一种基于区块链的能源数据传输、存储、溯源方法和系统与流程

1.本发明涉及数据信息处理技术领域，特别是涉及一种基于区块链的能源数据传输、存储、溯源方法和系统。


背景技术：

2.在能源监控管理系统中，重要能源数据的存储安全性关乎整个能源监控管理系统的安全和稳定，大型电力能源监控管理系统对数据的实时性要求高，也就是说需要具有安全可靠的数据来源，才能够对出现的故障进行及时的排除，及时发现系统中出现的故障问题，避免大事故的发生，如果大型电力能源监控管理系统中重要数据存在易被篡改的风险，以实时数据和历史数据为例，若被篡改或破坏，可能会影响故障原因的分析，降低系统的溯源性。
3.传统的能源监控管理系统大多采用在本地中央服务器建立数据库，将能源数据存储于该数据库中，若黑客想要对能源数据等重要数据进行篡改或者破坏，只需对存储该数据的中心服务器进行攻击，对能源数据造成不可恢复的破坏，而且传统的能源监控管理系统数据存储采用的是数据中心化存储，存在数据易篡改、数据安全性差的问题，针对上述问题，本专利提出了基于区块链技术的能源数据传输、存储、溯源方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于区块链的能源数据传输、存储、溯源方法和系统，从而防止能源数据被篡改，实现能源数据的安全存储，确保能源数据不可伪造和安全可信，提高能源监控管理系统数据的可靠性、稳定性与数据安全性。
5.一种基于区块链的能源系统，包括基础能源数据集成子系统，传输中继子系统和区块链安全存储子系统；基础能源数据集成子系统通过opc服务器对能源数据进行集成传输处理，传输中继子系统对基础能源数据集成子系统和区块链安全存储子系统之间的能源数据进行传输交互，传输中继子系统与基础能源数据集成子系统通过opc服务器和opc客户端通过opc协议进行数据交互，区块链安全存储子系统包含有星际文件系统和区块链私有链，星际文件系统是分布式数据库，能源数据存储在其中，传输中继子系统获取基础能源数据集成子系统中的能源数据，并发送至区块链安全存储子系统，区块链安全存储子系统将能源数据存储至星际文件系统，并通过哈希算法转换得到与其对应的哈希值，将该哈希值存入区块链私有链网络中，形成相互关联的链式存储。
6.进一步，传输中继子系统包含传输模块，传输模块将能源数据进行传输处理，传输中继子系统的传输模块与区块链安全存储子系统通过websocket服务器和websocket客户端进行数据交互，数据交互通过websocket协议进行。
7.进一步，星际文件系统为点对点可寻址的分布式数据库，区块链安全存储子系统的能源数据采用基于区块链的分布式存储方式，数据由区块链中的多个节点共同管理。
8.区块链安全存储子系统的能源数据采用基于区块链的分布式存储方式，能够存储
大量的数据，解决大数据不适合直接存储到区块链网络的问题，星际文件系统是一个点对点可寻址的分布式数据库，存储文件没有大小限制，而且保证数据存储的安全。
9.进一步，区块链安全存储子系统包含数据存储层、网络层、共识层、用户层和接口层，区块链安全存储子系统通过websocket客户端从传输中继子系统获取能源数据，然后将该数据存储到星际文件系统中，形成数据库，星际文件系统为每个能源数据分配哈希值。
10.进一步，网络层采用点对点的网络环境和身份验证机制，遵循集体共同维护的原则，将能源数据分布式存储在各个节点中，当各节点收到能源数据后，开始向下游节点申请交易，找到具有记账权的节点发出需要记录的数据，进行全网验证后对能源数据进行存储。
11.进一步，共识层包含工作量证明机制、权益证明机制和委托权益证明机制，通过使用准入共识机制将能源数据与各节点间达成共识并上链存储。
