宋偉奇 王代遠(yuǎn) 王麗娟

摘要：傳統(tǒng)數(shù)據(jù)共享方法存在共享耗時(shí)較長(zhǎng)、無法實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)資源的高效利用等，為此，開展基于區(qū)塊鏈的區(qū)域鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)共享方法設(shè)計(jì)研究?；趨^(qū)塊鏈的底層技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)共享的需求進(jìn)行分析，并通過數(shù)字檢驗(yàn)的方式，對(duì)身份證書進(jìn)行驗(yàn)證，以此實(shí)現(xiàn)將待共享的數(shù)據(jù)信息集成到網(wǎng)絡(luò)中。同時(shí)，設(shè)定每一個(gè)智能合約對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立存儲(chǔ)空間，針對(duì)用戶角色、針對(duì)不同文件內(nèi)容制定共享策略，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)共享智能協(xié)議。通過完善區(qū)塊數(shù)據(jù)構(gòu)成方式，驗(yàn)證區(qū)域鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)共享身份，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)的共享。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行檢驗(yàn)，證明此方法能夠有效縮短數(shù)據(jù)共享耗時(shí)，為區(qū)域鄉(xiāng)村振興提供數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈技術(shù);數(shù)據(jù);共享方法;智能協(xié)議

中圖分類號(hào)：TP311.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1003-4374（2021）05-0062-04

Design and Research on Data sharing Method of Regional Rural Revitalization Based on Blockchain

song Wei-qi1，Wang Dai-yuan2，Wang Li-juan1

（1.Liuzhou City Vocational College，Liuzhou，Guangxi 545002，China;2.Guangxi Ecological

Engineering Vocational and Technical College，Liuzhou，Guangxi 545003，China）

Abstract： Traditional data sharing methods have some problems，such as time -consuming，unable to achieve efficient use of data resources.? Therefone，the design of data sharing method for regional rural revitalization based on blockchain is carried out. In this process，based on the underlying technology of blockchain，the demand of data sharing is analyzed，and the identity certificate is verified by means of digital inspection，so as to realize the integration of data information to be shared into the network. At the same time，each smart contract corresponding to an independent storage space is set，and the data sharing intelligent protocol is designed according to the user role and the sharing strategy for different file? contents.? By? improving? the? block? data? structure， verify? the? sharing? identity? of regional? rural revitalization data，so as to realize the sharing of regional rural revitalization data. The design method is tested by comparative experiments，which proves that this method can effectively shorten the time - consuming of data sharing and provide data support for regional rural revitalization.

Key words： blockchain technology，data，sharing method，intelligent protocol

鄉(xiāng)村振興政策是我國(guó)近年來實(shí)施的促進(jìn)城鄉(xiāng)發(fā)展的主要政策。通過此項(xiàng)政策，可以平衡社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡的現(xiàn)象，進(jìn)一步推進(jìn)全面小康社會(huì)的實(shí)現(xiàn)。而要落實(shí)此項(xiàng)工作，推進(jìn)一體化鄉(xiāng)村服務(wù)水平，應(yīng)在建設(shè)工作中提高鄉(xiāng)村政府與地方各級(jí)部門之間業(yè)務(wù)的協(xié)同性。針對(duì)于此方面的工作，地方政府提出了構(gòu)建線上信息交互平臺(tái)、基于大數(shù)據(jù)建立資源流通系統(tǒng)等，通過這些方式進(jìn)行鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)的共享。然而，在執(zhí)行數(shù)據(jù)共享工作時(shí)，由于各應(yīng)用系統(tǒng)硬件框架與軟件程序存在不適配問題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)在共享中時(shí)常出現(xiàn)失真、惡意篡改等問題。這些問題不僅影響了區(qū)域鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)共享的效率，也導(dǎo)致了共享的數(shù)據(jù)失去時(shí)效性。[1]

為了解決與此對(duì)應(yīng)的相關(guān)問題，本文提出借助區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。相比早期共享方法中的應(yīng)用技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)對(duì)于共享數(shù)據(jù)具有更強(qiáng)的可追溯能力，同時(shí)存儲(chǔ)在區(qū)塊區(qū)域的數(shù)據(jù)信息具有顯著的去中心性特點(diǎn)，能夠良好地解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)共享方法在應(yīng)用中存在的問題。但由于鄉(xiāng)村政府的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平較為落后，與之相關(guān)的研究大多停留在理論層面，并沒有將此項(xiàng)工作真正應(yīng)用到實(shí)際，因此本文將綜合區(qū)域鄉(xiāng)村振興發(fā)展的需求，在區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用下，設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)共享方法，以此種方式，推動(dòng)我國(guó)城鄉(xiāng)的協(xié)同發(fā)展與共同進(jìn)步。

