一种基于区块链的时序数据共享交易方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于区块链的时序数据共享交易系统及方法。本发明专利技术包括数据存储模块、数据令牌访问模块、数据共享交易模块和应用层模块；数据存储模块由通用时序数据库与IPFS组成，利用时序数据库与IPFS混合存储策略。数据令牌访问模块负责维护系统中的各类数据访问；数据共享交易模块，数据需求方通过智能合约向数据持有方订购一段时间的高价值时序数据或批量订购大范围的其他类型时序数据；应用层模块对外以可视化界面的呈现，便于联盟内参与者共享时序数据或联盟外用户检索购买自己需要的数据。本发明专利技术利用智能合约、时序数据库、IPFS和令牌访问机制实现了时序数据在不同参与方之间的可信共享与对外交易。同时极大提升了时序数据的存储效率问题。提升了时序数据的存储效率问题。提升了时序数据的存储效率问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的时序数据共享交易方法与系统


[0001]本专利技术涉及到区块链
，尤其涉及是一种基于区块链的时序数据共享交易方法与系统。

技术介绍

[0002]近年来，区块链在物联网(IOT)和医疗物联网(IOMT)等需要分布式、可信和透明数据的行业中一直是一个非常活跃的课题。融合其他新型技术的“区块链+”模式日渐成为业界共识。由中国信息通信研究院编写的《区块链白皮书》中提到区块链与物联网结合可以弥补两者自身缺陷，实现物理
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数字世界可信链接。一是物联网设备可有效提升上链数据的真实性。二是区块链为数据要素流转和价值挖掘提供了可信保障。三是区块链促进物联网应用拓展。
[0003]相较于区块链系统，传统的系统存在以下几方面问题。第一，缺乏统一的数据共享服务，无法有效且即时的获取到数据。第二，现有工业系统是一个松散分布的组织，传统的工业数据管理系统与其他的参与者难以交互。第三，不同的参与者采用不同的管理系统，具有不同的数据格式与数据库配置，不利于数据流通。
[0004]传统解决方案是按照各方给出的数据标准进行数据转发，此类转发存在较多问题。首先，转发效率低下，各方需要权衡多种数据要求，不利于系统的维护。而且对于此类转发，由于工业时序数据数据量大，且实时产生，所以转发的消耗系统资源多且多数操作难以权衡收益分配。
[0005]区块链对此的解决方案是由于区块链支持分布式可信数据共享，在现有联盟链的基础上可以实现数据共享，构建统一的数据标准。但此类方案也同样存在一些问题，此类共享方案使用范围广但是对于特定类型的数据共享、存储、交易却存在较大的缺陷，由于时序数据需要进行分析处理，而区块链系统并不能完成对此类数据的可视化操作，使用此类系统难以让数据持有方有效的对数据进行操作。其次，区块链系统并不适合作为大规模数据存储的解决方案，由于区块链系统需要在每一个成员中保留数据备份，因此数据量大的工业时序数据存放在区块链中会导致大量的存储空间浪费。而此类数据更适合存放在时序数据库中。
[0006]时序数据库主要用于处理带时间标签(按照时间的顺序变化，即时间序列化)的时序数据。以InfluxDB为例，InfluxDB是一个由InfluxData开发的开源时序型数据库。由Go写成，着力于高性能查询和存储时序数据。作为时间序列数据专门编写的自定义高性能数据存储，其拥有的TSM引擎具有高性能的写入和数据压缩。此外还提供了简单、高性能的查询，内置HTTP支持。其还同时支持如graphite、OpenTSDB等插件可以对数据进行可视化分析。因此被广泛应用于存储系统的监控数据，IoT行业的实时数据等场景。
[0007]而在区块链系统中星际文件系统得到了广泛得运用。星际文件系统是一个将分布式哈希表、BitTorrent、Git、自认证文件系统与区块链结合的文件存储和内容分发网络协议。IPFS使用去中心化分片加密存储技术，把文件分割成多个片段，存储在网络的各个节点
上，在需要获取文件时IPFS会自动把文件还原。对比传统的HTTP协议IPFS极大的节省了网络带宽，降低了存储成本，并且可以抵御女巫攻击、外包攻击、DDOS攻击等。
[0008]在当今，大量的物联网设备分布在当今世界的各个地方，产生了海量的数据其中也包含了十分重要的时序数据。如使用脑机设备采集的脑电时序数据对于预测分析病人病情有着至关重要的作用。但是大量的科研机构和医院所采集的脑电时序数据由于其稀缺性很少公开分享，导致了数据孤岛的问题。数据之间不互通同样也导致了数据样本不足，难以提升病情预测的准确性。同时又由于时序数据的高时效性，数据孤岛导致大量的时序数据被浪费，不能及时发掘出时序数据中有效的信息和潜在的价值。
[0009]本专利技术依靠上述背景展开，设计了一种基于区块链、加密算法与时序数据库的数据共享交易方法与系统。有效的提升了时序数据的存储效率与交易效率。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种基于区块链的时序数据共享交易方法与系统，以解决当前各类设备产生的大量时序数据孤岛和各类区块链系统难以对时序数据的高效处理问题。
