一种基于区块链和元宇宙融合的个人成长档案管理方法

本发明属于数据安全存储，尤其涉及一种基于区块链和元宇宙融合的个人成长档案管理方法。

背景技术：

1、在2021年，元宇宙概念的被广泛传播和应用，被称为元宇宙元年。其中元宇宙数据来自多渠道的信息采集，能够满足用户想获取全面、快速、定制化和实时更新的多方面信息需求，为他们在元宇宙中的体验提供强大支持。元宇宙数据在虚拟体验和沉浸式交互、商业经济、教育培训和医疗健康等行业具有广泛的应用和价值。例如，元宇宙数据支持医疗培训和手术模拟。手术模拟中记录的操作数据可以被用来分析手术过程中的每一个步骤，帮助医生发现和纠正潜在的操作风险，提高手术的成功率和患者的安全性。

2、在当今数据驱动的世界中，企业和个人多采用云计算服务来存储和处理海量数据。云计算的优势在于其具有可扩展性、高可用性和低成本，这些特性极大地促进了数据的管理和利用。然而，随着数据量的急剧增长，集中式存储模式带来的风险也日益显现，元宇宙数据集中存储在少数大型数据中心，将导致数据泄露和失效的风险比例增大。因此，为了解决这些问题，基于可信结构和安全数据存储方案变得至关重要。可信结构采取分布式存储，同时数据要加密上传。当下，星际文件系统(interplanetary file system，ipfs)因其具有分布式存储、内容寻址和共享数据的特性引起广泛关注。另外，元宇宙中采用区块链技术，交互产生的数据或交易被记录在链上，任何用户不能更改。

3、此外，元宇宙数据上传到分布式存储系统，有助于数据拥有者和被授权用户可以随时通过互联网从任何地点获取所需数据。但是存在两个关键问题：一是如何确保用户获取数据的安全和完整性，二是如何让敏感数据只能由被授权的用户才能访问。因此，数据拥有者利用签密算法把数据加密之后再上传，可以保证数据的真实性，并且添加审计员，验证区块链的交易。

4、最重要的是，敏感数据的访问和使用涉及数据的隐私需要考虑用户的属性，只有被授权的才允许操作。故本发明采取基于区块链和基于属性的访问控制策略混合的方案。这种方法不仅增强了数据的安全性，还能够建立起数据拥有者与数据使用者之间的信任关系，推动数据合作和共享的安全实现。

5、1.1元宇宙

6、元宇宙不是元和宇宙的简单拼合，是超越二者的复合词，通常，元宇宙是将三元物理世界、人类世界与数字世界融为一体、自我维持、超时空的交融多用户虚拟共享空间。元宇宙的独特之处在于其具有虚拟、逼真的沉浸体验、社交、交互等多重特征和无限的可能性。

7、元宇宙最基本的特点是虚拟。元宇宙的“虚拟”特征意味其是一个利用现有计算机技术和互联网构建起来的数字化空间。

8、沉浸式真实感是通过高度真实感和身临其境的感觉来打造一个几乎无法分辨虚拟与现实之间差异的环境，这是元宇宙得以爆发的关键要素之一。

9、互动是用户与元宇宙环境以及物体进行动态操作和反馈的重要方面。在这个数字化的世界里，用户可以通过手势、脑电或其他方式与虚拟环境进行交互，并即时地获得反馈。

10、1.2区块链

11、区块链是去中心化的分布式账本，其去中心化、不被篡改、透明等优势，为保障可靠、高效的数据交换和价值转移提供了新的解决方案。

12、去中心化表示区块链中的所有节点共同维护和管理链上交易和数据,不仅改变传统中央机构或中央服务器控制和管理的局面，而且解决单点故障和数据有被篡改的困扰。

13、不可篡改指在区块链中多数节点诚实的情况下，上链的信息不会改变。这是因为区块链采取链式结构，每个区块都包含了交易记录、区块号和哈希值等信息，且前一个区块的哈希值被链接到下一个区块上，形成了不可篡改的数据链。

