在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全共享中應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)

潘小海

摘要：能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行內(nèi)外數(shù)據(jù)共享時，會出現(xiàn)訪問受限、多標(biāo)識、被篡改等問題，對數(shù)據(jù)安全共享的效率也產(chǎn)生一定影響。通過區(qū)塊鏈去中心化、無法更改等特點結(jié)合，設(shè)立以區(qū)塊鏈為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全共享系統(tǒng)，包含去集中化數(shù)據(jù)命名技術(shù)、授權(quán)數(shù)據(jù)分布存儲、支持自主分發(fā)協(xié)議，構(gòu)建數(shù)據(jù)索引命名系統(tǒng)，包括一級基礎(chǔ)ODIN與多級擴(kuò)展ODIN，同時，講解數(shù)據(jù)索引命名的工作制度，驗證ODIN的去中心DNS的功能，為企業(yè)的數(shù)據(jù)安全共享組建安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng);區(qū)塊鏈;數(shù)據(jù)共享;分析

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）24-0067-02

“能源互聯(lián)網(wǎng)”指的是以電力系統(tǒng)為中心，基于互聯(lián)網(wǎng)新興的信息技術(shù)，將分布可再生能源作為主要一次能源，并與天然氣、交通網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)相結(jié)合組建的能源利用系統(tǒng)。在如今的能源互聯(lián)網(wǎng)中大部分使用中心化的管理系統(tǒng)來解決問題，但由于能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)較為龐大，系統(tǒng)的工作繁忙，很難實時保持去中心化的高效化。作為去中心化的分布儲存網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的區(qū)塊鏈技術(shù)是用比特幣的數(shù)字加密貨幣系統(tǒng)的主要技術(shù)，組建安全可靠的可信數(shù)據(jù)安全共享系統(tǒng)，解決中心化的高投入、低回收與數(shù)據(jù)存儲不可靠的問題等問題。但區(qū)塊鏈也只提供了安全基礎(chǔ)平臺，仍舊缺少與能源互聯(lián)網(wǎng)相適應(yīng)的數(shù)據(jù)共享技術(shù)。所以，本文與區(qū)塊鏈技術(shù)的特點相結(jié)合設(shè)立以區(qū)塊鏈為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)安全共享系統(tǒng)，其中包含有去集中化數(shù)據(jù)命名技術(shù)、授權(quán)數(shù)據(jù)分布存儲等內(nèi)容。本文將開放命名索引技術(shù)用到區(qū)塊鏈中，解決數(shù)據(jù)安全標(biāo)識問題，同時設(shè)計以區(qū)塊鏈為基礎(chǔ)的去中心化的DNS域名服務(wù)解析制度，解決DNS受控可信的問題。

1以區(qū)塊鏈為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)安全共享系統(tǒng)

文章設(shè)計了一種以區(qū)塊鏈為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)安全共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。此系統(tǒng)是以如今的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)為基礎(chǔ)，把數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的標(biāo)識，并使用區(qū)塊鏈把數(shù)據(jù)分布存儲，使用設(shè)計分發(fā)協(xié)議，從而將數(shù)據(jù)組建成在提供者與消費者中對等的信息網(wǎng)絡(luò)，主要內(nèi)容如下：

1.1去集中化數(shù)據(jù)命名技術(shù)

與公司數(shù)據(jù)規(guī)范與統(tǒng)一資源標(biāo)識符相結(jié)合，以共享信息模型為基礎(chǔ)來進(jìn)行建模工作，設(shè)計開放數(shù)據(jù)索引命名技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)中自主命名與交換數(shù)據(jù)索引提供了開放的體系，給自動開放、安全的數(shù)據(jù)管理與產(chǎn)權(quán)管理提供了可拓展的數(shù)據(jù)命名標(biāo)識系統(tǒng)，從而為數(shù)據(jù)給予者與用戶的數(shù)據(jù)共享打下了基礎(chǔ)。

1.2 授權(quán)數(shù)據(jù)分布高效存儲

將區(qū)塊鏈作為承載的中心，如果連入數(shù)據(jù)時，就對其采取授權(quán)加密工作從而達(dá)成控制訪問權(quán)限的限制。并且，與公司業(yè)務(wù)特點與標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，在去中心的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)分布存儲，而數(shù)據(jù)緩存成為區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享中的問題。

1.3支持自主對等的數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議

以區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)共享實際上是為了達(dá)成P2P的數(shù)據(jù)對等共享網(wǎng)絡(luò)。 數(shù)據(jù)安全輸送主要包含開放數(shù)據(jù)索引命名的底層標(biāo)識符解析、名稱尋址過程與數(shù)據(jù)運輸，比如：設(shè)立去中心化的DNS域名解析來進(jìn)行數(shù)據(jù)的對等安全傳輸。

2去集中化數(shù)據(jù)統(tǒng)一命名技術(shù)

2.1開放數(shù)據(jù)索引命名結(jié)構(gòu)

將一級基礎(chǔ)ODIN主要負(fù)責(zé)處理主鏈間的數(shù)據(jù)命名標(biāo)識問題，多級基礎(chǔ)ODIN負(fù)責(zé)處理私有鏈的數(shù)據(jù)命名標(biāo)識問題，主要內(nèi)容如下：