1基于區(qū)塊鏈的區(qū)域鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)共享方法的設(shè)計(jì)

1.1基于區(qū)塊鏈的鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)集成模型構(gòu)建

為了提高鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)在共享過程中的安全性與時(shí)效性，引進(jìn)了區(qū)塊鏈技術(shù)，對(duì)區(qū)域鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)進(jìn)行集成。應(yīng)基于區(qū)塊鏈的底層技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)共享的需求進(jìn)行分析，并通過數(shù)字檢驗(yàn)的方式，對(duì)身份證信息進(jìn)行驗(yàn)證，以此種方式將待共享的數(shù)據(jù)信息集成到網(wǎng)絡(luò)中。再根據(jù)數(shù)據(jù)提供方供應(yīng)的摘要值與加密文件，將鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)直接以文件的方式傳輸?shù)絽^(qū)塊鏈中。此時(shí)，數(shù)據(jù)需求方將定位并追溯數(shù)據(jù)的發(fā)送源頭，根據(jù)發(fā)送權(quán)限與請(qǐng)求協(xié)議，將相關(guān)信息集成到終端。[2]在上述提出過程中，前端供應(yīng)方僅需要根據(jù)區(qū)塊鏈集成方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理即可，不需要再根據(jù)數(shù)據(jù)的請(qǐng)求權(quán)限進(jìn)行身份檢驗(yàn)。

鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中集成的過程中，數(shù)字證書會(huì)對(duì)請(qǐng)求指令進(jìn)行一次校正，即分析集成的數(shù)據(jù)中是否存在冗余數(shù)據(jù)或不規(guī)范數(shù)據(jù)，當(dāng)完成對(duì)數(shù)據(jù)集合的校驗(yàn)后，數(shù)據(jù)請(qǐng)求結(jié)果將直接發(fā)送到區(qū)塊鏈中心進(jìn)行集中化。綜合上述分析，鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)集成模型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

按照?qǐng)D1所示結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)集成模型，在模型的導(dǎo)人端，數(shù)據(jù)信息經(jīng)過HyperLedger網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)授權(quán)后才能加人，此種集成方式在很大程度上避免了P0w數(shù)據(jù)處理需要支出的花銷，提高了數(shù)據(jù)集成處理的效率。

在此基礎(chǔ)上，可在區(qū)塊鏈中采用高度模糊化設(shè)計(jì)方式，對(duì)去MSP處理模塊、權(quán)限專業(yè)認(rèn)證模塊、區(qū)塊信息提交處理模塊中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分離處理，確保鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)在集成過程的插件式管理（P-in/P-out），相比常規(guī)的大數(shù)據(jù)集成處理模式，此種數(shù)據(jù)處理方式更加適用于聯(lián)盟鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)與大型業(yè)務(wù)場(chǎng)景。因此，上文提出的數(shù)據(jù)集成模型是在Fabric10.8版本上實(shí)施。

在集成處理數(shù)據(jù)時(shí)，考慮到前端可能涉及業(yè)務(wù)處理類型的訪問需求，因此需要在完成數(shù)據(jù)基礎(chǔ)處理后，將區(qū)塊鏈傳輸通道轉(zhuǎn)變成一個(gè)物理鏈，每個(gè)物理鏈上均含有多個(gè)數(shù)據(jù)同時(shí)通信的通道。[3]在數(shù)據(jù)鏈上的信息存在相對(duì)私有的特性，即不可被其他通道數(shù)據(jù)訪問。為此，可以在每個(gè)單向通道中，插人一個(gè)隱私數(shù)據(jù)集合的訪問端口，并通過設(shè)定可訪問權(quán)限的方式，進(jìn)行權(quán)限的發(fā)放，從而確保區(qū)域鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)在實(shí)際集成過程中，具有較高的私密性與安全性。

1.2數(shù)據(jù)共享智能協(xié)議設(shè)計(jì)

