一种基于区块链技术的档案管理系统及方法

本发明涉及数据存储管理，具体来说，特别涉及一种基于区块链技术的档案管理系统及方法。

背景技术：

1、区块链技术集成了分布式数据存储、点对点传输、共识机制和加密算法等多种计算机技术，构成了一种革新的应用技术平台。这一技术通过构建一个多节点协作的端到端网络，实现了数据存储和管理的去中心化及去信任化。在这种结构中，每个参与节点都持有完整数据副本，增强了数据的透明性和安全性，同时也极大地降低了数据被篡改的风险。特别是在医疗科研领域，数据的准确性、可追溯性和保密性尤为关键。利用区块链技术进行医疗科研数据的档案管理，不仅可以确保数据在采集、存储和传输过程中的安全，还可以通过智能合约自动化数据处理流程，从而提高效率并减少人为错误的可能性。每项数据的更改或访问都在区块链上留下不可篡改的记录，使得数据的来源和修改历史都可以被追踪和验证，这对于科研完整性和合规性至关重要。

2、目前，在传统的数据存储系统中，数据通常集中存储在单一服务器或数据中心，这种集中式存储模式易受到物理或网络攻击，导致数据泄露、篡改或丢失的风险较高，此外，数据在传输过程中未加密或加密措施不足，使得敏感信息的保护不充分。

3、针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、有鉴于此，针对相关技术中的问题，本发明提供一种基于区块链技术的档案管理系统及方法，以解决上述提及的问题。

2、为了解决上述问题，本发明采用的具体技术方案如下：

3、根据本发明的一方面，提供了一种基于区块链技术的档案管理系统该基于区块链技术的档案管理系统包括：档案数据收集单元、边缘重要性分析单元、档案数据加密单元及档案数据存储单元，且档案数据收集单元、边缘重要性分析单元、档案数据加密单元及档案数据存储单元之间依次连接；