2.1.1一級基礎(chǔ)ODIN

一級基礎(chǔ) ODIN的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)式是PPK與后綴的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)式可以拓展。兩種命名方式的差別為第一種加入了資源標(biāo)識并使用數(shù)據(jù)的位置區(qū)塊編號與子數(shù)據(jù)塊索引的二級的標(biāo)識來識別對所有的數(shù)據(jù)塊;第二種是把全部區(qū)塊的子數(shù)據(jù)完成統(tǒng)一編號后，再標(biāo)識數(shù)據(jù)的子數(shù)據(jù)塊。

2.1.2多級擴(kuò)展ODIN

多級擴(kuò)展ODIN是基于一級ODIN，并由使用者自主使用自有區(qū)塊鏈來定義二級ODIN，并將其注冊記錄整理后組成新區(qū)塊的HASH關(guān)鍵字經(jīng)合法驗證并保證其唯一。諸如上述也可以組成更為高級的ODIN標(biāo)識。

2.2開放數(shù)據(jù)索引命名服務(wù)工作制度

ODIN技術(shù)將數(shù)據(jù)命名，并使用ODIN數(shù)據(jù)庫接口來給予其他服務(wù)，所有ODIN 的工作都應(yīng)依據(jù)規(guī)定的協(xié)議再進(jìn)行編碼后，上傳至公有鏈平臺，再經(jīng)過共識后輸入公有鏈。

ODIN技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)識與交換內(nèi)容索引的開放系統(tǒng)，其依據(jù)URI標(biāo)準(zhǔn)和SID建模方法，為數(shù)字加密的區(qū)塊鏈開放、可靠的數(shù)據(jù)信息管理與知識管理組建了可以進(jìn)行拓展的框架。

開放數(shù)據(jù)索引命名服務(wù)的工作制度有以下兩個步驟：第一，所以有意向開放數(shù)據(jù)的個體可以使用開源ODIN注冊客戶端來登錄，并將其作為前綴來給開放的數(shù)據(jù)資源編寫一個含有個人前綴的并加入了后綴的ODIN標(biāo)識串，再把標(biāo)識串索引至數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)上，如此ODIN就變?yōu)榱藬?shù)據(jù)資源中的組成部分，并永遠(yuǎn)與數(shù)字資源共同存在;第二，已經(jīng)開放的數(shù)據(jù)資源的ODIN記錄、元數(shù)據(jù)信息可使用JSOD編碼的方式存儲在用戶的數(shù)據(jù)庫中，而被儲存的資源就成為ODIN資源標(biāo)識庫。

3以O(shè)DIN為基礎(chǔ)的去中心化DNS域名解析

其主要工作過程如下：數(shù)據(jù)申請者向ODIN用戶端發(fā)出ODIN標(biāo)識的DNS請求，后用戶端接收到后先在本塊數(shù)據(jù)庫檢索域名，如果查不到就向最近的完整區(qū)塊請求檢索，仍舊查不到就表明此域名不合法.如果查找到，就向指向的ODIN端查找下一級域名，直至不能檢索;最后把查到的索引數(shù)據(jù)輸送到數(shù)據(jù)請求者，經(jīng)解析后得到元數(shù)據(jù)與URL，再使用P2P的傳輸協(xié)議來訪問數(shù)據(jù)。

4實現(xiàn)與驗證

此次驗證使用5臺服務(wù)器組建成擴(kuò)展鏈，并將其與公有鏈相聯(lián)系組成實驗環(huán)境，把一級ODIN標(biāo)識放置于公有鏈上，把多級擴(kuò)展ODIN存儲于拓展鏈上再原型驗證，同時分析域名解析的效率。

4.1以區(qū)塊鏈為基礎(chǔ)的ODIN注冊

在ODIN中不但可以使用開放的命名方式，也可以對命名進(jìn)行部分的約束，如此來進(jìn)行ODIN域名的管理，以支持本地化的ODIN管理與共享。其他用戶可以依據(jù)已存在的命名標(biāo)識，其可以作為域名，以供他人查詢，如此來提升去中心化的DNS域名解析能力 。

4.2以O(shè)DIN為基礎(chǔ)的去中心化DNS域名解析

域名解析表現(xiàn)為以O(shè)DIN去中心化DNS域名解析成功的視圖，其余信息可以便可以以此標(biāo)識為基礎(chǔ)來進(jìn)行驗證，保證標(biāo)識數(shù)據(jù)來源安全。文章也依據(jù)用戶量與DNS解析的訪問效率實行了時間驗證，如果使用者逐漸提升，基于ODIN的DNS域名提升時，訪問的時間也會增加，但用戶數(shù)量和DNS域名間是存在著平衡點，如果用戶緩存域名到達(dá)一定數(shù)量的時候，域名的訪問效率也比較高，如果大于此平衡，效率會逐漸降低，區(qū)塊數(shù)對解析速度的影響在剛開始的時候隨著客戶的提升，速度的提升也比較快，后續(xù)再用戶數(shù)量再提升的時候速度提升放緩，并且存在著波動。

5結(jié)束語

本文是以區(qū)塊鏈的去中心化、自主對等、無法改變等特點，提出了以區(qū)塊鏈為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)安全共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中包含有去集中化數(shù)據(jù)統(tǒng)一命名、授權(quán)數(shù)據(jù)分布存儲與支持對等的數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議;并設(shè)計了開放數(shù)據(jù)索引命名結(jié)構(gòu)，其中包含有一級基礎(chǔ)ODIN與多級擴(kuò)展ODIN，后又詳細(xì)講解了開放數(shù)據(jù)索引命名的工作制度。最后對上述功能進(jìn)行了驗證與分析。

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【通聯(lián)編輯：王力】