基于区块链技术实现政务信息资源共享和交换的系统、方法、装置、处理器及其存储介质

摘要

本发明涉及一种基于区块链技术实现政务信息资源共享和交换的系统，其中，该系统包括区块链资源管理功能模块，用于对参与政务区块链服务的资源进行统一管理；区块链数据共享交换功能模块，用于发起共享申请并对其他节点发出的请求进行监听及验证；区块链共识算法维护存储功能模块，用于验证政务数据是否符合标准约束的一致性和有效性；区块链数据服务功能模块，用于生成非对称加密的服务URL地址并传输给资源申请方。本发明还涉及一种基于上述系统相关的方法、装置、处理器及存储介质。采用了本发明的相关的系统、方法、装置、处理器及存储介质，基于区块链技术的安全可信任、防篡改及可溯源的特点，有效解决政务信息资源共享与交换中信任孤岛问题。

说明书

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及政务数据共享和交换领域，具体是指一种基于区块链技术实现政务信息资源共享和交换的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。

背景技术

随着我国社会的不断进步发展，政府部门内部、企事业单位乃至社会公众对政务信息资源共享的需求越来越旺盛，政府部门在政务信息资源共享建设方面也取得了明显的成绩，但是政务信息资源共享涉及不同的部门、企事业单位、组织和个人，存在跨层级、跨平台、跨系统的特点，随着政务资源共享工作的不断发展，越来越多的问题也随之而来，这些问题阻碍了政务数据的共享和交换进程。随着技术的发展，区块链技术应运而生，它具有去中心化、安全可信任、防篡改及可溯源的优点，国内外研究者在数字加密货币、金融交易、公司治理及电子政务领域开展了大量的研究，区块链技术具有的去中心化安全认证的特点，在政务数据共享交换中具有很大的优势和可行性。

现有的政务数据共享交换技术采用的是中心化的方式，通常由地方数据管理部门负责牵头，协调各政府部门，并负责政务数据管理，具体的政务数据共享交换主要分为以下几个步骤：

1、地方数据管理部门统一建立数据仓库或者大数据湖，实现数据的统一存储。

2、地方数据管理部门协调各委办局的数据资源，通过共享交换平台配置数据源并采集各个部门数据。

3、针对采集入库的数据开展数据治理，通过制定统一的标准规范及质量规范对数据进行标准化处理、质量问题检核，并开展质量问题整改，进一步提升数据质量。

4、根据前端提交的需求开发接口或者进行数据推送，完成数据共享交换过程。

5、在整个数据共享交换过程中采取安全策略，如统一身份认证、权限控制、硬件加密、网络隔离、数据加密、数据脱敏等措施来保证数据的安全和隐私。

由于政务数据存在跨部门、跨平台、跨系统的特点，政务数据的共享涉及的问题不仅仅是数据本身，还涉及部门之间的沟通协调，相互信任等问题，现有的政务数据共享交换采用中心化的方式，进一步加大了部门之间沟通协调的难度，也无法解决部门之间信任的问题，所以造成了政务数据共享相互信任困难、效率不高、业务协调困难、信息共享范围不广等问题。同时现有的政务数据共享方式步骤较为复杂，造成了数据安全风险大、交换不及时等问题，也无法很好的解决数据不一致、数据可溯源性差的问题，政务数据资源共享面临了巨大的挑战和风险。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种适应性强、可靠性高的基于区块链技术实现政务信息资源共享和交换的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。

为了实现上述目的，本发明的该基于区块链技术实现政务信息资源共享和交换的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质如下：

该基于区块链技术实现政务信息资源共享和交换的系统，其主要特点是，所述的系统包括：

区块链资源管理功能模块，用于对所有参与政务区块链服务的资源进行统一管理，实现矿工信息、资源目录及资源的注册和管理，实现政务资源的统一注册和查询；

区块链数据共享交换功能模块，与所述的区块链资源管理功能模块相连接，用于发起共享申请并对其他节点发出的请求进行监听及验证，通过验证后将允许请求者获得数据交换权利，从而通过区块链数据服务功能模块生成数据接口，实现共享请求的广播及管理；

区块链共识算法维护存储功能模块，与所述的区块链数据共享交换功能模块相连接，用于通过构建数据模型验证政务数据是否符合标准约束的一致性和有效性，激励矿工节点参与政务资源区块的创建与添加，实现对共识算法的维护及存储；以及

