一种基于区块链的电力数据共享系统及设备

本发明涉及数据共享技术领域，更具体的说是涉及一种基于区块链的电力数据共享系统及设备。

随着智能电网的信息化建设，电力行业在发电、输电、变电、配电、用电和调度等各环节积累了海量数据，管理并利用好日益庞大的电力数据，成为电网企业亟须解决的问题。

随着互联网技术的高速发展，人们大规模运用数字化手段提升电力数据的存储与共享的效率。现有的电力数据存储与共享方案在不断优化的同时，仍存在以下问题：

首先，当前的电力数据普通采用云服务器机进行中心化存储，此种存储方式存在越权修改、恶意泄露的风险。其次，电力数据仅在电力 网中流转，存在信息“孤岛”现象，和电网外研究机构间缺少安全高效的共享渠道。另外，存储后的电力数据的可追溯性不强，面临自然灾害、 存储主机故障导致数据丢失的风险。

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于区块链的电力数据共享系统及设备，能够提高电力数据共享的安全性、隐私性和可扩展性，解决电力数据信息“孤岛”现象。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种基于区块链的电力数据共享系统，包括：电力数据记录单元、电力数据存储单元、电力数据管理单元、权限管理单元和电力数据共享单元；

所述电力数据记录单元，用于通过半双工通信电路采集电力设备的电力数据，并发送至电力数据管理单元和电力数据存储单元；

所述电力数据存储单元，用于通过预设算法对电力数据进行加密后存储在云存储平台上，并生成数据获取方式；

所述电力数据管理单元，用于生成描述电力数据的元数据，并将元数据和数据获取方式上传到区块链上；

所述电力数据共享单元，用于根据访问客户端的需求提供检索数据，并向电力数据管理单元发起共享申请，共享申请经过审核后发送至区块链进行申请处理，并返回共享的电力数据；

所述权限管理单元，用于向访问客户端发放数据访问权限，并向拥有数据访问权限的访问客户端发送数据获取方式。

进一步，所述系统还包括用户管理单元；用户管理单元用于创建用户账户，并对访问客户端进行用户身份验证和管理；所述用户账户包括身份标识和公私钥，身份标识用于关联访问客户端的地址信息与权限，公私钥用于数据交易的签名。

进一步，电力数据记录单元采用型号为RTU1560－CN55的电力数据记录仪，所述电力数据记录仪通过 Modbus RTU移动通信协议与电力设备进行RS573半双工通信，将采集的电力数据生成电力数据包。

进一步，电力数据存储单元，具体用于：通过 AES-256 算法对电力数据进行加密后存储在 IPFS 平台上，IPFS 平台采用基于内容寻址的存储方式，根据电力数据的存储地址生成哈希地址。

进一步，当访问客户端的需求提供检索数据，并向电力数据管理单元发起共享申请后，所述电力数据管理单元提取共享申请中的申请信息，并申请信息发送至用户管理单元数据进行审核，若审核未通过，则驳回共享申请；若审核通过，则接收共享申请，并交由电力数据共享单元进行二次审核。其中，申请信息中包含要求共享电力数据的访问客户端的唯一地址信息。

进一步，电力数据共享单元包括：

数据检索模块，用于为访问客户端提供关键字检索功能；

共享发起模块，用于检索到所需的电力数据后，向电力数据管理单元发起共享申请，并将共享申请写入区块链账本中；

审核模块，用于对共享申请进行二次审核，查看共享申请，核实访问客户端与电力数据管理单元的信息，并在审核通过后向权限管理单元发出权限开放指令。

进一步，权限管理单元，具体用于：

向访问客户端发放数据访问权限，通过 SHA-256 算法对电力数据的存储地址与秘钥进行运算生成哈希值密文，并向拥有数据访问权限的访问客户端发送相应的哈希地址明文。

相应的，本发明还公开了一种基于区块链的电力数据共享设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序及基于区块链的电力数据共享系统；