4、档案数据收集单元，用于收集档案数据，并将档案数据进行数字化处理，得到档案数字化数据；

5、边缘重要性分析单元，用于基于均值漂移法对档案数字化数据进行重要性分析，得到重要性分析结果；

6、档案数据加密单元，用于根据重要性分析结果，利用格上加法同态加密算法对具备重要性的档案数字化数据进行加密处理，得到加密数据；

7、档案数据存储单元，用于基于区块链技术，对加密数据和未被加密的档案数字化数据进行存储；

8、优选的，边缘重要性分析单元包括：数据预处理模块、集群分析模块及重要性评估模块，且数据预处理模块、集群分析模块及重要性评估模块之间依次连接；

9、数据预处理模块，用于对档案数字化数据进行预处理，得到标准化数据，预处理包括数据清洗及数据标准化处理；

10、集群分析模块，用于利用均值漂移法对标准化数据进行集群分析，得到集群分析结果；

11、重要性评估模块，用于对每个集群分析结果进行重要性分析，识别重要性因素并根据重要性因素识别结果评估档案数字化数据的重要性等级。

12、优选的，利用均值漂移法对标准化数据进行集群分析，得到集群分析结果包括以下步骤：

13、步骤一、利用多元正态分布作为核函数并设定带宽参数；

14、步骤二、随机选取标准化数据中的档案数据点作为初始中心点，并计算初始中心点在预设半径内所有数据点的平均位移量；

15、步骤三、根据得到的平均位移量更新中心点的位置，并重复执行步骤二至步骤三，直至达到预设的迭代次数，得到集群中心；

16、步骤四、根据得到的集群中心，将每个档案数据点分配给最近的集群中心，得到集群分析结果。

17、优选的，随机选取标准化数据中的档案数据点作为初始中心点，并计算初始中心点在预设半径内所有数据点的平均位移量包括：

18、根据选取的初始中心点，通过预先设定的半径确定搜索区域；

19、利用核密度估计法计算搜索区域内标准化数据中每个档案数据点的密度估计值；

20、根据搜索区域内所有数据点的密度估计值，计算初始中心点在搜索区域内所有数据点的平均位移量。

21、优选的，利用核密度估计法计算搜索区域内标准化数据中每个档案数据点的密度估计值计算公式为：

22、；

23、式中， f( d)表示档案数据点 d的密度估计值；

24、 m表示数据点的总数；

25、 p n k表示第 n个数据点的核半径；

26、 k表示数据空间维度；

27、表示核函数；

28、表示档案数据点 d与档案数据点 d n之间的归一化距离。

29、优选的，根据搜索区域内所有数据点的密度估计值，计算初始中心点在搜索区域内所有数据点的平均位移量的计算公式为：

30、；

31、式中， m( c)表示初始中心点 c在搜索区域内所有数据点的平均位移量；

32、 f( d)表示档案数据点 d的密度估计值；

33、 s表示初始中心点 c在预设半径 r的搜索区域内所有数据点集合。

34、优选的，对每个集群分析结果进行重要性分析，识别重要性因素并根据重要性因素识别结果评估档案数字化数据的重要性等级包括：

35、对每个集群分析结果中的档案数字化数据进行属性分析；

36、利用fast方法，为每个集群中档案数字化数据的属性分配特征频率并构建转换函数；

37、利用构建的转换函数，将档案数字化数据属性转换为一维变量，并傅里叶系数计算每个档案数字化数据属性的一阶敏感性指数；

38、根据一阶敏感性指数，对每个集群中的档案数字化数据进行重要性评级。

39、优选的，档案数据加密单元包括：加密数据选取模块、密钥生成模块、数据加密模块，且加密数据选取模块、密钥生成模块、数据加密模块之间依次连接；

40、加密数据选取模块，用于通过预先设定的评级阈值选取满足评级阈值的档案数字化数据；

41、密钥生成模块，用于基于陷门生成算法生成密钥，密钥包括公钥和私钥；

42、数据加密模块，用于通过密钥中的公钥对满足评级阈值的档案数字化数据进行加密，得到加密数据。

43、优选的，基于陷门生成算法生成密钥矩阵包括：

44、基于档案数字化数据的存储要求设定安全系数，并根据安全系数确定奇素数和素数；

45、基于安全系数、奇素数及素数，确定陷门生成算法的加密参数；

46、利用陷门生成算法生成随机矩阵和陷门矩阵，并将随机矩阵和陷门矩阵分别作为公钥和私钥。

47、优选的，通过密钥中的公钥对满足评级阈值的档案数字化数据进行加密，得到加密数据包括：

48、对满足评级阈值的档案数字化数据进行数据编码处理，得到编码向量集合；

49、从编码向量集合中随机挑选均匀分布的向量，并通过基于公钥对随机挑选向量进行加密处理，得到加密数据。

50、根据本发明的另一方面，提供了一种基于区块链技术的档案管理方法，该基于区块链技术的档案管理方法包括以下步骤：

51、s1、收集档案数据，并将档案数据进行数字化处理，得到档案数字化数据；

52、s2、基于均值漂移法对档案数字化数据进行重要性分析，得到重要性分析结果；

53、s3、根据重要性分析结果，利用格上加法同态加密算法对具备重要性的档案数字化数据进行加密处理，得到加密数据；

54、s4、基于区块链技术，对加密数据和未被加密的档案数字化数据进行存储。

55、与现有技术相比，本发明提供了基于区块链技术的档案管理系统及方法，具备以下有益效果：

56、（1）本发明通过利用格上加法同态加密算法对具备重要性的档案数字化数据进行加密处理，确保了数据的机密性，防止未经授权的访问和泄露，利用区块链技术的分布式存储和不可篡改特性进一步增强了数据的安全性，使得档案数据在存储和传输过程中更加安全可靠，通过均值漂移法对档案数字化数据进行重要性分析，有助于优先处理和存储更重要的数据，提高了数据管理的效率，使得该系统在档案管理领域具有广泛的应用前景和重要的实际应用价值。

57、（2）本发明对档案数字化数据进行清洗和标准化处理，提高了数据的质量，利用均值漂移法对标准化数据进行集群分析，能够将相似的档案数据聚集在一起，有助于发现数据中的模式和规律，对每个集群进行重要性分析，识别出重要性因素，并根据这些因素评估档案数字化数据的重要性等级，实现了数据的精细化分类和管理，利用多元正态分布作为核函数并设定带宽参数，使得均值漂移法更加适应档案数据的特性，提高了集群分析的准确性，利用fast方法和傅里叶系数计算每个档案数字化数据属性的一阶敏感性指数，能够准确地评估每个属性的重要性，为重要性评级提供科学依据。

58、（3）本发明通过预先设定的评级阈值选取需要加密的档案数字化数据，确保了只有重要性等级达到一定程度的数据才会被加密，从而提高了数据的安全性，利用陷门生成算法生成公钥和私钥，并通过公钥对选取的数据进行加密，保证了数据的机密性，防止了未经授权的访问和泄露，提高了档案数据的安全性、灵活性、密钥管理的效率以及数据的完整性，为档案管理系统提供了有力的数据安全保障。