一种基于智能合约的时序数据混淆处理及交易方法与流程

本发明涉及到智能合约，尤其涉及是一种基于智能合约的时序数据交易方法。

背景技术：

1、近年来，区块链技术的出现彻底改变了多个行业领域，包括金融科技、供应链管理、医疗保健和教育。通过提供安全、透明和分散的系统，使组织能够更好地满足竞争性市场需求和最终用户需求。

2、智能合约是一种基于区块链技术的计算机程序，可以自动执行合同条款并具有强制性。智能合约的出现使得区块链技术可以应用于更广泛的场景，如其可用于数字资产的创建、转移和管理。利用区块链的去中心化特点，智能合约可以实现交易的可追溯性和透明性，从而为各行业提供更安全和高效的交易环境。

3、当今物联网设备数量剧增，大到各类工业设备传感器，小到多样化的运动手环都时时刻刻产生时序数据。这些数据的安全保障已经成为了现在计算机领域重点研究方向，众多加密算法被应用在区块链与物联网环境中，但是大量的数据加密操作不仅大大的提升了系统的计算压力也给数据共享交易带来了极大的麻烦。以常用的aes加密为例，aes加密后的时序数据并不会保留原始的时序特征，当对此类物联网时序数据进行交易时，数据购买方难以细粒度的对数据进行选择购买。本发明上述内容为背景，提出了一种基于智能合约的时序数据混淆处理及交易方法。对于时序数据的混淆处理可有效的消除时序数据本身所有的统计学特性但仍然保持其原本的时序特性，便于各方的数据交易及压缩检索。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于智能合约的时序数据混淆处理及交易方法，旨在解决区块链环境下的数据可靠存储和数据交易便利性问题。该方法通过智能合约实现时序数据在不同参与方之间的可信交易，并且可实现数据时间维度与属性维度的细粒度交易。同时，使用智能合约构建完整的交易证明，确保交易的透明性与可溯源。

2、本发明为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种基于智能合约的时序数据混淆处理及交易方法，包括以下三个角色：

3、数据所有者：数据所有者为时序数据的原始产生方。时序数据可以由物联网设备产生，如一段时间环境温度湿度或一段时间的轴承转速等。

4、数据使用者：数据使用者为数据的购买方，需要从数据中提取出对自己有利的信息。

5、数据存储节点：数据存储节点由多个云服务提供商组成的联盟，作为存储服务提供商参与区块链。

6、进一步地，数据所有者可以将时序数据上传至数据存储节点，并使用智能合约规定数据区间和价格。数据使用者可以在符合条件的情况下，通过智能合约购买数据，并获得完整的交易证明。数据存储节点将收取一定的存储服务费用，并为交易提供安全的存储保障。

7、进一步地，如图2所示，在时序数据产生后，数据所有者生成混淆序列。并利用混淆序列对原始数据进行混淆处理，以简单的数据相加为例，将原始时序数据与产生的混淆序列相加可以的到混淆后的数据。混淆处理后的数据不具有原始数据的统计学特征但保留了数据的时序特性，由于混淆后的数据仍然保留时序特性，可以通过时序压缩算法进行高效压缩，利用时序数据检索算法进行数据快速检索。

8、进一步地，本发明为实现所采用的技术方案所包含智能合约有：

9、混淆密钥生成合约：如图3所示，混淆密钥生成合约以数据使用者的公钥与数据所有者提供的混淆序列作为输入，输出混淆密钥。该密钥可以作为混淆序列还原合约的输入。混淆密钥生成合约以数据使用者的公钥与数据所有者提供的混淆序列作为输入，输出混淆密钥；该密钥可以作为混淆序列还原合约的输入；数据密钥包含数据使用者公钥信息，当出现密钥泄漏情况时，可以通过区块链溯源定位密钥泄漏源头。

10、混淆序列还原合约：如图4所示，混淆序列还原合约以混淆密钥作为输入，还原出对应的混淆序列。当数据使用者调用该合约时，还原混淆序列的操作会上链存证用于对密钥泄漏问题的溯源。