所述的区块链数据服务功能模块，与所述的区块链共识算法维护存储功能模块相连接，用于收到验证后的请求后，将政务链上的政务信息生成非对称加密的服务URL地址并点对点传输给资源申请方。

较佳地，所述的区块链共识算法维护存储功能模块中所述的政务资源区块，具体包括资源目录及资源。

较佳地，所述的区块链资源管理功能模块包括：

资源注册管理单元，用于实现对所有参与所述的政务区块链服务的资源进行统一注册；以及

资源管理单元，用于实现对所有参与所述的政务区块链服务的资源统一管理。

较佳地，所述的资源注册管理单元包括：

用户注册处理子单元，用于实现矿工注册；

数据目录注册处理子单元，用于实现数据资源注册；以及

应用系统资源注册处理子单元，用于实现应用系统资源注册。

尤佳地，所述的资源注册管理单元具体进行以下操作：

矿工注册成功后系统自动分配一个账号以及私钥和公钥，并在所述的政务链上通过所述的公钥生成一个地址，该地址是用户参与政务区块链业务时的标识；矿工首先在所述的政务链上注册数据资源目录，然后注册数据资源并将资源挂载在所述的数据资源目录上，所述的数据资源挂载成功后系统将相关标识写入政务区块链地址中。

尤佳地，所述的资源管理单元包括用户资源管理子单元及业务资源管理子单元，具体为：

所述的用户资源管理子单元包括用户信息维护和用户状态管控，用于实现对所有参与政务数据交换的用户进行管理；

所述的业务资源管理子单元包括资源管理和资源授权管理，用于实现对跨域业务资源的管理及所述的数据资源目录、数据资源及相关系统的维护。

尤佳地，所述的区块链数据共享交换功能模块具体进行以下操作：

各个节点通过所述的区块链数据共享交换功能模块发起共享请求，该请求发出后自动广播到所述的各个节点，其中，每个节点根据智能合约的条件进行查询和验证并自动调用所述的区块链共识算法维护存储功能模块进行一致性和有效性验证，通过验证后将区块信息存储到所述的政务链上，当所述的区块链数据共享交换功能模块确定了申请方的权限后，所述的区块链数据共享交换功能模块将地址信息及区块信息传送到所述的区块链资源管理功能模块。

较佳地，所述的请求具体为：

通过所述的私钥签名后的数据形成的智能合约。

较佳地，所述的区块链共识算法维护存储功能模块中所述的共识算法包括：

数据标准共识算法模型，包括数据标准模型的分类及组合、模型属性及依赖信息，所述的数据标准模型定义完成后可以在线维护区块链数据标准；以及

质量规则算法模型，包括非空校验规则、长度校验规则、类型校验规则，用于定义系统所需的质量规则。

尤佳地，所述的区块链数据服务功能模块具体进行以下操作：

所述的区块链资源服务模块收到相关信息后，根据资源申请节点及资源提供节点的地址信息，将所述的政务链上的政务信息生成非对称加密的服务URL地址并点对点传输给资源申请方，申请方通过链接地址获得所请求的解密后的源数据。

该实现基于区块链技术的政务信息资源共享和交换控制的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)用户登录所述的区块链资源管理功能模块注册资源；

(2)所述的系统自动分配给所述的用户一个账号、以及私钥和公钥；

(3)系统将所述的用户的私钥发送给所述的区块链数据共享交换功能模块并发起共享请求；

(4)系统将利用所述的用户的私钥对所述的共享请求进行签名，形成智能合约；

(5)所述的区块链数据共享交换功能模块将所述的智能合约广播到各核心节点；

(6)所述的各核心节点将根据所述的智能合约的条件进行查询和验证，并调用所述的数据标准共识算法模型进行一致性和有效性验证；

(7)系统将通过所述的数据标准共识算法模型验证的区块信息传送到所述的区块链资源服务模块上；

(8)所述的区块链资源服务模块根据获取的所述的区块信息，将政务链上的政务信息生成非对称加密的服务URL地址并点对点传输给资源申请方；

(9)所述的资源申请方通过链接地址获得所请求的解密后的源数据。

该用于实现基于区块链技术的政务信息资源共享和交换控制的装置，其主要特点是，所述的装置包括：

处理器，被配置成执行计算机可执行指令；

存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被所述处理器执行时，以实现上述方法的各个步骤。

该用于实现基于区块链技术的政务信息资源共享和交换控制的处理器，其主要特点是，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，以实现上述方法的各个步骤。

