一种基于区块链的楼宇建筑的碳排放处理系统及加密方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于区块链的楼宇建筑的碳排放处理系统及其加密方法，旨在克服现有技术中碳排放数据安全性低的问题，系统包括信息采集单元

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的楼宇建筑的碳排放处理系统及加密方法


[0001]本专利技术属于碳排放数据处理技术，特指一种基于区块链的楼宇建筑的碳排放处理系统及其加密方法
。

技术介绍

[0002]建筑碳排放是指建筑物在与其有关的建材生产及运输
、
建造及拆除
、
运行阶段产生的温室气体排放的总和，以二氧化碳当量表示
。
计算边界是指与建筑物建材生产及运输
、
建造及拆除
、
运行等活动相关的温室气体排放的计算范围
。
建筑碳汇是指在划定的建筑物项目范围内，绿化
、
植被从空气中吸收并存储的二氧化碳量
。
[0003]楼宇建筑在建设过程中，建筑前建筑中建筑后等不同的阶段，都容易造成碳排放，碳排放一般指温室气体排放
。
温室气体排放，造成温室效应，使全球气温上升
。
地球在吸收太阳辐射的同时，本身也向外层空间辐射热量，其热辐射以3～
30
μ
m
的长波红外线为主
。
当这样的长波辐射进入大气层时，易被某些分子量较大
、
极性较强的气体分子所吸收
。
[0004]碳排放很容易给外界大气带来严重危害，如何提高建筑前建筑中建筑后的三块碳排放处理是亟待解决的技术问题
。
现有技术通过采集设备实现碳排放数据信息的采集，这种方法虽然能够实现建筑前建筑中建筑后的三块碳排放采集，但无法实现采集的数据信息的加密处理
。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术的不足及存在的问题，用以解决楼宇建筑前
、
建筑中
、
建筑后的碳排放数据采集
、
分享和加密等处理问题，本专利技术提供一种基于区块链的楼宇建筑的碳排放处理系统及其加密方法
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种基于区块链的楼宇建筑的碳排放处理系统，包括：
[0008]信息采集单元，用于采集楼宇建筑不同阶段的碳排放数据，楼宇建筑不同阶段的碳排放数据即为楼宇建筑的碳排放数据，其中，楼宇建筑不同阶段包括楼宇建筑前的碳排放阶段
、
建筑中的碳排放阶段
、
建筑后的碳排放阶段；
[0009]区块链系统，其用于加密和共享信息采集单元采集的楼宇建筑的碳排放数据；
[0010]信息处理单元，其用于处理区块链系统加密和共享的楼宇建筑的碳排放数据；
[0011]信息应用单元，其用于应用信息处理单元处理的楼宇建筑的碳排放数据；
[0012]所述信息采集单元
、
区块链系统
、
信息处理单元和信息应用单元依次通信连接在一起
。
[0013]本专利技术的碳排放处理系统对不同数据结构的碳排放数据进行统一的存储和管理，支持基础元数据信息的同时，还支持数据模型的快速建设，通过标签化的数据模型绑定相应的碳排放数据业务场景，在碳排放的大数据场景下提供统一管理的楼宇建筑阶段的碳排放
。
碳排放处理系统以数据库为基础设施，对碳排放数据进行集中化管理和维护，为楼宇建
筑阶段排放器提供所需的数据交换
、
数据共享
、
统计视图等功能，通过大数据组件对多样化的数据转换方案进行定义和抽象，将碳排放大数据处理流程实现统一处理和构建，解决不同数据结构的碳排放数据带来的数据解析和记录问题
。
[0014]碳排放处理系统的区块链系统应用到了区块链技术，使碳排放处理系统具有分散式的网络结构，不再依靠现有技术中中央管理的基建阶段排放器设备
。
