一种继电保护测试结果储存方法和一致性确认方法与流程

1.本发明属于继电保护领域，具体涉及一种继电保护测试结果储存方法和一致性确认方法。


背景技术：

2.电力系统继电保护装置通过检测电力系统中发生的故障或异常情况，发出跳闸命令或报警信号，将故障部分隔离、切除，继电保护装置的有效、可靠运行直接关系到电网的安全。继电保护装置在出厂前、投运前以及运行期间都要通过使用继电保护测试仪对其功能进行全面试验。在进行继电保护装置的故障分析时，其历次试验报告是重要的参考资料。但是目前继电保护装置试验报告或者采用纸质形式保存，或者录入中心化的数据库保存，无法解决试验报告易被篡改、被伪造的问题，也无法验证试验报告与所对应继电保护装置实物的一一对应关系。
3.区块链是一种以区块为基本单位的链式数据结构，区块中利用数字摘要对之前的记录进行校验，能够实现分布式记账场景下防篡改、防伪造的需要。目前区块链技术在金融服务领域、征信管理领域、物流与供应链领域已有诸多探索应用。目前区块链技术在电力系统继电保护测试的应用中，被试设备试验报告上传联盟链时上链数据的一致性不能得到很好的确认。


技术实现要素：

4.本发明提出一种继电保护测试结果储存方法和一致性确认方法，以解决现有技术中，被试设备试验报告采用纸质形式保存，或者录入中心化数据库不安全以及被试设备试验报告上传联盟链时，上链数据的一致性不能得到保证的问题。
5.为达上述目的，本发明提出技术方案如下：
6.一种继电保护测试结果储存方法，包括如下步骤：
7.步骤一，提取被试设备图像信息和被试设备电子标签信息；
8.步骤二，对被试设备的试验报告进行数字签名，得到带有数字签名的试验报告；通过哈希函数对带有数字签名的试验报告处理，生成试验报告数字摘要；
9.步骤三，通过哈希函数对被试设备图像信息和被试设备电子标签信息处理，生成图像信息数字摘要；
10.步骤四，将步骤二和步骤三中得到的试验报告数字摘要和图像信息数字摘要上传到联盟链上，并将被试设备的试验报告传输到云服务器。
11.优选的，步骤一中，被试设备图像信息包括被试设备照片。
12.优选的，被试设备电子标签包括二维码和加密rfid芯片。
13.优选的，使用带私钥的电子钥匙对被试设备的试验报告进行数字签名。
14.优选的，步骤三具体为：
15.通过被试设备图像信息和哈希函数生成初版图像信息数字摘要，通过图像信息数
字摘要和被试设备电子标签信息构成键值对，通过键值对和哈希函数获得图像信息数字摘要。
16.优选的，步骤四中，被试设备的试验报告采用对称加密算法打包传输到云服务器。
17.一种继电保护测试结果一致性确认方法，包括如下步骤：
18.步骤一：对联盟链进行采矿，获得k个委员节点；
19.步骤二：根据步骤一获得的k个委员节点以及pbtf共识算法确认权利要求1至6中任一项所述继电保护测试结果储存方法获得的试验报告数字摘要和图像信息数字摘要与上传到联盟链的上传结果的一致性。
20.优选的，步骤一中，使用pow共识算法对联盟链进行采矿。
21.优选的，所述委员节点数量k满足：
22.n≤k≤2n
23.式中，n为联盟链中全量节点数。
24.本发明的有益之处在于：
25.从带有数字签名的测试报告、与被试设备电子标签信息结合的被试设备图像信息中，选取数字摘要作为上链数据，原始数据加密传输到云服务器，消除了数据存储到其他节点后的信息泄露风险，也无需担心公共网络漏洞风险。
26.使用pow算法和pbft算法组合，保证上链数据的一致性，保证了安全性和可靠性。
附图说明
27.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
28.图1为一种继电保护测试结果储存方法示意图；
29.图2为联盟链示意图；
30.图3为一致性确认方法示意图；
31.图4为一致性确认方法步骤二示意图。
具体实施方式
32.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
33.以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
34.实施例1：
35.请参阅图1所示，本发明提供出一种继电保护测试结果储存方法，具体包括如下步骤：
36.步骤一，被试设备要求在显著位置固定含二维码和加密rfid芯片的电子标签；在测试开始前，试验人员采集被试设备图像信息，通过二维码和rfid芯片读取被试设备的电子标签信息。
37.步骤二，试验人员完成继电保护测试，生成试验报告后，将含有本人私钥的电子钥匙插入继电保护测试仪，对试验报告进行数字签名，带有数字签名的试验报告通过哈希函数生成试验报告数字摘要。