12.进一步，接口层是区块链网络与智能能源管理系统间进行数据访问的数据接口通道，通过数据接口进行能源数据的访问；用户层通过接口层与区块链网络进行连接，通过接口层内置应用程序提供的接口访问能源数据。
13.进一步，能源数据的哈希值是唯一的，通过从区块链网络获取该哈希值可以在星际文件系统查询到所对应的能源数据，进而获得存储的能源数据。
14.一种基于区块链的能源数据传输、存储、溯源方法，包括数据存储层采用区块链和本地数据库的存储方法，数据存储层包含哈希算法和链式结构，链上的数据信息采用哈希算法对数据信息进行计算得到哈希值，将被验证过的数据信息存放到数据区块中，采用链式结构存储并按照区块的生成时间按顺序依次连接起来。
15.进一步，能源数据被编码为哈希函数值，接着区块链安全存储子系统会把这个哈希函数值存储到区块链网络中；区块链网络中的数据存储，链下采用本地数据库对能源数据进行存储，链上采用云数据库对能源数据进行存储。
16.能源数据被编码为哈希函数值用来避免被篡改，接着区块链安全存储子系统会把这个hash值存储到区块链网络中，保证其不会丢失和被篡改，将能源数据安全存储到区块链中，链下采用本地数据库对能源数据进行存储，便于对能源数据进行备份和管理，链上采用云数据库对能源数据进行存储。
17.本发明的优点在于：区块链安全存储子系统包含有星际文件系统和区块链私有链，区块链安全存储子系统将能源数据存储至星际文件系统，并通过哈希算法转换得到与其对应的哈希值，将该哈希值存入区块链私有链网络中，形成相互关联的链式存储，从而防止数据被篡改，实现能源数据的安全存储，确保能源数据不可伪造和安全可信，保证能源数据无法被篡改和破坏，传输中继子系统对基础能源数据集成子系统和区块链安全存储子系统之间的能源数据进行传输交互，提高能源监控管理系统数据的可靠性、稳定性与数据安全性。
附图说明
18.图1是一种基于区块链的能源系统的组成示意图。
19.图2是一种区块链安全存储子系统的组成示意图。
20.图3是一种传输中继子系统的工作流程示意图。
21.图4是一种区块链安全存储子系统的工作流程示意图。
实施方式
22.针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于区块链的能源数据传输、存储、溯源方法和系统，从而防止能源数据被篡改，实现能源数据的安全存储，确保能源数据不可伪造和安全可信，提高能源监控管理系统数据的可靠性、稳定性与数据安全性。
23.本专利技术方案针对的是大型电力能源智能监控管理系统的应用场景，涉及到城市百数量级别的路灯、百数量级别的充电站、百数量级别的空调、百数量级别的基站负荷、百数量级别的用户侧精准可调负荷的遥测数据，包括运行中的电压、电流、功率、频率、温度、压力等电气参数，还包括运行中的开关量状态以及设备装置状态，还有能源实时数据和能源历史数据，系统运行数据和系统运营数据，目的是保证能源数据的不可篡改和溯源性。
24.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：作为一种实施方式，如图1所示，一种基于区块链的能源系统，包括基础能源数据集成子系统，传输中继子系统和区块链安全存储子系统；基础能源数据集成子系统通过opc服务器对能源数据进行集成传输处理，传输中继子系统对基础能源数据集成子系统和区块链安全存储子系统之间的能源数据进行传输交互，传输中继子系统与基础能源数据集成子系统通过opc服务器和opc客户端通过opc协议进行数据交互，区块链安全存储子系统包含有星际文件系统和区块链私有链，星际文件系统是分布式数据库，能源数据存储在其中，传输中继子系统获取基础能源数据集成子系统中的能源数据，并发送至区块链安全存储子系统，区块链安全存储子系统将能源数据存储至星际文件系统，并通过哈希算法转换得到与其对应的哈希值，将该哈希值存入区块链私有链网络中，形成相互关联的链式存储。