该计算机可读存储介质，其主要特点是，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述方法的各个步骤。

采用了本发明的基于区块链技术实现政务信息资源共享和交换的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，运用区块链技术，构建去中心化的分布式对等信任服务体系，有效解决政务信息资源共享与交换中信任孤岛问题，数据所有权及对等管理、标准一致性和非实时交换等方面的问题，为各个政府部门在跨地区、跨部门、跨平台的数据共享过程中保留了对数据操作的控制，将敏感数据保留在政务区块链外，从而实现了数据在本地，服务在链上，本发明在多政府部门参与的数据共享交换背景下具有很强的适应性和可靠性。另外在整个流程中，数据仍然存储在资源提供方的数据库系统中，数据申请方仅获得申请的数据服务，从而有效的保证了数据的安全和隐私。

附图说明

图1为本发明的基于区块链技术实现政务信息资源共享和交换的系统的框架模块图。

图2为本发明的实现基于区块链技术的政务信息资源共享和交换控制的方法的流程图。

图3为本发明的一具体实施例的实施流程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

在详细说明根据本发明的实施例前，应该注意到的是，在下文中，术语“包括”、“包含”或任何其他变体旨在涵盖非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包含这些要素，而且还包含没有明确列出的其他要素，或者为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

请参阅图1所示，该基于区块链技术实现政务信息资源共享和交换的系统，其中，所述的系统包括：

区块链资源管理功能模块，用于对所有参与政务区块链服务的资源进行统一管理，实现矿工信息、资源目录及资源的注册和管理，实现政务资源的统一注册和查询；

区块链数据共享交换功能模块，与所述的区块链资源管理功能模块相连接，用于发起共享申请并对其他节点发出的请求进行监听及验证，通过验证后将允许请求者获得数据交换权利，从而通过区块链数据服务功能模块生成数据接口，实现共享请求的广播及管理；

区块链共识算法维护存储功能模块，与所述的区块链数据共享交换功能模块相连接，用于通过构建数据模型验证政务数据是否符合标准约束的一致性和有效性，激励矿工节点参与政务资源区块的创建与添加，实现对共识算法的维护及存储；以及

所述的区块链数据服务功能模块，与所述的区块链共识算法维护存储功能模块相连接，用于收到验证后的请求后，将政务链上的政务信息生成非对称加密的服务URL地址并点对点传输给资源申请方。

作为本发明的优选实施方式，所述的区块链共识算法维护存储功能模块中所述的政务资源区块，具体包括资源目录及资源。

作为本发明的优选实施方式，所述的区块链资源管理功能模块包括：

资源注册管理单元，用于实现对所有参与所述的政务区块链服务的资源进行统一注册；以及

资源管理单元，用于实现对所有参与所述的政务区块链服务的资源统一管理。

作为本发明的优选实施方式，所述的资源注册管理单元包括：

用户注册处理子单元，用于实现矿工注册；

数据目录注册处理子单元，用于实现数据资源注册；以及

应用系统资源注册处理子单元，用于实现应用系统资源注册。

作为本发明的优选实施方式，所述的资源注册管理单元具体进行以下操作：

矿工注册成功后系统自动分配一个账号以及私钥和公钥，并在所述的政务链上通过所述的公钥生成一个地址，该地址是用户参与政务区块链业务时的标识；矿工首先在所述的政务链上注册数据资源目录，然后注册数据资源并将资源挂载在所述的数据资源目录上，所述的数据资源挂载成功后系统将相关标识写入政务区块链地址中。

作为本发明的优选实施方式，所述的资源管理单元包括用户资源管理子单元及业务资源管理子单元，具体为：

所述的用户资源管理子单元包括用户信息维护和用户状态管控，用于实现对所有参与政务数据交换的用户进行管理；

所述的业务资源管理子单元包括资源管理和资源授权管理，用于实现对跨域业务资源的管理及所述的数据资源目录、数据资源及相关系统的维护。

作为本发明的优选实施方式，所述的区块链数据共享交换功能模块具体进行以下操作：

各个节点通过所述的区块链数据共享交换功能模块发起共享请求，该请求发出后自动广播到所述的各个节点，其中，每个节点根据智能合约的条件进行查询和验证并自动调用所述的区块链共识算法维护存储功能模块进行一致性和有效性验证，通过验证后将区块信息存储到所述的政务链上，当所述的区块链数据共享交换功能模块确定了申请方的权限后，所述的区块链数据共享交换功能模块将地址信息及区块信息传送到所述的区块链资源管理功能模块。