区块链系统的网络结构中所有网络节点都具有执行数据任务的能力，网络节点中的用户可进行点对点的数据交易
。
全节点中使用冗余存储的方式保存所有的交易数据，轻节点只存储区块头，减少占用用户的硬盘资源
。
如图1所示，为本专利技术的碳排放处理系统的架构示意图
。
[0015]作为优选，所述信息采集单元包括碳排放采集模块
、
传感器模块和物联网模块
。
[0016]作为优选，所述碳排放采集模块
、
传感器模块和物联网模块搭建成主
‑
从区块链结构
。
[0017]上述步骤中，由于数据拥有者模块具有大量的碳排放数据，采用主
‑
从区块链结构的区块链系统通过制定的加密策略对碳排放数据进行加密，并将加密后的碳排放数据和访问策略交给云服务商模块处理
。
数据用户模块为了能够访问数据拥有者模块的碳排放数据，数据用户模块需要先在属性权威集合模块中注册用户的属性，再向云服务商模块发起预解密请求，根据预解密请求计算得到对称密钥
。
属性权威集合模块负责发布数据用户的属性混淆密钥，并生成数据拥有者的节点密钥，并根据
KUNODE
方法生成更新密钥，云服务商模块协同属性权威集合共同完成了节点密钥和更新密钥的生成
。
[0018]作为优选，所述区块链系统中设置有数据用户模块
、
属性权威集合模块
、
云服务商模块和数据拥有者模块，数据用户模块
、
属性权威集合模块
、
云服务商模块和数据拥有者模块通信连接在一起，数据拥有者模块通信连接在信息采集单元
。
[0019]作为优选，所述区块链系统采用了
Hyperledger Fabric
框架
。
[0020]本专利技术的区块链系统采用了
Hyperledger Fabric
框架，使区块链系统具有高度模块化
、
可拔插的设计以及可配置的架构，可以根据不同的应用场景选取适当的共识协议，从而支持不同应用场景下的碳排放信息管控需求
。
区块链系统中的网络节点通过
GOSSIP
协议进行网络状态的同步和发布，通过共识机制维护碳排放数据，并保证碳排放数据在各网络节点中数据状态的一致性
。
区块链系统的应用程序部署中应用到了
PAXOS
分布式架构技术，相较于传统独立部署的单个基建阶段排放器实例，基建阶段即为楼宇建筑阶段，能够对外提供更稳定可靠的碳排放数据统计
、
交互
、
共享等业务需求，不同的网络节点之间的碳排放数据具有一致性，防止出现在相同的请求下不同的网络节点得到不同的响应结果
。
系统基建阶段碳排放数据部署在不同的实例节点中，保证每个节点在任意时刻都能够正常对外提供基建阶段排放，多个系统节点形成不同的网络区域划分，在不同的网络节点同步时允许出现软状态
。
系统中使用了星际文件系统
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于区块链的楼宇建筑的碳排放处理系统，其特征在于，包括：信息采集单元，其用于获取楼宇建筑的碳排放数据；区块链系统，其用于加密和共享信息采集单元采集的楼宇建筑的碳排放数据；信息处理单元，其用于处理区块链系统加密和共享的楼宇建筑的碳排放数据；信息应用单元，其用于应用信息处理单元处理的楼宇建筑的碳排放数据；所述信息采集单元
、
区块链系统
、
信息处理单元和信息应用单元依次通信连接在一起
。2.
根据权利要求1所述的一种基于区块链的楼宇建筑的碳排放处理系统，其特征在于，所述信息采集单元包括碳排放采集模块
、
传感器模块和物联网模块，碳排放采集模块
、
传感器模块和物联网模块搭建成主
‑
从区块链结构
。3.
根据权利要求1所述的一种基于区块链的楼宇建筑的碳排放处理系统，其特征在于，所述区块链系统中设置有数据用户模块
、
属性权威集合模块
、
云服务商模块和数据拥有者模块，数据用户模块
、
属性权威集合模块
、
云服务商模块和数据拥有者模块通信连接在一起，数据拥有者模块通信连接在信息采集单元
。4.