25.优选的，基于区块链技术的能源数据传输、存储、溯源方法和系统，将区块链、哈希算法、星际文件系统相结合，将百数量级别的路灯、百数量级别的充电站、百数量级别的空调、百数量级别的基站负荷、百数量级别的用户侧精准可调负荷的能源数据记录在区块链中，形成一个安全可靠的大数据仓库，保证数据的可信性和安全性。
26.优选的，区块链安全存储子系统包含有星际文件系统和区块链私有链，区块链安全存储子系统将能源数据存储至星际文件系统，并通过哈希算法转换得到与其对应的哈希值，将该哈希值存入区块链私有链网络中，形成相互关联的链式存储，从而防止数据被篡改，实现能源数据的安全存储，确保能源数据不可伪造和安全可信，保证能源数据无法被篡改和破坏，传输中继子系统对基础能源数据集成子系统和区块链安全存储子系统之间的能源数据进行传输交互，提高能源监控管理系统数据的可靠性、稳定性与数据安全性。
27.作为一种实施方式，如图2所示，区块链安全存储子系统包含数据存储层、网络层、共识层和接口层，区块链安全存储子系统通过websocket客户端从传输中继子系统获取能源数据，然后将该数据存储到星际文件系统中，形成数据库，星际文件系统为每个能源数据分配哈希值。
28.优选的，网络层采用点对点的网络环境和身份验证机制，遵循集体共同维护的原则，将能源数据分布式存储在各个节点中，当各节点收到能源数据后，开始向下游节点申请交易，找到具有记账权的节点发出需要记录的数据，进行全网验证后对能源数据进行存储。
29.优选的，区块链安全存储子系统将能源数据存储至星际文件系统，把存储文件分成多区块存储到不同的存储单元和存储节点上，每个节点上存储的都是切片后的文件碎片，即便当黑客攻击获取节点最高权限的时候，所看到的是文件的碎片，并不能找到文件的
真正的数据信息，如果进行删除或者修改，验证节点和存储节点及其存储单元，会即刻根据时间戳修正恢复被攻击的文件，从而保证文件不被查看篡改。
30.优选的，共识层包含工作量证明机制、权益证明机制和委托权益证明机制，通过使用准入共识机制将能源数据与各节点间达成共识并上链存储。
31.优选的，共识层包含工作量证明机制、权益证明机制和委托权益证明机制，通过准入共识机制保证区块链的正常运行，实现能源数据与各节点间达成共识并上链存储，共识机制保证了数据的不可篡改性，使得加入到区块链网络中的节点共同维护区块链的运作，一旦存在试图篡改信息的节点，将被踢出网络。
32.优选的，接口层是区块链网络与智能能源管理系统间进行数据访问的数据接口通道，通过数据接口进行能源数据的访问；用户层通过接口层与区块链网络进行连接，通过接口层内置应用程序提供的接口访问能源数据。
33.优选的，接口层用来保证区块链网络与智能能源管理系统间进行数据访问的接口通道，智能能源管理系统的管理维护人员可通过该接口进行访问能源数据，再通过用户层进行数据访问，用户侧精准访问实时数据和历史数据。
34.作为一种实施方式，如图3所示，传输中继子系统包含传输模块，传输模块将能源数据进行传输处理，传输中继子系统的传输模块与区块链安全存储子系统通过websocket服务器和websocket客户端进行数据交互，数据交互通过websocket协议进行。
35.优选的，星际文件系统为点对点可寻址的分布式数据库，区块链安全存储子系统的能源数据采用基于区块链的分布式存储方式，数据由区块链中的多个节点共同管理。
36.优选的，区块链安全存储子系统的能源数据采用基于区块链的分布式存储方式，能够存储大量的数据，解决大数据不适合直接存储到区块链网络的问题，星际文件系统是一个点对点可寻址的分布式数据库，存储文件没有大小限制，而且保证数据存储的安全。
