，校验节点Hash值。
[0111] 7-1.数据接收方访问记录中提供的服务地址。
[0112] 7-2.数据接收方选取此次请求使用的公私钥对(签名私钥对应的公钥应在块链中出现过)，构造请求并发送。请求包如图3所示。
[0113] 7-3.数据提供方收到请求，提取公钥信息并验证签名，确保请求方是体系中的合法成员。
[0114] 7-4.数据提供方从己方数据库中提取主体的表现信息(符合交易平台共享数据标准)，将数据使用数据接收方公钥进行加密，然后使用自己的私钥进行签名，生成响应包，发送给数据接收方。
[0115] 7-5.接收方收到响应包后，首先使用提供者公钥验证响应包签名，确认响应包为提供者所发送，然后使用自己的私钥解密记录信息获得记录原始信息，将记录原始信息进行HASH后与块链中的记录Hash相比较，验证是否为在块链中声明的记录信息。
[0116] 步骤8、数据购买反馈及投诉仲裁流程
[0117] 当查询方获得的数据具备以下情况时，可以对信息记录进行投诉。
[0118] ④获得的信息与描述不符。
[0119] ⑤获得的信息经证实为虚假信息。
[0120] ③获得的信息具有重复(出现一个机构购买其他机构数据后，重新
整理上传作为自己的数据)。
[0121] 投诉流程是向交易平台提交投诉请求，投诉请求中包含记录响应包内容、投诉原因、投诉方签名。交易系统收到投诉请求，提取记录原文进行Hash，与块链记录中的记录HASH对比，如果一致，则认为投诉有效。第三方可以对投诉进行核实，或者被多家投诉，则将该记录在块链中计入无效状态，并对数据提供方进行一定惩罚措施。
[0122] 以上内容和结构描述了本发明产品的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解。上述实例和
说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本发明范围之内。本发明要求保护范围由所附的
权利要求书及其等效物界定。