处理器，用于执行所述计算机程序及基于区块链的电力数据共享系统，以实现基于区块链的电力数据共享系统。

对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明提供了一种基于区块链的电力数据共享系统及设备，利用电力数据记录单元、电力数据存储单元、电力数据管理单元、权限管理单元和电力数据共享单元组成的系统架构实现了电力数据的记录、存储、发布、共享和授权访问。为提高数据的安全性，通过非对称加密算法加密电力数据，再上传到云存储平台上，利用云存储平台将元数据、数据获取路径以及秘钥上传区块链完成电力数据的发布。在电力数据的共享和访问授权过程中，访问客户端通过二次审核机制，才能获取数据获取方式的明文，进一步提高了共享数据的安全性。另外，本发明通过区块链技术，有效解决了电力数据信息的“孤岛”现象。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式的系统结构图。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

本发明提供了一种基于区块链的电力数据共享系统，如图1所示，包括：电力数据记录单元1、电力数据存储单元2、电力数据管理单元3、电力数据共享单元4、权限管理单元5和用户管理单元6。

电力数据记录单元1，用于通过半双工通信电路采集电力设备的电力数据，并发送至电力数据管理单元和电力数据存储单元。电力数据记录单元采用型号为RTU1560－CN55的电力数据记录仪，所述电力数据记录仪通过 Modbus RTU移动通信协议与电力设备进行RS573半双工通信，将采集的电力数据生成电力数据包。

电力数据存储单元2，用于通过预设算法对电力数据进行加密后存储在云存储平台上，并生成数据获取方式。

具体来说，电力数据存储单元2通过 AES-256 算法对电力数据进行加密后存储在IPFS 平台上，IPFS 平台采用基于内容寻址的存储方式，根据电力数据的存储地址生成哈希地址。

电力数据管理单元3，用于生成描述电力数据的元数据，并将元数据和数据获取方式上传到区块链上。

电力数据共享单元4，用于根据访问客户端的需求提供检索数据，并向电力数据管理单元发起共享申请，共享申请经过审核后发送至区块链进行申请处理，并返回共享的电力数据。

权限管理单元5，用于向访问客户端发放数据访问权限，并向拥有数据访问权限的访问客户端发送数据获取方式。

用户管理单元6，用于创建用户账户，并对访问客户端进行用户身份验证和管理；所述用户账户包括身份标识和公私钥，身份标识用于关联访问客户端的地址信息与权限，公私钥用于数据交易的签名。

作为本发明的一个实施例，当访问客户端的需求提供检索数据，并向电力数据管理单元发起共享申请后，电力数据管理单元3提取共享申请中的申请信息，并申请信息发送至用户管理单元数据进行审核，若审核未通过，则驳回共享申请；若审核通过，则接收共享申请，并交由电力数据共享单元进行二次审核。其中，申请信息中包含要求共享电力数据的访问客户端的唯一地址信息。

作为本发明的一个实施例，电力数据共享单元4包括：数据检索模块41、共享发起模块42和审核模块43。

数据检索模块41，用于为访问客户端提供关键字检索功能。

共享发起模块42，用于检索到所需的电力数据后，向电力数据管理单元发起共享申请，并将共享申请写入区块链账本中。

审核模块43，用于对共享申请进行二次审核。审查过程包括查看共享申请，核实访问客户端与电力数据管理单元的信息，并在审核通过后向权限管理单元发出权限开放指令。

作为本发明的一个实施例，权限管理单元5，具体用于：向访问客户端发放数据访问权限，通过 SHA-256 算法对电力数据的存储地址与秘钥进行运算生成哈希值密文，并向拥有数据访问权限的访问客户端发送相应的哈希地址明文。

在本发明提供的实施方式中，为提高数据的安全性，通过非对称加密算法加密电力数据，再上传到云存储平台上，利用云存储平台将元数据、数据获取路径以及秘钥上传区块链完成电力数据的发布。在电力数据的共享和访问授权过程中，访问客户端通过二次审核机制，才能获取数据获取方式的明文，进一步提高了共享数据的安全性。另外，本发明通过区块链技术，有效解决了电力数据信息的“孤岛”现象。

基于上述系统本发明还提供一种基于区块链的电力数据共享设备，包括：存储器，用于存储计算机程序及电力数据动态配置系统；处理器，用于执行所述计算机程序及基于区块链的电力数据共享系统，以实现基于区块链的电力数据共享统。

本发明实施例中描述的设备可以包括诸如移动电话、智能电话、笔记本电脑、个人数字助理(PDA，Personal Digital Assistant)、平板电脑(PAD)、等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。然而，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的设备。

实现基于区块链的电力数据共享系统的设备是结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。