根据权利要求1所述的一种基于区块链的楼宇建筑的碳排放处理系统，其特征在于，所述信息处理单元上设置有数据输入端，信息采集单元上设置有远程终端监控设备，数据输入端通信连接在远程终端监控设备上，信息处理单元可通过数据输入端获取远端终端监控设备采集的楼宇建筑的碳排放数据；所述信息处理单元上设置有数据分级模块，数据分级模块通信连接在数据输入端上，数据分级模块用于将楼宇建筑的碳排放数据分级成建筑材料碳排放数据
、
建筑过程碳排放数据和建筑能源利用碳排放数据；所述信息处理单元上设置有数据过滤模块，数据过滤模块通信连接在数据局分级模块上，数据过滤模块用于对分级后的楼宇建筑的碳排放数据进行过滤；所述信息处理单元上设置有数据输出端，数据过滤模块通信连接在数据输出端上，数据输出端通信连接有混合网络神经网络模型，数据输出端用于将过滤后的楼宇建筑的碳排放数据输出至混合神经网络模型，混合神经网络模型用于根据过滤后的楼宇建筑的碳排放数据实现楼宇建筑的碳排放数据循环预测，其中，混合神经网络模型包括楼宇建筑数据信息输入端子和特征提取模块，特征提取模块包括遗忘门
、
记忆门
、
输入门和输出门，遗忘门的输出端与输入门的输入端连接，输入门的输出端与输出门的输入端连接
。5.
一种基于区块链的楼宇建筑的碳排放加密方法，其特征在于，基于权利要求3所述的一种基于区块链的楼宇建筑的碳排放处理系统，具体包括如下步骤：步骤1：数据拥有者模块通过加密策略对楼宇建筑的碳排数据进行加密得到密文和访问策略，将密文和访问策略发送至云服务商模块；步骤2：数据用户模块将注册请求发送至属性权威集合模块，属性权威集合模块根据注册请求注册用户的属性；步骤3：数据用户模块将预解密请求发送至云服务商模块，云服务商模块根据预解密请求计算得到对称密钥；步骤4：属性权威集合模块发布数据用户模块的属性混淆密钥，属性权威集合模块协同云服务商模块共同生成数据拥有者模块的节点密钥和更新密钥
。6.
根据权利要求5所述的一种基于区块链的楼宇建筑的碳排放加密方法，其特征在于，
所述步骤4，具体包括如下步骤：步骤
41
：属性权威集合模块根据真随机数生成器生成安全参数，统计用户数量，根据安全参数和用户数量生成公共参数并初始化用户二叉树，二叉树用以存储注册用户的属性；步骤
42
：云服务商模块将公共参数
、
用户二叉树
、
撤销时间列表
、
重加入时间列表和
t
时刻的数据用户模块生成的更新密钥代入
KUNODE
方法计算得到数据拥有者模块的更新密钥
。7.
根据权利要求6所述的一种基于区块链的楼宇建筑的碳排放加密方法，其特征在于，所述步骤
41
，具体包括如下步骤：步骤
411
：属性权威集合模块将安全参数和用户数量输入
Setup(
λ
,N)
生成双线性映射和防碰撞哈希函数，双线性映射采用表示，
G
为阶为素数的加法群，
G
t
为阶为素数的乘法群，防碰撞哈希函数采用
H{0,1}
*
→
G
表示，
H{0,1}
*
为单向安全的哈希函数，根据真随机数生成器生成第一群元素
h
和第二群元素
d
，根据
PSSS
方法生成第一随机数
α
和第二随机数
β
，分别将第一随机数
α
和第二随机数
β
分割成第
i
个第一分割数
α
i
和第
i
个第二分割数
β
i
，将第一分割数
α
i
和第二分割数
β
i
代入双线性映射和防碰撞哈希函数计算得到和将和代入如下公式计算得到全局参数：其中，为全局参数，
L(i)
为第
i
个的数据层，
k
为阈值；步骤
412
：属性权威集合模块建立用户二叉树，在用户二叉树的节点配置第三随机数，第三随机数采用
ξ
θ
表示，
ξ
θ
∈G
，初始化撤销时间列表和重加入时间列表，撤销时间列表可存储空列表的数量等于用户数量，重加入时间列表可存储空列表的数量也等于用户数量，数据用户模块调用用户注册函数
Use...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹宏亮，唐斌，王雪燕，陈翔，叶烨，李登雕，姚佳豪，柯奕辰，王宇，
申请(专利权)人：台州宏创电力集团有限公司科技分公司台州宏创电力集团有限公司，
类型：发明
国别省市：