[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术利用智能合约、时序数据库、IPFS和令牌访问机制实现了时序数据在不同参与方之间的可信共享与对外交易。同时利用时序数据库提供的高效数据压缩方案极大提升了时序数据的存储效率问题。通过IPFS(星际文件系统)和时序数据库的交互实现高价值时序数据和其他类型时序数据的分离。根据数据的重要程度，实现高价值时序数据的快速获取和其他类型时序数据的大批量获取。此外本专利技术还设计了时序数据分段访问令牌机制，有效的提升了时序数据交易的便捷性。
[0012]本专利技术为实现其技术目的所采用的技术方案如下：
[0013]一种基于区块链的时序数据共享交易系统，适用于多数据持有方、多需求方的环境，包括以下四个模块：
[0014]所述数据存储模块，由通用时序数据库与IPFS组成，利用时序数据库与IPFS混合存储策略；数据持有方在收集到时序数据后将其存入到时序数据库中并取哈希值上传至存证链，其中时序数据库对存入的时序数据进行有效的无损压缩；对于高价值时序数据通过筛选压缩实时同步至IPFS中，并将高价值时序数据中的脱敏信息提交共享交易链；IPFS在逻辑上分为高价值时序数据存放区与其他类型时序数据缓冲区；对于高价值时序数据在联盟成员指定的高价值时序数据标准的范围内则长时间保留，当超出此标准时则自动删除；对于其他类型时序数据，在确认数据共享交易结束后会自动从IPFS中销毁；
[0015]所述数据令牌访问模块，负责维护系统中的各类数据访问，其中包含时序数据分段子令牌生成，用于给连续传入的高价值时序数据目标铸造数据令牌；还包含生成其他类型时序数据或大批量时序数据在单次交易时所需的数据令牌；
[0016]所述数据共享交易模块，数据需求方通过智能合约向数据持有方订购一段时间的高价值时序数据或批量订购大范围的其他类型时序数据；对于高价值时序数据，数据持有方会根据需求方所订购的时间段铸造数据总令牌用于长期访问不断上传的高价值时序数据；数据需求方通过此令牌访问过一段数据后，该段数据对应的子令牌自动销毁；对于其他类型时序数据，数据持有方在经过数据筛选压缩后将数据存入IPFS并铸造单次访问令牌，
需求方通过令牌访问获取数据后，令牌自动删除，数据同时也从IPFS中销毁；
[0017]所述应用层模块，对外以可视化界面的呈现，便于联盟内参与者共享时序数据或联盟外用户检索购买自己需要的数据。
[0018]进一步的，智能合约在收到需求方发送的交易请求后，通过区块链系统匹配对应的数据提供者，并生成对应交易合约，包含所需数据时间段、数据价格、双方身份信息等。
[0019]进一步的，区块链系统利用区块链的去中心化、防窜改等特性，为各方提供可信的时序数据交易服务。同时数据持有方与需求方通过时序数据令牌访问机制实现对数据的安全交易。使用本专利技术设计的时序数据令牌访问机制对时序本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的时序数据共享交易系统，其特征在于包括数据存储模块、数据令牌访问模块、数据共享交易模块和应用层模块：所述数据存储模块，由通用时序数据库与IPFS组成，利用时序数据库与IPFS混合存储策略；数据持有方在收集到时序数据后将其存入到时序数据库中并取哈希值上传至存证链，其中时序数据库对存入的时序数据进行有效的无损压缩；对于高价值时序数据通过筛选压缩实时同步至IPFS中，并将高价值时序数据中的脱敏信息提交共享交易链；IPFS在逻辑上分为高价值时序数据存放区与其他类型数据缓冲区；对于高价值时序数据在联盟成员指定的高价值时序数据标准的范围内则长时间保留，当超出此标准时则自动删除；对于其他类型数据，在确认数据共享交易结束后会自动从IPFS中销毁；所述数据令牌访问模块，负责维护系统中的各类数据访问，其中包含时序数据分段子令牌生成，用于给连续传入的高价值时序数据目标铸造数据令牌；还包含生成其他类型时序数据或大批量时序数据在单次交易时所需的数据令牌；所述数据共享交易模块，数据需求方通过智能合约向数据持有方订购一段时间的高价值时序数据或批量订购大范围的其他类型时序数据；对于高价值时序数据，数据持有方会根据需求方所订购的时间段铸造数据总令牌用于长期访问不断上传的高价值时序数据；数据需求方通过此令牌访问过一段数据后，该段数据对应的子令牌自动销毁；对于其他类型时序数据，数据持有方在经过数据筛选压缩后将数据存入IPFS并铸造单次访问令牌，需求方通过令牌访问获取数据后，令牌自动删除，数据同时也从IPFS中销毁；所述应用层模块，对外以可视化界面的呈现，便于联盟内参与者共享时序数据或联盟外用户检索购买自己需要的数据。2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的时序数据共享交易系统，其特征在于所述时序数据持有方针对其他类型时序数据或大批量时序数据共享交易需求，在数据需求方提出需求后，数据持有方将所需数据通过现有时序压缩算法压缩存入IPFS并铸造访问令牌供需求方调用数据；所述高价值时序数据在以时序规律连续生成的情况下，数据持有方针对此类型数据铸造数据总令牌，在每段数据上传后再通过总令牌与所上传小段数据生成数据子令牌；数据需求方调用总令牌获取部分分段数据后，对应分段的子令牌通过智能合约自动销毁；所述其他类型时序数据在单次交易的情况下，数据持有方通过数据生成单次访问令牌，并将数据压缩存入IPFS中，当获取完成后令牌自动销毁；所述时序数据通过数据令牌从IPFS中获得，并同样取哈希值与存证链中的哈希值比对，查看数据完整性与安...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴以凡，左越新，张桦，许艳萍，叶挺聪，戴国骏，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：