在完成上述相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，需要設(shè)計(jì)一個(gè)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的智能合約，確保數(shù)據(jù)的共享行為具有一定的智能性。此次研究提出的智能合約是一個(gè)雙鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，主要由主鏈與子鏈兩個(gè)部分構(gòu)成，其中主鏈具有不可變性，子鏈具有較強(qiáng)的伸縮性與彈性。前者可以避免鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)在共享中格式與標(biāo)準(zhǔn)被篡改，后者可以解決由于數(shù)據(jù)量過大造成的共享效率低問題。[4]在掌握智能協(xié)議的基本構(gòu)成后，可將鄉(xiāng)村振興工作中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)、交易數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、資產(chǎn)信息、現(xiàn)有資源吞吐量等數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在主鏈中，由于主鏈的可變性較差，因此可以認(rèn)為區(qū)域鄉(xiāng)村振興核心數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在此區(qū)域內(nèi)是較為安全的。其中，子鏈主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)附加信息，包括通信信息等。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在共享協(xié)議時(shí)，可以認(rèn)為每一個(gè)小塊體的元信息與哈希函數(shù)均位于子鏈結(jié)構(gòu)中，此時(shí)對(duì)應(yīng)元信息的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可以表示為狀態(tài)數(shù)據(jù)。而主鏈結(jié)構(gòu)中對(duì)應(yīng)的多個(gè)子鏈信息，可以與賬本進(jìn)行交易共享，在共享中根據(jù)賬本程序檢測(cè)到的區(qū)塊信息，可直接定位某個(gè)專項(xiàng)數(shù)據(jù)。

為了確保智能協(xié)議在數(shù)據(jù)共享中隨時(shí)發(fā)揮作用，可在區(qū)塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)定每一個(gè)智能合約對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立存儲(chǔ)空間，要求空間對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)處于一種獨(dú)立狀態(tài)。只有滿足與此相關(guān)的需求，才能確保智能協(xié)議對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)共享權(quán)限處于一種被調(diào)控的狀態(tài)，而在此種狀態(tài)下，也只有滿足協(xié)議或指定程序的要求，才能對(duì)不同的數(shù)據(jù)款項(xiàng)進(jìn)行操作。[5]同時(shí)，可以認(rèn)為智能協(xié)議是需求端與傳輸端交互的直接端口，前端可以提供需求端一個(gè)內(nèi)部訪問密鑰sDK，當(dāng)用戶獲得密鑰后，便可以直接在網(wǎng)絡(luò)中調(diào)用數(shù)據(jù)?？傊瑓f(xié)議的應(yīng)用便是針對(duì)節(jié)點(diǎn)信息、針對(duì)組織結(jié)構(gòu)、針對(duì)用戶角色、針對(duì)不同文件內(nèi)容制定的共享策略。例如，在HyperLedger中應(yīng)用協(xié)議，可以直接部署區(qū)塊鏈的無網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，或直接通過事件驅(qū)動(dòng)的方式，對(duì)事件代碼進(jìn)行執(zhí)行。賬本的交互不僅實(shí)現(xiàn)了邏輯與數(shù)據(jù)的分離，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)與底層數(shù)據(jù)的交互。如果在生成智能合約的同時(shí)，同步進(jìn)行鄉(xiāng)村業(yè)務(wù)賬本的遷移，則需要重新制定智能協(xié)議框架，確保協(xié)議內(nèi)容與信息具有一定對(duì)照性。其中，智能協(xié)議生成原理如圖2表示。

在智能協(xié)議中，使用獨(dú)立的用戶端服務(wù)器作為支撐，用于進(jìn)行協(xié)議的實(shí)時(shí)調(diào)用，為了確保前端反饋結(jié)果的時(shí)效性，前端參照zookeeper+dubbo框架進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保智能協(xié)議在實(shí)際應(yīng)用中可以實(shí)時(shí)生效。

1.3區(qū)域鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)共享身份驗(yàn)證

在確保智能協(xié)議生效后，需要對(duì)前端共享需求的用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證，為了確保身份識(shí)別的準(zhǔn)確性，應(yīng)在驗(yàn)證用戶身份前，對(duì)區(qū)塊頭中存儲(chǔ)的信息進(jìn)行完善，具體內(nèi)容如表l所示。