14、匿名性是指在区块链网络中，用户的身份和交易信息都是匿名的，无法被轻易地追踪和识别，这种匿名性为用户提供了更高的隐私保护。

15、可溯源性指的是区块链技术的链式结构和存储结构使得任何人都可以随时查看区块链上的交易记录和数据变更。

16、通过上述分析，元宇宙存储现有技术存在的问题及缺陷为：

17、首先，集中存储是其核心问题之一。在元宇宙中，大量的用户数据、虚拟资产、交互记录等信息被集中存储在特定的服务器或数据中心中。这种集中存储的方式虽然便于管理和维护，但也带来了巨大的风险。一方面，集中存储使得数据面临泄露的风险。由于所有数据都集中在一个或少数几个地方，一旦这些存储中心受到黑客攻击或内部人员的不当操作，就可能导致大量用户数据的泄露。这种泄露不仅会对用户的隐私造成威胁，还可能被用于不正当的商业活动或政治目的。另一方面，集中存储也面临着数据失效的风险。如果存储中心发生故障、停电或自然灾害等不可抗力因素，就可能导致数据的丢失或损坏。这种失效不仅会影响元宇宙的正常运行，还可能对用户的虚拟资产和交互记录造成不可挽回的损失。

18、除了集中存储带来的问题外，元宇宙的存储还存在其他缺陷。例如，由于技术限制和成本考虑，目前元宇宙的存储能力相对有限，难以满足未来大规模用户和数据增长的需求。此外，不同元宇宙平台之间的数据互通和共享也面临技术难题和法律障碍，导致数据孤岛现象的出现。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于区块链和元宇宙融合的个人成长档案管理方法。

2、本发明是这样实现的，一种基于区块链的元宇宙数据安全存储，：

3、步骤1，数据所有者(data owner，do)和数据用户(datauser，du)在可信机构(certificate authority，ca)注册信息，注册通过后，数据所有者和用户分别接受对应的私钥；

4、步骤2，do在区块链上创建智能合约，将制定的访问策略加密上传到智能合约上；

5、步骤3，du需要访问数据所有者的数据，数据所有者调用签密算法对数据进行签名加密，并上传到ipfs；

6、步骤4，ipfs返回一个基于内容的哈希散列值(hash)；do将hash和对称密钥k加密嵌入到区块链；do生成哈希索引上传到智能合约；

7、步骤5，du使用ipfs数据，访问智能合约中的哈希索引；若用户的属性满足数据拥有者制定的策略时，解密得到hash和对称密钥k；成功解密后，用户的钱包将记录此次访问并将其上传到区块链上；

8、步骤6，du将hash发送给ipfs网络，进行文件检索，请求下载数据；du运用自己的对称密钥k对数据进行解密；并验证数据来自数据拥有者；

9、步骤7，审计员对区块链上的交易信息、交易时间进行验证。

10、本发明的另一目的在于提供一种基于区块链的元宇宙数据安全存储系统，包括：

11、注册模块，用于数据所有者和用户在ca注册信息，注册通过后，数据所有者和用户分别接受对应的私钥；

12、创建模块，用于do在区块链上创建智能合约，将制定的访问策略加密上传到智能合约上；

13、加密模块，用于du需要访问数据所有者的数据，数据所有者调用签密算法对数据进行签名加密，并上传到ipfs；

14、嵌入模块，用于ipfs返回一个基于内容的哈希散列值hash；do将hash和对称密钥k加密嵌入到区块链；do生成哈希索引上传到智能合约；

15、解密模块，用于du使用ipfs数据，访问智能合约中的哈希索引；若用户的属性满足数据拥有者制定的策略时，解密得到hash和对称密钥k；成功解密后，用户的钱包将记录此次访问并将其上传到区块链上；

16、检索模块，用于du将hash发送给ipfs网络，进行文件检索，请求下载数据；du运用自己的对称密钥k对数据进行解密；并验证数据来自数据拥有者；

17、验证模块，用于审计员对区块链上的交易信息、交易时间进行验证。

18、本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述基于区块链和元宇宙融合的个人成长档案管理方法的步骤。

19、本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述基于区块链和元宇宙融合的个人成长档案管理方法的步骤。