11、时序数据交易合约：时序数据交易合约用于交换身份信息并构建各方交易。具体的，数据所有者首先生成与原始时序数据对应的混淆序列，随后将原始时序数据与混淆序列进行计算得到混淆处理后的时序数据；混淆处理后的时序数据不具备原始数据所拥有的统计学特征但可以进行数据检索与数据压缩，提升系统的数据检索效率与空间利用率；此外，混淆序列可动态配置，针对不同属性的时序数据生成单独的混淆序列，通过对于不同属性的混淆序列与不同时间的时序数据实现数据细粒度交易；混淆处理可利用数据差值或数据差乘等方法进行。

12、在区块链环境中，以上合约的输入输出默认都经过加密处理。

13、进一步地，区块链交易平台利用区块链去中心化、防窜改的特性，为各方提供可信的数据交易服务。同时数据所有者、数据使用者和数据存储节点通过区块链平台进行安全交易。使用本发明设计的基于智能合约的时序数据交易方法，通过对时序数据进行数据混淆处理，去除其统计特征同时保证其时序特性。引入数据存储节点，利用云服务商的硬件资源提升数据检索与数据存储效率。

14、进一步地，在区块链环境下，一种基于智能合约的三方时序数据交易方法，其数据所有者与数据存储节点的交易具体实现步骤如下：

15、步骤1：数据所有者以其所持有的私钥、混淆序列长度与混淆精度作为输入，通过随机生成函数输出对应的混淆序列；

16、步骤2：数据所有者将所得到的混淆序列与原始时序数据进行计算，得到混淆后的时序数据；

17、步骤3：数据所有者与数据存储节点签订数据存储合约，确定提供存储服务所需酬金与存储时长；

18、步骤4：数据存储节点对混淆后的时序数据复制多份进行冗余存储。

19、其数据所有者与数据使用者的交易具体实现步骤如下：

20、步骤1：数据使用者通过区块链平台向数据所有者发起交易并建立交易合约；

21、步骤2：交易合约建立后，调用混淆密钥生成合约，将数据使用者的公钥与数据所有者提供的混淆序列作为输入生成混淆密钥用于还原混淆序列；

22、步骤3：数据所有者从合约中提取资金；

23、步骤4：数据使用者从合约中提取混淆密钥。

24、其数据使用者与数据存储节点的交易具体实现步骤如下：

25、步骤1：数据使用者通过区块链平台与数据存储节点建立数据交易合约；

26、步骤2：数据存储节点从区块链中查询并验证数据所有者与数据使用者的交易；

27、步骤3：验证无误后，数据存储节点返回对应的混淆后的时序数据；

28、步骤4：数据使用者获取对应混淆后的时序数据后并与先前从数据使用者处获得的混淆序列进行计算还原出原始数据。

29、以上三次交易在区块链平台中进行，通过区块链平台的透明性与可溯源性，能有效的保障数据交易的安全。

30、进一步地，混淆序列可对多属性时序数据进行混淆处理，得益于混淆序列的易操作性，数据使用者可以动态选择所需的数据区间与数据属性，细粒度的获取所需数据。

31、相较于其他区块链数据加密及交易方法本发明具有如下优势：

32、本发明提出了一种基于智能合约的时序数据混淆处理及交易方法，通过对时序数据混淆处理消除了原始数据的统计学特征，保障了数据在区块链平台中的安全性。相较于其他加密算法，混淆后的时序数据仍保留时序特征，数据存储节点可利用时序压缩算法实现数据高效存储，利用时序检索算法实现数据的快速访问。

33、本发明提出的时序数据交易方法中得益于的连续性与可操作性，数据使用者可细粒度的选择时间区间与数据属性进行交易。

34、由于时序数据具有数据量大的特征，本发明引入数据存储节点为数据所有者提供数据存储服务并通过在联盟成员之间冗余存储提升数据的可靠性，避免了单点故障。