基于函数加密、区块链和机器学习的数据传输方法及系统技术方案

本公开提供一种基于函数加密、区块链和机器学习的数据传输方法及系统，边缘服务器对边缘数据进行函数加密得到边缘加密数据，并发送至云存储服务器；边缘服务器构造与边缘加密数据对应的数据交易信息，并发送至区块链服务器；边缘服务器将已经构建并训练的令牌生成模型发送至中心服务器，中心服务器利用令牌生成模型生成令牌；其中，令牌生成模型为机器学习模型；中心服务器从区块链服务器获取数据交易信息并验证，响应于确定数据交易信息通过验证，利用令牌解密从云存储服务器获取的边缘加密数据，得到边缘数据中的预设范围的数据。通过将数据加密的相关操作与区块链中的交易结合起来，利用区块链不能篡改的特性保障了边缘数据的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
基于函数加密、区块链和机器学习的数据传输方法及系统
本公开涉及数据传输
，尤其涉及一种基于函数加密、区块链和机器学习的数据传输方法及系统。
技术介绍
在“中心服务器-边缘服务器”数据管理体系中，中心服务器需要获取边缘服务器中的边缘数据时，边缘服务器会利用私钥将边缘数据加密得到边缘数据的密文信息，并将密文信息发送至中心服务器，中心服务器利用公钥将密文信息解密，从而获得边缘数据的明文信息，以查阅并使用。然而，在现有的数据传输方法中，潜在的恶意边缘服务器可能会破坏边缘数据的可靠性，例如破坏其他的边缘服务器，窃听密钥，上传伪造数据信息等，边缘数据的可靠性不能得到保证。
技术实现思路
有鉴于此，本公开的目的在于提出一种基于函数加密、区块链和机器学习的数据传输方法及系统。基于上述目的，本公开提供了一种基于函数加密、区块链和机器学习的数据传输方法，所述方法由边缘服务器、中心服务器、区块链服务器和云存储服务器实现，所述方法包括：所述边缘服务器对边缘数据进行函数加密得到边缘加密数据，并将所述边缘加密数据发送至所述云存储服务器；所述边缘服务器构造与所述边缘加密数据对应的数据交易信息，并将所述数据交易信息发送至所述区块链服务器；所述边缘服务器将已经构建并训练的令牌生成模型发送至所述中心服务器，所述中心服务器利用所述令牌生成模型生成令牌；其中，所述令牌生成模型为机器学习模型；所述中心服务器从所述区块链服务器获取所述数据交易信息并验证，响应于确定所述数据交易信息通过验证，利用所述令牌解密从所述云存储服务器获取的所述边缘加密数据，得到所述边缘数据中的预设范围的数据。基于同一专利技术构思，本公开提供了一种基于函数加密、区块链和机器学习的数据传输系统，包括边缘服务器、中心服务器、区块链服务器和云存储服务器，所述系统用于实现如上所述的方法。从上面所述可以看出，本公开提供的基于函数加密、区块链和机器学习的数据传输方法及系统，包括：边缘服务器对边缘数据进行函数加密得到边缘加密数据，并将边缘加密数据发送至云存储服务器；边缘服务器构造与边缘加密数据对应的数据交易信息，并将数据交易信息发送至区块链服务器；边缘服务器将已经构建并训练的令牌生成模型发送至中心服务器，中心服务器利用令牌生成模型生成令牌；其中，令牌生成模型为机器学习模型；中心服务器从区块链服务器获取数据交易信息并验证，响应于确定数据交易信息通过验证，利用令牌解密从云存储服务器获取的边缘加密数据，得到边缘数据中的预设范围的数据。通过将数据加密的相关操作与区块链中的交易结合起来，利用区块链不能篡改的特性保障了边缘数据的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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公开的实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为相关技术中的中心-边缘数据管理系统的一种架构示意图；图2为本公开实施例提供的基于函数加密、区块链和机器学习的数据传输方法的一种流程示意图；图3为本公开实施例提供的数据交易信息生成算法的一种示意图；图4为本公开实施例提供的数据交易信息验证算法的一种示意图；图5为本公开实施例提供的基于函数加密、区块链和机器学习的数据传输系统的一种架构示意图；图6为本公开实施例提供的基于函数加密、区块链和机器学习的数据传输系统的一种更为具体的架构示意图；图7为本公开实施例提供的第一种仿真实验的结果示意图；图8为本公开实施例提供的第二种仿真实验的结果示意图；图9为本公开实施例提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图。具体实施方式为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。参考图1，其为相关技术中的中心-边缘数据管理系统的一种架构示意图；在中心-边缘（中心服务器-边缘服务器）数据管理系统中，首先，边缘服务器在中心服务器注册，中心服务器对边缘服务器进行验证授权，从而建立中心服务器和边缘服务器之间的互信关系，包括达成协议和发送密钥等。中心服务器申请获取边缘服务器中的边缘数据时，边缘服务器会利用私钥将边缘数据加密得到边缘数据的密文信息，并将密文信息发送至中心服务器，中心服务器利用公钥将密文信息解密，从而获得边缘数据的明文信息，以查阅并使用边缘数据。