在网络数据安全共享中应用区块链技术

潘小海

摘要：能源互联网企业进行内外数据共享时，会出现访问受限、多标识、被篡改等问题，对数据安全共享的效率也产生一定影响。通过区块链去中心化、无法更改等特点结合，设立以区块链为基础的网络数据安全共享系统，包含去集中化数据命名技术、授权数据分布存储、支持自主分发协议，构建数据索引命名系统，包括一级基础ODIN与多级扩展ODIN，同时，讲解数据索引命名的工作制度，验证ODIN的去中心DNS的功能，为企业的数据安全共享组建安全的网络环境。

关键词：能源互联网;区块链;数据共享;分析

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）24-0067-02

“能源互联网”指的是以电力系统为中心，基于互联网新兴的信息技术，将分布可再生能源作为主要一次能源，并与天然气、交通网络等系统相结合组建的能源利用系统。在如今的能源互联网中大部分使用中心化的管理系统来解决问题，但由于能源互联网系统较为庞大，系统的工作繁忙，很难实时保持去中心化的高效化。作为去中心化的分布储存网络数据的区块链技术是用比特币的数字加密货币系统的主要技术，组建安全可靠的可信数据安全共享系统，解决中心化的高投入、低回收与数据存储不可靠的问题等问题。但区块链也只提供了安全基础平台，仍旧缺少与能源互联网相适应的数据共享技术。所以，本文与区块链技术的特点相结合设立以区块链为基础的数据安全共享系统，其中包含有去集中化数据命名技术、授权数据分布存储等内容。本文将开放命名索引技术用到区块链中，解决数据安全标识问题，同时设计以区块链为基础的去中心化的DNS域名服务解析制度，解决DNS受控可信的问题。

1以区块链为基础的数据安全共享系统

文章设计了一种以区块链为基础的数据安全共享网络系统。此系统是以如今的互联网架构为基础，把数据进行统一的标识，并使用区块链把数据分布存储，使用设计分发协议，从而将数据组建成在提供者与消费者中对等的信息网络，主要内容如下：

1.1去集中化数据命名技术

与公司数据规范与统一资源标识符相结合，以共享信息模型为基础来进行建模工作，设计开放数据索引命名技术，在网络中自主命名与交换数据索引提供了开放的体系，给自动开放、安全的数据管理与产权管理提供了可拓展的数据命名标识系统，从而为数据给予者与用户的数据共享打下了基础。

1.2 授权数据分布高效存储

将区块链作为承载的中心，如果连入数据时，就对其采取授权加密工作从而达成控制访问权限的限制。并且，与公司业务特点与标准相结合，在去中心的网络实现分布存储，而数据缓存成为区块链的数据共享中的问题。

1.3支持自主对等的数据分发协议

以区块链技术的数据共享实际上是为了达成P2P的数据对等共享网络。 数据安全输送主要包含开放数据索引命名的底层标识符解析、名称寻址过程与数据运输，比如：设立去中心化的DNS域名解析来进行数据的对等安全传输。

2去集中化数据统一命名技术

2.1开放数据索引命名结构

将一级基础ODIN主要负责处理主链间的数据命名标识问题，多级基础ODIN负责处理私有链的数据命名标识问题，主要内容如下：

2.1.1一级基础ODIN

一级基础 ODIN的标准构式是PPK与后缀的标准构式可以拓展。两种命名方式的差别为第一种加入了资源标识并使用数据的位置区块编号与子数据块索引的二级的标识来识别对所有的数据块;第二种是把全部区块的子数据完成统一编号后，再标识数据的子数据块。

2.1.2多级扩展ODIN

多级扩展ODIN是基于一级ODIN，并由使用者自主使用自有区块链来定义二级ODIN，并将其注册记录整理后组成新区块的HASH关键字经合法验证并保证其唯一。诸如上述也可以组成更为高级的ODIN标识。

2.2开放数据索引命名服务工作制度

ODIN技术将数据命名，并使用ODIN数据库接口来给予其他服务，所有ODIN 的工作都应依据规定的协议再进行编码后，上传至公有链平台，再经过共识后输入公有链。

ODIN技术是在网络中标识与交换内容索引的开放系统，其依据URI标准和SID建模方法，为数字加密的区块链开放、可靠的数据信息管理与知识管理组建了可以进行拓展的框架。

开放数据索引命名服务的工作制度有以下两个步骤：第一，所以有意向开放数据的个体可以使用开源ODIN注册客户端来登录，并将其作为前缀来给开放的数据资源编写一个含有个人前缀的并加入了后缀的ODIN标识串，再把标识串索引至数据的元数据上，如此ODIN就变为了数据资源中的组成部分，并永远与数字资源共同存在;第二，已经开放的数据资源的ODIN记录、元数据信息可使用JSOD编码的方式存储在用户的数据库中，而被储存的资源就成为ODIN资源标识库。

3以ODIN为基础的去中心化DNS域名解析

其主要工作过程如下：数据申请者向ODIN用户端发出ODIN标识的DNS请求，后用户端接收到后先在本块数据库检索域名，如果查不到就向最近的完整区块请求检索，仍旧查不到就表明此域名不合法.如果查找到，就向指向的ODIN端查找下一级域名，直至不能检索;最后把查到的索引数据输送到数据请求者，经解析后得到元数据与URL，再使用P2P的传输协议来访问数据。

4实现与验证

此次验证使用5台服务器组建成扩展链，并将其与公有链相联系组成实验环境，把一级ODIN标识放置于公有链上，把多级扩展ODIN存储于拓展链上再原型验证，同时分析域名解析的效率。

4.1以區块链为基础的ODIN注册

在ODIN中不但可以使用开放的命名方式，也可以对命名进行部分的约束，如此来进行ODIN域名的管理，以支持本地化的ODIN管理与共享。其他用户可以依据已存在的命名标识，其可以作为域名，以供他人查询，如此来提升去中心化的DNS域名解析能力 。

4.2以ODIN为基础的去中心化DNS域名解析

域名解析表现为以ODIN去中心化DNS域名解析成功的视图，其余信息可以便可以以此标识为基础来进行验证，保证标识数据来源安全。文章也依据用户量与DNS解析的访问效率实行了时间验证，如果使用者逐渐提升，基于ODIN的DNS域名提升时，访问的时间也会增加，但用户数量和DNS域名间是存在着平衡点，如果用户缓存域名到达一定数量的时候，域名的访问效率也比较高，如果大于此平衡，效率会逐渐降低，区块数对解析速度的影响在刚开始的时候随着客户的提升，速度的提升也比较快，后续再用户数量再提升的时候速度提升放缓，并且存在着波动。

5结束语

本文是以区块链的去中心化、自主对等、无法改变等特点，提出了以区块链为基础的数据安全共享网络系统，其中包含有去集中化数据统一命名、授权数据分布存储与支持对等的数据分发协议;并设计了开放数据索引命名结构，其中包含有一级基础ODIN与多级扩展ODIN，后又详细讲解了开放数据索引命名的工作制度。最后对上述功能进行了验证与分析。

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【通联编辑：王力】