20、本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述基于区块链的元宇宙数据安全存储系统。

21、结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

22、第一、本发明建立元宇宙与区块链融合的数据安全存储架构，设计存储方案、访问控制和智能合等关键环节，并进行仿真实验比较方案的区别。

23、本发明提出了基于区块链和基于属性的密文访问控制策略来保护元宇宙环境下的数据存储，提供更细粒度的访问，增加了安全数据的隐私性和不可篡改性。同时运用ipfs技术替代云计算，将集中存储模式转化为分布式存储模式，根据数据内容生成哈希值，实现数据的安全存储和共享，同时提高数据的存储的效率。此外，仿真实验分析表明区块链联合ipfs性能表现更好。此外，在区块链与元宇宙数据存储方案架构中添加审计员角色，有助于区块链交易数据的审计。未来可以考虑在区块链的共识机制做出改进进一步效率，比如实用拜占庭容错算法与其他一致性算法的混合使用。

24、第二，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：

25、(1)本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：

26、通过去中心化存储，元宇宙中的数据安全得到了极大的提升。传统的集中式存储方式存在单点故障和数据泄露的风险，而区块链技术通过分布式账本和加密机制，确保了数据的安全性和不可篡改性。这种去中心化的存储方式，不仅降低了数据丢失的风险，还增强了用户对元宇宙数据安全的信任感。

27、其次，区块链技术促进了数据之间的安全共享。在元宇宙中，用户需要与其他用户或企业共享数据以实现更丰富的互动和合作。然而，传统的数据共享方式往往涉及到复杂的权限管理和信任建立过程。而基于区块链的存储技术，通过智能合约和加密算法，可以实现数据的自动授权和访问控制，从而简化了数据共享的流程，降低了信任成本。

28、此外，基于区块链的元宇宙存储技术方案还能提高数据处理的效率和灵活性。通过分布式计算技术，可以将计算任务分配给多个节点并行处理，从而提高了数据处理的速度和效率。同时，区块链的链状数据结构也使得数据的追溯和审计变得更加容易，为企业提供了更强大的数据管理能力。

29、预期收益

30、1)成本降低：通过区块链技术，元宇宙的存储成本将得到显著降低。区块链的去中心化特性减少了第三方中介的参与，从而降低了中介费用。同时，智能合约的自动执行可以减少人力和运营成本，进一步提升经济效益。

31、2)效率提升：区块链技术提供了高效、安全的数据存储和传输方式。在元宇宙中，用户可以更快地访问和共享数据，从而提高工作效率。此外，区块链的分布式账本技术确保了数据的一致性和完整性，进一步提升了系统的可靠性。

32、3)收入增加：随着元宇宙的不断发展，基于区块链的存储技术方案将为用户创造新的收入来源。例如，通过出租存储空间、提供数据服务等方式，用户可以获得额外的经济回报。

33、商业价值

34、基于区块链的元宇宙存储技术方案具有巨大的商业价值。首先，它能够满足元宇宙对高效、安全、可靠的存储需求，为元宇宙的快速发展提供有力支持。其次，区块链技术可以确保数据的真实性和可信度，为元宇宙中的交易、社交等活动提供信任基础。最后，该技术方案还可以推动相关产业的发展，如云计算、大数据、物联网等，进一步拓展商业领域。具体表现如下。

35、1)促进元宇宙生态的繁荣：通过提供高效、安全的存储服务，该技术方案将吸引更多的用户和企业加入元宇宙生态，推动元宇宙的快速发展。

36、2)提升用户体验：用户可以在元宇宙中更加便捷地访问和共享数据，享受更加流畅、丰富的体验。这将进一步提升用户对元宇宙的满意度和忠诚度。

37、3)推动相关产业的发展：该技术方案将促进云计算、大数据、物联网等相关产业的发展，为这些产业带来新的增长点和发展机遇。同时，它也将为传统产业的数字化转型提供有力支持，推动产业升级和转型。最后，从商业价值角度来看，基于区块链的元宇宙存储技术方案将为企业带来全新的商业模式和增长点。通过提供安全、可靠、高效的存储服务，企业可以吸引更多的用户和合作伙伴，拓展市场份额。同时，企业还可以利用区块链技术构建独特的数字资产和生态系统，实现更广泛的商业价值和利益共享。

38、(2)本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：

39、(3)本发明的技术方案是否解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题：

40、(4)本发明的技术方案是否克服了技术偏见：