在完善區(qū)塊數(shù)據(jù)后，對(duì)區(qū)域鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)共享身份進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)過程中，使用CA作為身份認(rèn)證的依據(jù)，CA中應(yīng)包含有擁有者身份信息、前端用戶身份信息、后端用戶身份信息、公開密鑰、數(shù)字簽名等。在共享鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)時(shí)，要求前端與后端保持通信，由聯(lián)盟鏈成員進(jìn)行身份驗(yàn)證，包括前端與后端身份信息中的RCA數(shù)據(jù)是否匹配、ICA鏈?zhǔn)欠裢晟?、是否存在channel層面上的共享合作者等。其中，channel層數(shù)據(jù)強(qiáng)化了信息的隱私性，只有檢驗(yàn)數(shù)據(jù)后前后端匹配達(dá)到l00%，才能開通數(shù)據(jù)共享的唯一通道，對(duì)應(yīng)區(qū)塊鏈中的子鏈。

當(dāng)信息共享通道呈現(xiàn)打開狀態(tài)時(shí)，數(shù)據(jù)信息對(duì)應(yīng)的后端啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)響應(yīng)，當(dāng)終端開始接收信息時(shí)，通道關(guān)閉，直到完成數(shù)據(jù)共享與流通行為，子鏈通道完全關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)區(qū)域鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)的有效共享。

2實(shí)驗(yàn)分析

根據(jù)本文上述闡述內(nèi)容，從理論方面實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)共享方法的設(shè)計(jì)，為驗(yàn)證該方法是否能夠解決傳統(tǒng)基于DEMATEL的數(shù)據(jù)共享方法在實(shí)際應(yīng)用中存在的諸多問題，開展以下對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

將兩種數(shù)據(jù)共享方法應(yīng)用到相同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，該實(shí)驗(yàn)環(huán)境為某城市區(qū)域范圍內(nèi)鄉(xiāng)村振興建設(shè)有關(guān)部門提供的數(shù)據(jù)信息和共享環(huán)境。實(shí)驗(yàn)過程中，本文選擇利用主流編寫格式Solidity對(duì)獲取到的各類區(qū)域鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)進(jìn)行合約代碼語言編寫，并利用完成編寫后的代碼結(jié)構(gòu)組成實(shí)驗(yàn)樣本。為了證明本文數(shù)據(jù)共享方法的普遍適用性，共選擇五種共享數(shù)據(jù)類型，分別為文本、音頻、視頻、圖片和應(yīng)用程序。分別利用本文數(shù)據(jù)共享方法與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)共享方法對(duì)上述五種不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享。在完成共享后，對(duì)不同區(qū)塊長(zhǎng)度的信息共享時(shí)間進(jìn)行記錄，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2中，T（ms）表示為基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享?? 方法共享耗時(shí)，T（ns）表示為傳統(tǒng)基于DEMATEL的數(shù)據(jù)共享方法共享耗時(shí)。從表2得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，兩種共享方法在應(yīng)用過程中，隨著區(qū)塊長(zhǎng)度的不斷增加，兩種共享方法的共享耗時(shí)都呈現(xiàn)出明顯的增加趨勢(shì)，但本文共享方法的增加幅度與傳統(tǒng)共享方法增加幅度更小。同時(shí)，從針對(duì)相同區(qū)塊長(zhǎng)度的不同共享數(shù)據(jù)類型得出的共享耗時(shí)可以看出，本文方法的共享耗時(shí)更短，而傳統(tǒng)方法的共享耗時(shí)更長(zhǎng)，文本類型的數(shù)據(jù)共享耗時(shí)差異較小，其與共享耗時(shí)差異均較大。因此，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明，基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享方法在應(yīng)用到區(qū)域鄉(xiāng)村振興中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同類型數(shù)據(jù)的快速共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)的高效利用。

3結(jié)束語

本文基于區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用，提出一種針對(duì)區(qū)域鄉(xiāng)村振興數(shù)據(jù)的共享方法，并針對(duì)地方政府在協(xié)同城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的數(shù)據(jù)共享需求，對(duì)此方面展開了深人的設(shè)計(jì)。在完成此次設(shè)計(jì)后，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方式，對(duì)設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用嘗試，并基于區(qū)塊鏈技術(shù)具有的較高數(shù)據(jù)處理能力，實(shí)現(xiàn)了對(duì)共享數(shù)據(jù)的安全保障。但在本文的研究中，僅針對(duì)共享過程中的身份權(quán)限驗(yàn)證展開研究，并未深人探討共享數(shù)據(jù)在前端錄人與導(dǎo)出的過程，因此可在后期的進(jìn)一步研究中，結(jié)合數(shù)據(jù)的導(dǎo)人與導(dǎo)出行為，對(duì)方法進(jìn)行完善。

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