一种基于区块链的科学数据出版审计系统技术方案

一种基于区块链的科学数据出版审计系统，属于科学数据出版领域及区块链技术领域。本发明专利技术系统至少包括支持智能合约的区块链网络、SDPA虚拟钱包、SDPA评审审计、SDPA共享审计、业务查询、溯源查询、数据作者账户、技术评审人员账户和浏览人员账户。区块链的去中心化、不可篡改、可追溯、交易透明、共识等特征和科学数据出版审计的关键要素相契合，通过区块链网络架构设计、区块账本结构设计、链上链下存储设计和智能合约设计，结合科学数据出版领域的业务特点，形成基于区块链的科学数据出版审计系统。统。统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的科学数据出版审计系统


[0001]本专利技术涉及一种科学数据出版审计(SDPA)系统，尤其涉及一种基于区块链的科学数据出版审计系统。属于科学数据出版领域及区块链


技术介绍

[0002]SDPA，英文全称Scientific Data Publication Audit，中文全称为科学数据出版审计。科学数据是指科学研究中产生或收集后有待进一步检查并作为推理、讨论或计算基础的数据。科学数据出版是指科研人员与科研机构按照统一规范的质量管理和控制机制，利用互联网公开发布其通过观察、实验、计算分析等科研过程所产生的原始数据(Raw Data)，或通过对已有数据进行系统化地收集、整理和再加工后形成的数据及数据产品(Data Product)，帮助使用者便捷地发现、获取、理解和再分析利用数据。科学数据出版审计指在科学数据出版的流程中的关键步骤记录，审计科学数据出版的全生命周期，通过特定的方法可追溯到科学数据的所有出版步骤。传统的科学数据出版平台缺乏可信的审计流程，审计记录的安全性和不可篡改性对于科学数据出版占据重要的地位，科学数据出版审计记录的中心化存储无法保障审计的可靠性和安全性。同时，数据版权缺乏合理的保护机制，当出现数据作者利用他人的科学数据上传，不能够有效地进行数据溯源，难以保护数据提交者的合理权益，这使得数据共享缺乏激励机制，降低了科研工作者们数据共享的意愿。
[0003]科学数据出版审计包括科学数据评审审计和共享审计两部分，其中科学数据评审审计包括对数据的提交和评审两过程的审计，科学数据共享审计针对科学数据的浏览量和下载量达到一定数值时，将关键事件进行上链审计。通过对科学数据出版全过程的审计，从而使科学数据具有防篡改和可追溯的特性。
[0004]区块链是一种几乎不可能被更改的分布式数据库，涉及的技术包括对等(P2P)网络、拜占庭容错、智能合约以及分布式共识算法等，真正地在开放式P2P网络中实现，形成新的数据记录、存储和表达方式。区块链的去中心化、不可篡改、可追溯、交易透明、共识等特征和科学数据出版的关键要素相契合，因此，本专利技术基于区块链平台，通过区块链网络架构设计、区块账本结构设计、链上链下存储设计和智能合约设计，结合科学数据出版领域的业务特点，形成基于区块链的科学数据出版审计系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术给出了一种基于区块链的科学数据出版审计(SDPA)系统，可以实现科学数据评审、科学数据的共享与传播、科学数据的全生命周溯源管理，利用区块链去中心化、不可篡改、可追溯、交易透明来保证科学数据出版审计系统的安全性和可溯源性。
[0006]下面详细说明本系统的技术方案：
[0007]本专利技术系统至少包括支持智能合约的区块链网络、SDPA虚拟钱包、SDPA评审审计、SDPA共享审计、业务查询、溯源查询、数据作者账户、技术评审人员账户和浏览人员账户。
[0008]本专利技术系统首先初始化用户虚拟钱包及为系统中所有用户分配固定上链次数，同
时将上链次数记录到区块链分布式账本。数据作者和浏览者用户在使用SDPA出版审计和SDPA共享审计功能时，向区块链分布式账本中查询剩余上链次数，若上链次数大于零，将信息产生的交易事务广播到区块链网络，当节点经过验证达成共识后，将其存储至分布式账本。然后发起另一个交易请求，将该用户在区块链中记录的上链次数减少一次。SDPA虚拟钱包通过设置用户上链次数可降低上链的频率，在一定程度上也防止了恶意用户频繁上链，破坏系统的稳定性。
