【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大数据管理领域，尤其涉及一种基于区块链的计量检定数据管控方法及系统。
技术介绍
1、现有电力系统中的计量检定数据通常存储在中心化的数据库或本地计算机系统上,存在单点故障风险，一旦服务器出现故障，数据可能丢失或损坏；而且容易导致数据被篡改，特别是在计量设备多点分布的情况下，数据源头的可信性难以验证。而且现有的数据传输通过局域网或互联网进行数据传输，利用ftp、http等协议传输数据文件,数据传输过程中容易受到网络攻击，存在数据泄露和篡改的风险。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于区块链的计量检定数据管控方法及系统，实现数据的安全存储和传输，提升计量检定数据管理的透明度和可信度。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种基于区块链的计量检定数据管控方法,包括以下步骤：
4、计量设备通过多传感器采集数据，并基于边缘计算设备将数据在边缘进行预处理；
5、采用数据聚合和压缩技术，减少数据量，通过安全的通信协议加密数据，并将加密数据上传至云平台；
6、云平台将加密数据通过api接口上传至区块链网络，区块链节点验证数据的真实性和完整性，将计量设备的数据元信息被存储在区块链上，形成不可篡改的记录；大规模的计量数据文件存储在ipfs分布式存储系统中，链上记录存储哈希值以实现数据的完整性验证；
7、在区块链上传过程中使用混合共识机制来提升安全性和效率：
9、pos_weighti′＝stakei′；
10、
11、其中，pos_weighti′为节点i′在权益证明pos中的权重，dpos_votesi′为节点i′在委托权益证明dpos中收到的投票总数；stakei′为节点i′的质押；stakei′t′为为节点i′在时间t′的质押；
12、并使用动态分片技术，将区块链网络分为p片,每个片包括q个节点，处理并存储不同交易，将上传交易分配到对应分片，并通过数据跨片同步，确保不同分片数据一致性；
13、用户通过可视化单元提交数据查询请求，云平台从区块链获取相关元数据信息，同时从ipfs分布式存储系统获取数据文件，数据解密和处理后展示给用户。
14、进一步的，计量设备通过多传感器采集数据，并基于iot设备将数据在边缘进行预处理，具体为：
15、步骤s11：计量设备通过多传感器采集数据，每种传感器采集特定维度的数据，包括检定数据、环境数据和设备数据；
16、步骤s12：每个传感器周期性地采集即时数据，并将数据发送到边缘计算设备；
17、步骤s13：在边缘计算设备(如raspberrypi或nvidia jetsonnano)上，对采集的数据进行初步处理，包括对传感器数据进行滤波，使用均值滤波器进行噪声消除。
18、进一步的，采用数据聚合和压缩技术，减少数据量，通过安全的通信协议加密数据，并将加密数据上传至云平台，具体为：
19、将多传感器数据进行聚合处理，并对聚合后的数据进行压缩，进一步减少数据量；
20、设有n个传感器，传感器a在时间t点给出一个测量值xa(t)，测量值均值为μa，标准差为σa，对数据进行标准化：
21、
22、使用加权平均的方法对数据聚合；
23、对聚合数据进行哈夫曼编码压缩，通过构建一个基于数据中符号出现频率的最优二叉树，为每个符号分配变长编码以实现压缩，得到压缩后的数据d；
24、设聚合后数据的数据序列为y，使用huffman编码对数据进行压缩：
25、统计数据序列y中各符号出现的频率，记为f(yi′)；
26、根据符号频率构建huffman树；
27、为每个符号yi′生成对应的huffman编码h(yi′)；
28、将数据序列y压缩成哈夫曼编码后的数据c:
29、c＝h(y1)h(y2)...,h(yi′),...h(ym)；
30、其中，m为序列y中的数据数量；
31、压缩后的数据c使用优化后的对称加密算法aes进行加密；
32、使用http/https协议将加密后的数据上传至云平台存储服务。
33、进一步的，压缩后的数据c使用优化后的对称加密算法aes进行加密，具体如下：
34、生成密钥k，并随机生成一个初始向量iv，保证每次加密结果不同；
35、将数据c分为若干个块，每个块长度为n比特，未填满的块进行填充：
36、ci＝c[(i-1)n：in-1]
37、对各个数据块采用cbc模式进行加密，cbc模式下，首先将iv与第一个数据块进行异或运算，然后进行加密，每个加密结果将作为下一个块的向量：
38、
39、其中ei是加密后的数据块，m是分块后的总数；
40、密文由各个加密块ei及初始向量iv构成：