然而，在上述的这种数据传输方法中，潜在的恶意边缘服务器可能会破坏边缘数据的可靠性，例如违反签订的协议、破坏其他的边缘服务器、窃听密钥以及上传伪造数据信息等，但是，中心服务器不能有效确定潜在的恶意边缘服务器，因此，边缘数据的可靠性不能得到保证。有鉴于此，本公开提出一种基于函数加密、区块链和机器学习的数据传输方法及系统。参考图2，其为本公开实施例提供的基于函数加密、区块链和机器学习的数据传输方法的一种流程示意图。所述方法由边缘服务器、中心服务器、区块链服务器和云存储服务器实现。其中，中心服务器仅有一个，边缘服务器可以有多个，对于区块链服务器和云存储服务器的数量不做限制。在首次实施本公开实施例提供的基于函数加密、区块链和机器学习的数据传输方法时，首先需要构建所述中心服务器和所述边缘服务器之间的密钥（即生成主公钥和主私钥），并且，需要所述边缘服务器和所述中心服务器在所述区块链服务器中进行注册，所述区块链服务器针对所述边缘服务器生成的公钥和私钥（为了便于区分，本公开称之为边缘服务器公钥和边缘服务器私钥）。具体的，所述方法，还包括：所述中心服务器生成主公钥和主私钥，并将所述主公钥发送至所述边缘服务器。在一些实施方式中，所述中心服务器中包括授权服务器和业务服务器。所述授权服务器获取安全参数λ。这里的安全参数是密码加密算法中产生一些需要的初始值时输入的一个参数，是对该算法中的密钥等数据达到计算上不可破解的一个规定。通常情况下，安全参数越大，密码算法的安全性越高。在实际中，一般直接选择一个比较大的安全常数（比如128）。生成非对称双线性配对群系统PG=（p,G1,G2,GT,e,g1,g2），其中，p是一个素数，其根据安全参数自动生成；G1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于函数加密、区块链和机器学习的数据传输方法，所述方法由边缘服务器、中心服务器、区块链服务器和云存储服务器实现，所述方法包括：/n所述边缘服务器对边缘数据进行函数加密得到边缘加密数据，并将所述边缘加密数据发送至所述云存储服务器；/n所述边缘服务器构造与所述边缘加密数据对应的数据交易信息，并将所述数据交易信息发送至所述区块链服务器；/n所述边缘服务器将已经构建并训练的令牌生成模型发送至所述中心服务器，所述中心服务器利用所述令牌生成模型生成令牌；其中，所述令牌生成模型为机器学习模型；/n所述中心服务器从所述区块链服务器获取所述数据交易信息并验证，响应于确定所述数据交易信息通过验证，利用所述令牌解密从所述云存储服务器获取的所述边缘加密数据，得到所述边缘数据中的预设范围的数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于函数加密、区块链和机器学习的数据传输方法，所述方法由边缘服务器、中心服务器、区块链服务器和云存储服务器实现，所述方法包括：
所述边缘服务器对边缘数据进行函数加密得到边缘加密数据，并将所述边缘加密数据发送至所述云存储服务器；
所述边缘服务器构造与所述边缘加密数据对应的数据交易信息，并将所述数据交易信息发送至所述区块链服务器；
所述边缘服务器将已经构建并训练的令牌生成模型发送至所述中心服务器，所述中心服务器利用所述令牌生成模型生成令牌；其中，所述令牌生成模型为机器学习模型；
所述中心服务器从所述区块链服务器获取所述数据交易信息并验证，响应于确定所述数据交易信息通过验证，利用所述令牌解密从所述云存储服务器获取的所述边缘加密数据，得到所述边缘数据中的预设范围的数据。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：所述中心服务器生成主公钥和主私钥，并将所述主公钥发送至所述边缘服务器。


3.根据权利要求1所述的方法，还包括：所述边缘服务器和所述中心服务器在所述区块链服务器中进行注册，所述区块链服务器针对所述边缘服务器生成边缘服务器公钥和边缘服务器私钥，并将所述边缘服务器公钥发送至所述中心服务器和将所述边缘服务器私钥发送至所述边缘服务器。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述边缘服务器对边缘数据进行函数加密得到边缘加密数据，并将所述边缘加密数据发送至所述云存储服务器，包括：
对于所述边缘数据，所述边缘服务器随机选择一个整数和一个可逆矩阵，计算得到两个列向量，并根据两个所述列向量，进一步计算得到所述边缘加密数据。


5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述边缘服务器构造与所述边缘加密数据对应的数据交易信息，包括：
所述边缘服务器调取与所述边缘加密数据对应的相关信息和所述区块链服务器针对所述边缘服务器生成的所述边缘服务器私...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋芃，杨晨杰，祝烈煌，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11