[0009]本专利技术系统中数据作者决定SDPA评审审计功能，包括数据提交和评审两过程的审计。DOI全称是digital object unique identifier，是指数字对象唯一标识符，DOI具有唯一性、持久性和兼容性等特征，常用于标识数字对象，如论文和电子书籍等，因此引入DOI来唯一标识科学数据。数据作者提交科学数据，记录科学数据的关键信息和关联论文信息，科学数据关键信息包括数据作者ID、科学数据DOI、数据的描述信息、提交日期、文件名和文件Hash值。科学数据关键信息和关联论文信息全量存储至本地数据库，科学数据关键信息根据MD5算法获取其Hash值，将关键信息和其Hash值存储至分布式账本。科学数据关键信息上链前需校验数据的大小，由于分布式账本存储空间有限，通过MD5算法来获取文件的Hash值，从而用文件Hash进行链上存储，同时不支持大型文本信息审计上链。技术评审人员评审科学数据，记录科学数据评审的关键信息，包括技术评审人员ID、科学数据DOI、评审意见、评审日期和评审结果。首先将评审的关键信息存储到本地数据库。其次，评审信息上链由数据作者来决定，当评审意见返回给数据作者时，选择是否上链审计，若使用上链审计，计算评审关键信息的Hash值，将评审的关键信息及其Hash值存储至分布式账本。
[0010]本专利技术系统中具有SDPA共享审计功能，记录科学数据共享的关键信息，包括科学数据DOI、下载量、引用量和共享日期，通过MD5算法计算科学数据共享的关键信息生成Hash值，将科学数据共享关键信息及其Hash值生成交易并打包成区块上链；为了激励评审人员和数据作者，技术评审人员获得评审报酬，即用户上链次数。当科学数据的下载量和引用量达到阈值时，执行科学数据共享的区块链审计功能，同时也将奖励数据作者上链次数，以此来繁荣科学数据出版生态。
[0011]本专利技术系统面向数据作者提供区块链系统的业务查询，业务查询指对科学数据出版审计信息的查询。本系统采用链上链下存储的存储方式，链下存储完整的数据信息，链上存储关键信息及其Hash值。由于链上查询速度远小于链下查询速度，因此采用链下查询链上验证的方式来加速查询，业务查询通过本地数据库执行链下查询获取到查询结果，同时利用链上查询获取Hash值。若Hash值相同说明链下数据是没有被篡改，将链下查询结果返回给查询用户即可。若Hash值不同，则说明链下数据被篡改，向链上查询完整的业务信息返回给查询用户，通过链上和链下相结合的方式，提高了查询速度同时也保证了数据的不可篡改。
[0012]本专利技术系统面向数据作者提供溯源查询功能，支持根据科学数据DOI溯源其生命周期中科学数据评审和数据共享的所有操作。当存在一个科学数据被多个数据作者持有时，可使用区块链溯源查询功能解决版权纠纷问题。通过科学数据DOI查询出所有历史操作，通过比较科学数据的提交信息、评审信息和共享信息，可准确判断科学数据的版权问题。区块链是利用加密链式区块结构来验证与存储数据，区块由区块头和区块体两部分组成，区块体包含一定数量的交易集合，区块头通过前继Hash维持与上一区块的关联从而形
成链状结构，通过MerkleTree生成的RootHash快速验证区块体交易集合的完整性。区块链的链式结构存储，除了存储区块索引外，也同时将历史索引记录，当执行溯源查询时，可通过历史索引加速查询过程，而不需要从创世区块开始遍历到当前区块，极大提高了溯源查询的效率。
[0013]本专利技术系统具有以下有益效果:<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的科学数据出版审计系统，其特征在于，所述系统中有支持智能合约的区块链网络、SDPA虚拟钱包、SDPA评审审计、SDPA共享审计、业务查询、溯源查询、数据作者账户、技术评审人员账户和浏览人员账户；所述系统通过区块链网络架构设计、区块账本结构设计、链上链下存储设计和智能合约设计，形成基于区块链的科学数据出版审计系统；所属系统具有用户虚拟钱包，数据作者和浏览者用户在使用SDPA评审审计和SDPA共享审计功能时，向区块链分布式账本中查询剩余上链次数，若上链次数大于零，将信息生成交易事务广播到区块链网络，当节点经过验证达成共识后，将其存储至分布式账本，同时发起另一个交易请求，将该用户在区块链中记录的上链次数减少一次；科学数据评审审计指对数据提交和评审两过程的审计，数据作者提交科学数据，记录科学数据的关键信息和关联论文信息；将科学数据全量信息存储至本地数据库，同时将科学数据关键信息存储至分布式账本；技术评审人员评审科学数据，将评审的关键信息存储到本地数据库；评审信息上链由数据作者来决定，当评审意见返回给数据作者时，选择是否上链审计，若使用上链审计，计...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁毅，于克松，高赞，王子璇，郭磊，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：