41、c′＝(iv,e1,e2，...,em)。
42、进一步的，云平台将加密数据通过api接口上传至区块链网络，具体为：
43、将加密后的数据文件c′上传至ipfs分布式存储系统，ipfs返回该文件的唯一哈希值ipfs_hash；
44、ipfs_hash＝ipfs_add(c′)
45、其中，ipfs_add是ipfs提供的文件上传函数；
46、生成数据元信息，包括设备id、校准结果、时间戳，数据元信息meta_data为：
47、meta_data＝{device_id,calibration_result,timestamp,ipfs_hash}；
48、使用设备的私钥private_key对数据元信息进行签名，生成数字签名signature：
49、signature＝sign(meta_data,private_key)；
50、其中，sign是数字签名算法；
51、将数据元信息和数字签名通过api接口上传至区块链网络，设api接口为upload_to_blockchain，则上传如下：
52、upload_to_blockchain(meta_data,signature)；
53、区块链节点接收到数据后，使用设备的公钥public_keypublic_key验证数字签名的真实性：
54、verify(meta_data,signature,public_key)；
55、其中，verify是数字签名验证函数；
56、验证通过后，将数据元信息存储在区块链上，形成不可篡改的记录。
57、进一步的，用户通过前本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于区块链的计量检定数据管控方法,其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的计量检定数据管控方法,其特征在于，所述计量设备通过多传感器采集数据，并基于IoT设备将数据在边缘进行预处理，具体为：
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的计量检定数据管控方法,其特征在于，所述采用数据聚合和压缩技术，减少数据量，通过安全的通信协议加密数据，并将加密数据上传至云平台，具体为：
4.根据权利要求3所述的一种基于区块链的计量检定数据管控方法,其特征在于，所述压缩后的数据C使用优化后的对称加密算法AES进行加密,具体如下：
5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的计量检定数据管控方法,其特征在于，所述云平台将加密数据通过API接口上传至区块链网络，具体为：
6.根据权利要求3所述的一种基于区块链的计量检定数据管控方法,其特征在于，所述用户通过前端界面提交数据查询请求，后端系统从区块链获取相关元数据信息，同时从分布式存储系统获取数据文件，数据解密和处理后展示给用户，具体为：
7.根据权利要求
8.一种基于区块链的计量检定数据管控系统，其特征在于，包括数据采集单元、数据传输单元、边缘计算单元、数据传输单元、云平台、区块链网络，IPFS分布式存储系统和可视化单元；
...【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的计量检定数据管控方法,其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的计量检定数据管控方法,其特征在于，所述计量设备通过多传感器采集数据，并基于iot设备将数据在边缘进行预处理，具体为：
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的计量检定数据管控方法,其特征在于，所述采用数据聚合和压缩技术，减少数据量，通过安全的通信协议加密数据，并将加密数据上传至云平台，具体为：
4.根据权利要求3所述的一种基于区块链的计量检定数据管控方法,其特征在于，所述压缩后的数据c使用优化后的对称加密算法aes进行加密,具体如下：
5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的计量检定数据管控方法,其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：张荔鹃，洪巧文，周厚源，王姣，刘继宗，张琼海，朱伟明，柳玉銮，刘国山，岑骏，曾庆军，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司营销服务中心，
类型：发明
国别省市：
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