【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于钢铁厂智能视频监控数据存储与安全共享的方法，结合了区块链技术、基于属性的加密(attribute-based encryption,abe)、流加密(streamencryption)以及边缘计算等多种先进的信息安全技术。
技术介绍
1、钢铁厂的智能视频监控系统具备实时监控生产过程的能力，显著提升生产安全性。然而，目前的监控系统在存在数据的安全性不高、易被篡改、缺乏数据完整性验证的手段、共享效率低下等问题，已成为该行业中急需解决的难题。
2、为了应对这些挑战，利用区块链技术解决钢铁行业智能视频监控中的数据存储和共享问题，具有重要的现实意义和广泛的应用价值。例如，fan等在《journal of systemsarchitecture》2021年第10期“a secure and efficient authentication and datasharing scheme for internet of things based on blockchain”针对物联网提出了一种改进的基于id的签名认证和安全数据共享方案。该方案在感知层和传输层之间提供相互认证，保证数据在传输过程中的保密性。改进后的方案不仅具有可证明的安全性和抵抗上述攻击的能力，而且通过低成本的操作和通信减少了资源和能源消耗。wu等人在《securityand communication networks》2021年第1期“improved authenticated key agreementscheme for fog-dri
3、尽管上述方案在理论上提供了有效的数据存储和共享解决方案，但其计算代价较大，限制了其在安全数据共享服务中的适用性。基于属性的加密(abe)和智能合约的实现涉及复杂的数学运算，导致用户数量和属性数量增加时，密钥生成和数据加密的时间显著延长。钢铁厂等工业环境对视频监控数据的实时性要求较高，而高计算代价会延迟数据的加密和共享，影响监控效果，可能导致未能及时发现和处理潜在的安全隐患。此外，高计算代价还意味着更大的资源消耗，特别是对边缘设备而言，可能导致过载或能耗过高，影响系统的稳定性和可持续性。复杂的计算过程也可能导致用户体验不佳，用户在请求数据访问时需等待较长时间才能获得授权或数据，从而降低了对系统的信任度和满意度。因此，为了克服这一限制，有必要探索更高效的算法和技术组合，既能保障数据安全，又能在计算和资源消耗上保持合理的平衡。
技术实现思路
1、本专利技术目的是提出一种基于区块链的钢铁厂智能视频监控数据存储安全共享方法。该方法利用区块链技术和云存储来存储检测信息和海量视频数据，并通过区块链技术保障系统的安全性和可靠性。通过分布式存储架构，该方法实现了检测信息和视频内容的双重存储系统，确保数据在传输和存储过程中的安全性。
2、具体地说，本专利技术是通过以下技术方案实现的。
3、本专利技术所述的一种基于区块链的钢铁厂智能视频监控数据存储安全共享方法，按以下步骤：
4、(s01)：在智能监控平台的系统初始化过程中，系统通过输入安全参数来初始化系统参数k，并使用基于属性的加密算法生成公钥pks和主密钥tmk。这些密钥在加密、解密以及边缘设备的数据处理过程中起着关键作用。在本方案中，监控信息首先在边缘设备上进行预处理操作，例如过滤和格式转换，以减轻中心服务器的负担。系统接收公钥pks、lsss访问结构l和检测信息f作为输入，通过一系列加密操作生成加密后的检测信息密文c。为确保数据的安全性，密文c被存储在分布式存储系统ipfs中，从而有效防止数据丢失或非法访问。视频数据v同样在边缘设备上经过预处理，包括降采样或编码压缩等步骤。接下来，系统使用公钥pks、流加密密钥sek和长度参数l对视频进行加密，生成视频密文cv。加密后的视频cv存储在云端或者存储在ipfs中，以实现分布式且安全的访问。系统使用主密钥tmk和用户的属性集s生成用户的私钥ski。主密钥tmk是生成私钥sk所需的关键输入参数。在边缘计算环境下，部分密钥生成过程可在边缘设备上完成，从而降低中心服务器的计算压力。在解密过程中从ipfs中获取加密数据的哈希地址，然后使用私钥sk对密文c或视频密文cv进行解密，得到明文v或监控信息f。只有当用户的私钥sk对应的属性符合预定的访问策略时，解密操作才会成功。在边缘节点上进行分布式解密操作，可以有效提高解密的效率；
5、(s02)：利用密钥生成算法，通过构建矩阵和定义函数来分配共享密钥s的份额，分布在矩阵的不同行中；矩阵构建mx×y，并设定一个函数p(i)，将矩阵的每一行映射至该函数。接着，随机挑选y1,y2,...yn∈zp，形成向量v＝(s,y1,y2,···yn)t，其中s为共享密钥值，且s∈zp。此时，就构成了共享密钥s的n个份额。对于任意(mv)i∈p(i)，都能获取到共享密钥的一部分。即使某些份额被泄露，仍然无法重建完整密钥，从而保证系统安全；
6、(s03)：用基于密文策略的混合代理重加密算法，对数据进行重加密，并通过星际文件系统ipfs存储数据；文件经过加密计算生成唯一的哈希值hash，并存储在全球分布式哈希表中作为文件唯一标识；文件下载时，系统根据哈希值快速定位并验证文件的真实性；
7、(s04)：基于可撤销属性基加密rabe和区块链的安全存储方式，实现安全的数据存储与访问控制。构建安全性模型评估其抗攻击能力，评估过程如下：：
8、(1)设置阶段：挑战者生成公钥pks和主密钥tmk，公钥公开，主密钥保留；
9、(2)查询阶段：攻击者请求不同属性集相关的解密密钥，挑战者利用主密钥tmk生成密钥并返回；
10、(3)挑战阶段：攻击者选择等长明文消息m0和m1并指定访问策略，挑战者使用公钥pks和访问策略加密其中一个消息生成密文c发送给攻击者；
11、(4)猜测阶段：攻击者根据猜测加密消息；若猜测准确性显著高于随机水平，则方案被视为已破解，否则认为方案安全；
12、(5)安全性评估：在假设前提下，如果攻击者正确猜测硬币b的概率仅比随机猜测高出可以忽略的量，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于区块链的钢铁厂智能视频监控数据存储安全共享方法，其特征是包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的钢铁厂智能视频监控数据存储安全共享方法，其特征是步骤(S01)所述的基于属性加密算法，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的钢铁厂智能视频监控数据存储安全共享方法，其特征是步骤(S02)所述密钥生成算法由用户和PKS共同实现，生成用户的公钥和私钥，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的钢铁厂智能视频监控数据存储安全共享方法，其特征是步骤(S04)所述的基于可撤销属性基加密RABE和区块链的安全存储的步骤如下：
5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的钢铁厂智能视频监控数据存储安全共享方法，其特征是步骤(S05)所述的数据存储安全共享方法，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的钢铁厂智能视频监控数据存储安全共享方法，其特征是包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的钢铁厂智能视频监控数据存储安全共享方法，其特征是步骤(s01)所述的基于属性加密算法，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的钢铁厂智能视频监控数据存储安全共享方法，其特征是步骤(s02)所述密钥生成算法由用户和pks共...
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