37.作为一种实施方式，如图4所示，一种基于区块链的能源数据传输、存储、溯源方法，包括数据存储层采用区块链和本地数据库的存储方法，数据存储层包含哈希算法和链式结构，链上的数据信息采用哈希算法对数据信息进行计算得到哈希值，将被验证过的数据信息存放到数据区块中，采用链式结构存储并按照区块的生成时间按顺序依次连接起来。
38.优选的，由于区块链的分布式数据验证和存储特性，基于区块链技术的能源监控管理系统中的能源数据几乎是不可变的，可以保护能源监控管理系统的数据完整性、保密性以及可靠性。
39.优选的，能源数据被编码为哈希函数值，接着区块链安全存储子系统会把这个哈希函数值存储到区块链网络中；区块链网络中的数据存储，链下采用本地数据库对能源数据进行存储，链上采用云数据库对能源数据进行存储。
40.优选的，能源数据被编码为哈希函数值用来避免被篡改，接着区块链安全存储子系统会把这个hash值存储到区块链网络中，保证其不会丢失和被篡改，将能源数据安全存储到区块链中，链下采用本地数据库对能源数据进行存储，便于对能源数据进行备份和管理，链上采用云数据库对能源数据进行存储。
41.优选的，能源数据的哈希值是唯一的，通过从区块链网络获取该哈希值可以在星际文件系统查询到所对应的能源数据，进而获得存储的能源数据。
42.本发明的有益效果：区块链安全存储子系统的能源数据采用基于区块链的分布式存储方式，能够存储大量的数据，解决大数据不适合直接存储到区块链网络的问题，星际文件系统是一个点对点可寻址的分布式数据库，存储文件没有大小限制，而且保证数据存储的安全；共识层包含工作量证明机制、权益证明机制和委托权益证明机制，通过准入共识机制保证区块链的正常运行，实现能源数据与各节点间达成共识并上链存储，共识机制保证了数据的不可篡改性，使得加入到区块链网络中的节点共同维护区块链的运作，一旦存在试图篡改信息的节点，将被踢出网络。
43.区块链安全存储子系统包含有星际文件系统和区块链私有链，区块链安全存储子系统将能源数据存储至星际文件系统，并通过哈希算法转换得到与其对应的哈希值，将该哈希值存入区块链私有链网络中，形成相互关联的链式存储，从而防止数据被篡改，实现能源数据的安全存储，确保能源数据不可伪造和安全可信，保证能源数据无法被篡改和破坏，传输中继子系统对基础能源数据集成子系统和区块链安全存储子系统之间的能源数据进行传输交互，提高能源监控管理系统数据的可靠性、稳定性与数据安全性。
44.接口层用来保证区块链网络与智能能源管理系统间进行数据访问的接口通道，智能能源管理系统的管理维护人员可通过该接口进行访问能源数据，再通过用户层进行数据访问，用户侧精准访问实时数据和历史数据；能源数据被编码为哈希函数值用来避免被篡改，接着区块链安全存储子系统会把这个hash值存储到区块链网络中，保证其不会丢失和被篡改，将能源数据安全存储到区块链中，链下采用本地数据库对能源数据进行存储，便于对能源数据进行备份和管理，链上采用云数据库对能源数据进行存储。
45.本发明说明书中提到的所有专利和出版物都表示这些是本领域的公开技术，本发明可以使用。这里所引用的所有专利和出版物都被同样列在参考文献中，跟每一个出版物具体的单独被参考引用一样。这里所述的本发明可以在缺乏任何一种元素或多种元素，一种限制或多种限制的情况下实现，这里这种限制没有特别说明。例如这里每一个实例中术语“包含”，“实质由......组成”和“由......组成”可以用两者之一的其余2个术语代替。这里采用的术语和表达方式所为描述方式，而不受其限制，这里也没有任何意图来指明此书描述的这些术语和解释排除了任何等同的特征，但是可以知道，可以在本发明和权利要求的范围内做任何合适的改变或修改。可以理解，本发明所描述的实施例子都是一些优选的实施例子和特点，任何本领域的一般技术人员都可以根据本发明描述的精髓下做一些更改和变化，这些更改和变化也被认为属于本发明的范围和独立权利要求以及附属权利要求所限制的范围内。