38.步骤三，使用哈希函数生成被试设备图像信息文件的数字摘要，再将读取的加密rfid标签信息作为第二个输入，构成键值对，通过使用键值对为输入的哈希函数(如hmac-sha516)，获得图像文件数字摘要。
39.步骤四，登录到区块链服务平台，将步骤二和步骤三生成的试验报告数字摘要和图像文件数字摘要存储到联盟链上。由于哈希函数的特点以及区块记录自带时间戳的特性，此后被试设备的图像信息、rfid标签信息、试验报告内容、试验人员签名以及记录生成的时间理论上都是不可更改的。联盟链如图3所示。
40.继电保护测试仪中的原始数据加密打包后上传云服务器。通过这些原始数据可以很方便的计算出上链的数据摘要，与区块链网络中的数据进行比对即可验证试验报告是否被篡改、被伪造，以及试验报告与所对应的试验人员、继电保护装置实物的一一对应关系。
41.实施例2：
42.如图3所示，本发明还提供一种一致性确认方法，具体步骤如下：
43.步骤一：降低pow共识算法的采矿难度，确定1分钟内在联盟链中挖掘生成足够多的节点；
44.假设联盟链中全量节点数为n，pow共识算法从联盟链中获得的委员节点数为k，考虑到全量节点都是稳定在线的，要求：
45.n≤k≤2n
46.步骤二：只有第一阶段生成的委员节点参与pbtf共识算法，以保证合理的网络开销；
47.将其中给出的区块哈希值最小的节点设为主节点，其余委员节点作为副本节点；
48.客户端将共识请求发送给主节点；
49.若主节点做出恶意行为或故障行为，进入视图切换协议，发送视图切换消息，将第一阶段给出的区块哈希值次小的节点设为主节点；若主节点做出诚实行为，则会生成一个预准备消息，并向所有副本节点广播，当副本节点收到主节点的消息后，会对消息进行一致性检查，检查通过后将消息存储在节点本地，并将消息添加签名后向其他节点发送准备消息。
50.当主节点或副本节点收到2f个一致的准备消息(包含本地节点的准备消息)后，对消息进行一致性检查，检查通过后将消息存储在节点本地，并将消息添加签名后生成确认消息广播至其他委员节点。
51.当主节点或副本节点收到2f+1个一致的确认消息(包含本地节点的确认消息)后，则会执行消息中包含的智能合约，并将执行结果返回给客户端，完成共识。
52.其中，f为最大拜占庭节点数目，总节点数n≥3f+1；做出恶意行为或故障行为的节点为拜占庭节点。
53.根据所述的方法，以改进的pow共识算法构建参与pbft共识的委员节点，优点在于：
54.无需依赖每一个参与节点的信誉值等历史状态，避免节点历史状态记录出错导致
的主节点冲突等问题；
55.改进的pow共识算法大幅降低挖矿难度，并不直接产生出块节点，而是用于动态生成参与pbft共识算法的委员节点，既避免了传统pow共识算法算力消耗大、效率低下的缺点，又能较好的适应继电保护测试仪作为联盟链轻量级节点量大分散、网络在线状态无法保证的实际状况。
56.本发明具有的优点在于：
57.通过在工作现场同时采集被试设备的本体图像特征和所对应电子标签信息，相当于生成了被试设备的数字指纹，与试验报告一同上链存储后，最大限度的防止被试设备与试验报告不对应的问题。
58.创新性的通过给试验人员配发u-key，继电保护测试仪读取u-key中的私钥，方便快捷的实现了试验报告的数字签名。
59.采用联盟链解决方案，被试设备厂家、继电保护测试仪厂家、电力公司以及工程项目的施工、监理、电力用户分别作为联盟链全量节点，继电保护测试仪作为轻量级节点加入联盟链。基于pow+pbft组合共识算法保证上链数据的一致性，在安全性、可靠性和效率之间实现了最佳平衡。
60.上链数据仅为数字摘要，原始数据采用对称加密算法打包加密传输到云服务器，从根本上消除了数据存储到其他节点后的信息泄露风险，也无需担心公共网络漏洞风险。
61.由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
62.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
63.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
64.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
65.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
66.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。