作为本发明的优选实施方式，所述的请求具体为：

通过所述的私钥签名后的数据形成的智能合约。

作为本发明的优选实施方式，所述的区块链共识算法维护存储功能模块中所述的共识算法包括：

数据标准共识算法模型，包括数据标准模型的分类及组合、模型属性及依赖信息，所述的数据标准模型定义完成后可以在线维护区块链数据标准；以及

质量规则算法模型，包括非空校验规则、长度校验规则、类型校验规则，用于定义系统所需的质量规则。

作为本发明的优选实施方式，所述的区块链数据服务功能模块具体进行以下操作：

所述的区块链资源服务模块收到相关信息后，根据资源申请节点及资源提供节点的地址信息，将所述的政务链上的政务信息生成非对称加密的服务URL地址并点对点传输给资源申请方，申请方通过链接地址获得所请求的解密后的源数据。

请参阅图2所示，该实现基于区块链技术的政务信息资源共享和交换控制的方法，其中，所述的方法包括以下步骤：

(1)用户登录所述的区块链资源管理功能模块注册资源；

(2)所述的系统自动分配给所述的用户一个账号、以及私钥和公钥；

(3)系统将所述的用户的私钥发送给所述的区块链数据共享交换功能模块并发起共享请求；

(4)系统将利用所述的用户的私钥对所述的共享请求进行签名，形成智能合约；

(5)所述的区块链数据共享交换功能模块将所述的智能合约广播到各核心节点；

(6)所述的各核心节点将根据所述的智能合约的条件进行查询和验证，并调用所述的数据标准共识算法模型进行一致性和有效性验证；

(7)系统将通过所述的数据标准共识算法模型验证的区块信息传送到所述的区块链资源服务模块上；

(8)所述的区块链资源服务模块根据获取的所述的区块信息，将政务链上的政务信息生成非对称加密的服务URL地址并点对点传输给资源申请方；

(9)所述的资源申请方通过链接地址获得所请求的解密后的源数据。

该用于实现基于区块链技术的政务信息资源共享和交换控制的装置，其中，所述的装置包括：

处理器，被配置成执行计算机可执行指令；

存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被所述处理器执行时，实现上述方法的各个步骤。

该用于实现基于区块链技术的政务信息资源共享和交换控制的处理器，其中，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述方法的各个步骤。

该计算机可读存储介质，其中，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述方法的各个步骤。

请参阅图3所示，在本发明的一具体实施方式中，下面以A和B两个部门之间交换数据为例，来说明本发明的具体实施方式。

本发明构建于P2P网络之上，提供点对点的网络服务。区块链网络服务采用基于分布式哈希表的P2P(DHT－P2P)组网技术，具有去中心、动态变化的特点。各个节点通过政务区块链P2P网络索取其他节点地址信息同时广播自己地址信息(IP地址和端口号)，所有节点都不断和其他节点交换信息，从而保证区块链网络中各节点共同维护、监督和对等地管理信息。

一、资源注册

A部门和B部门分别通过政务区块链资源管理功能模块注册资源，A部门注册了帐户A_USER，B部门注册了帐户B_USER，帐户注册成功后，系统自动分别给A和B分配私钥和公钥。私钥将由A部门、B部门分别保存，用于政务数据资源共享的签名。公钥将生成A部门、B部门在政务区块链上的地址，地址将存放A部门、B部门的帐户、智能合约等基本信息，通过帐户的注册，A部门、B部门将拥有了政务区块链上的地址，实现政务区块链数据共享交换功能模块的参与。

同时，A部门、B部门通过政务区块链资源管理功能模块进行资源编目，资源编目完成后可以挂载相应的资源信息，并对参与区块链服务的资源进行授权。

二、发起共享请求

A部门通过政务区块链资源共享交换功能模块发起共享请求，共享请求发起后，系统将用A的私钥对共享请求进行签名，形成智能合约，智能合约形成后，共享交换功能模块将智能合约广播到各核心节点。

三、共识算法验证

系统提供政务区块链共识算法维护存储功能模块，实现有效性和互操作证明的验证，通过该模块可以对共识算法进行维护，如数据标准共识算法、数据质量共识算法等，共识算法模型支持对所有共识算法的维护，各个节点将根据智能合约的条件查询和验证并调用共识算法模型进行一致性和有效性验证，当各节点拥有的资源通过了共识算法验证后，即表明该节点的资源符合智能合约的要求，则系统将区块信息存储到链上。

四、确定权限

B部门通过政务区块链资源共享交换功能模块确定A的权限，A确权后共享交换功能模块将A的地址及通过共识算法验证的区块信息传送到政务区块链数据服务功能模块。

五、生成数据资源接口

政务区块链数据服务功能模块根据获取的信息，将链上的政务信息生成非对称加密的服务URL地址并点对点传输给A，A通过链接地址获得所请求的解密后的源数据。

在本发明的一具体实施方式中，所述的区块链共识算法维护存储功能模块包括但不限于数据标准共识算法模型和质量规则算法模型。可根据情况定义更多的共识模型。通过所述的区块链共识算法维护存储功能模块可以实现对数据标准模型定义和维护，包含数据标准模型的分类及组合、模型属性及依赖信息，数据标准模型定义完成后可以在线维护区块链数据标准。通过质量规则模型可以定义质量规则，如非空校验规则、长度校验规则、类型校验规则等。

作为本发明的另一优选实施方式，本发明的各功能模块的构成及实现原理具体如下：

一、政务区块链资源管理功能模块

政务区块链资源管理功能模块实现对所有参与政务区块链服务的资源统一管理，实现资源的统一注册，提供对政务数据资源的组织、存储服务。主要包括：注册管理和资源管理。

1、通过注册管理，实现对参与政务区块链服务的资源进行统一注册，包括：用户(矿工)注册、数据目录(资源)注册、应用系统资源注册等。用户(矿工)注册成功后系统自动分配一个账号以及私钥、公钥，并在政务链上通过公钥生成一个地址，该地址是用户参与政务区块链业务时的标识。矿工首先在链上注册数据资源目录，然后注册数据资源并将资源挂载在目录上，数据资源挂载成功后系统将相关标识写入政务区块链地址中。

2、通过资源管理，实现对参与政务区块链服务的资源统一管理，包括用户资源及业务资源管理。用户资源管理对参与政务数据交换的用户进行管理，包括用户信息维护、用户状态管控等。业务资源管理对跨域业务资源的管理，包括资源管理、资源授权管理等，实现资源目录、数据资源及相关系统的维护。

二、政务区块链资源共识算法维护存储功能模块

共识机制是区块链实现分布式去中心化的前提，是区块链节点就区块链信息达成全网一致共识的机制，在政务资源共享中，主要是对分布式网络中各节点提供交换数据的标准一致性及有效性检验。

政务区块链资源共识算法维护存储功能模块包括数据标准共识算法模型、质量规则算法模型，但不仅限于以上两种，可根据情况定义更多的共识模型。通过共识算法模块可以实现对数据标准模型定义和维护，包含数据标准模型的分类及组合、模型属性及依赖信息，数据标准模型定义完成后可以在线维护区块链数据标准。通过质量规则模型可以定义质量规则，如非空校验规则、长度校验规则、类型校验规则等。

三、政务区块链资源共享交换功能模块

各个节点通过政务区块链资源共享交换模块发起共享请求，该请求(将私钥签名后的数据)为智能合约，请求发出后自动广播到各个节点，每个节点根据智能合约的条件查询和验证并自动调用共识算法模型进行一致性和有效性验证，通过验证后将区块信息存储到链上。当共享交换功能模块确定了申请方的权限后，那么共享交换模块将地址及区块信息传送到政务区块链资源服务模块。

四、政务区块链资源服务功能模块

最后，政务区块链资源服务功能模块收到相关信息后，根据资源申请节点及资源提供节点的地址信息，将链上的政务信息生成非对称加密的服务URL地址并点对点传输给资源申请方，申请方通过链接地址获得所请求的解密后的源数据。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成的，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“实施例”、“优选实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

采用了本发明的基于区块链技术实现政务信息资源共享和交换的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，运用区块链技术，构建去中心化的分布式对等信任服务体系，有效解决政务信息资源共享与交换中信任孤岛问题，数据所有权及对等管理、标准一致性和非实时交换等方面的问题，为各个政府部门在跨地区、跨部门、跨平台的数据共享过程中保留了对数据操作的控制，将敏感数据保留在政务区块链外，从而实现了数据在本地，服务在链上，本发明在多政府部门参与的数据共享交换背景下具有很强的适应性和可靠性。另外在整个流程中，数据仍然存储在资源提供方的数据库系统中，数据申请方仅获得申请的数据服务，从而有效的保证了数据的安全和隐私。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。