劉晟 文章

摘要：對(duì)密碼學(xué)進(jìn)行充分有效的利用，數(shù)據(jù)的傳輸和訪問安全都能得到有效的保證，同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯和操作還可以使用智能合約的方式。本文主要研究的是電力通信管網(wǎng)數(shù)據(jù)中的區(qū)塊鏈技術(shù)，在對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行全面的介紹之后，提出與之相對(duì)應(yīng)的應(yīng)用方案，并就數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行全面的分析，比如一致性、不可篡改性等，希望相關(guān)研究人員在進(jìn)行研究時(shí)能具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：電力通信網(wǎng)管;數(shù)據(jù);區(qū)塊鏈

0引言

當(dāng)前，對(duì)于通信技術(shù)，人們的需求量是在逐年上升的，但是，通信網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度也越來(lái)越高。從我國(guó)當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，通信網(wǎng)絡(luò)方面存在的問題還是比較多的，安全方面有各種各樣的隱患存在。要想將這些問題很好的進(jìn)行解決，就要擁有高科技的技術(shù)。由于區(qū)塊鏈技術(shù)具有數(shù)據(jù)一致性、可追溯性等方面的特征，在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用十分廣泛，很大程度上提升了通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

1電力通信網(wǎng)元數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)概述

對(duì)于電力通信網(wǎng)，由于區(qū)塊鏈技術(shù)具有一致性、不可篡改性等諸多方面的優(yōu)勢(shì)，對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用可以讓電力通信更具安全性和穩(wěn)定性，使用起來(lái)也會(huì)更加方便。電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全性是非常重要的，電網(wǎng)業(yè)務(wù)正常運(yùn)行需要以此為基礎(chǔ)，如果通信網(wǎng)數(shù)據(jù)存在安全隱患，要想電網(wǎng)業(yè)務(wù)能夠正常運(yùn)行也是非常困難的。通過數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以對(duì)數(shù)據(jù)的安全性起到一定的保障作用。在應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)時(shí)，建立網(wǎng)絡(luò)控制數(shù)據(jù)會(huì)按照交易+鏈、區(qū)塊+鏈等各種不同的方式。區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)構(gòu)有其特殊性，在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)一般使用的都是多節(jié)點(diǎn)全分布式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將時(shí)段內(nèi)數(shù)據(jù)一致性建立起來(lái)，最后使用哈希算子等相關(guān)的方式保證 Merkle Tree所組成的數(shù)據(jù)具有安全性。換個(gè)角度，可以將區(qū)塊看作是分布式的數(shù)據(jù)記賬本，將網(wǎng)元看成是區(qū)塊節(jié)點(diǎn)，區(qū)塊體是由各種不同的數(shù)據(jù)所組成。對(duì)于后繼區(qū)數(shù)據(jù)頭，其內(nèi)容也是非常多的，比如哈希值、隨機(jī)數(shù)、時(shí)間戳等等。這些數(shù)據(jù)頭會(huì)類型不同，并與前個(gè)區(qū)塊進(jìn)行連接，各區(qū)塊都是對(duì)數(shù)據(jù)增量改變的一次反映。而且，變化值會(huì)在區(qū)塊中進(jìn)行存儲(chǔ)。對(duì)于電力通信網(wǎng)，在使用區(qū)塊鏈技術(shù)時(shí)，業(yè)務(wù)指令是由客戶端進(jìn)行發(fā)出，之后會(huì)在網(wǎng)絡(luò)等待節(jié)點(diǎn)作出確認(rèn)。每個(gè)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)，在等待確認(rèn)的相應(yīng)數(shù)據(jù)獲取之后，會(huì)進(jìn)行整體打包，之后所形成的候選區(qū)塊就會(huì)更大。在每個(gè)區(qū)塊，前區(qū)哈希值字段會(huì)有區(qū)塊頭數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果與之相匹配。

2電力通信網(wǎng)管數(shù)據(jù)一致性對(duì)比算法分析

對(duì)于電力通信網(wǎng)管數(shù)據(jù)，分布式存儲(chǔ)方式的形成是區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用過程中最核心的內(nèi)容。同時(shí)，在應(yīng)用期間，包括域名管理、數(shù)據(jù)上傳等都要具有一致性。通過對(duì)拜占庭一致性的方式進(jìn)行有效的利用，各種數(shù)據(jù)一致性方面的問題都能得到很好的解決。對(duì)于拜占庭算法，在最初的時(shí)候，該算法的的實(shí)現(xiàn)是通過利用指數(shù)級(jí)算法。在經(jīng)過不斷的發(fā)展之后，以傳統(tǒng)的算法為基礎(chǔ)，并經(jīng)過逐步的優(yōu)化，現(xiàn)在已經(jīng)形成了協(xié)議算法，而且是多項(xiàng)式級(jí)別，這樣一來(lái)，在對(duì)數(shù)據(jù)一致性進(jìn)行對(duì)比時(shí)，算力資源方面的消耗就會(huì)減少很多。并且通過使用該種方式，分布式算法更具有有效性。從正常的角度看，要想將網(wǎng)管區(qū)塊數(shù)據(jù)一致性比對(duì)很好的實(shí)現(xiàn)，單節(jié)點(diǎn)或者混合節(jié)點(diǎn)的一致性驗(yàn)證方法都是可以使用的。對(duì)于單節(jié)點(diǎn)一致性驗(yàn)證，主要使用的是通信網(wǎng)管網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，在進(jìn)行審核和下發(fā)時(shí)要將相關(guān)的協(xié)議提交，這樣區(qū)塊數(shù)據(jù)一致性才會(huì)得到保證。不管是審核階段還是下發(fā)階段，數(shù)據(jù)增量變化的分發(fā)都是需要實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)橹挥羞@樣通信網(wǎng)管數(shù)據(jù)一致性比對(duì)才能實(shí)現(xiàn)。在這期間，區(qū)塊鏈服務(wù)器會(huì)將網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)發(fā)出的請(qǐng)求進(jìn)行審核，如果所有的網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)所反饋的完成區(qū)塊信息被服務(wù)器接收之后，說(shuō)明一致性驗(yàn)證工作就已經(jīng)完成。而混合節(jié)點(diǎn)一致性在進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，主要是優(yōu)化并改進(jìn)拜占庭容錯(cuò)協(xié)議，比如，主從模式、參與網(wǎng)元數(shù)都會(huì)限定，，限定人數(shù)是2n+1，限定總網(wǎng)元數(shù)是3n+1，n代表的是出錯(cuò)網(wǎng)元數(shù)量。網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)在接收到相關(guān)的控制請(qǐng)求后，就會(huì)將預(yù)先準(zhǔn)備的信號(hào)發(fā)出，同時(shí)，各節(jié)點(diǎn)的信號(hào)會(huì)做匯總。在其區(qū)域內(nèi)，預(yù)準(zhǔn)備的信號(hào)在被網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)獲取之后，如果與之前設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)相符合，區(qū)域內(nèi)的其他網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)就會(huì)接收到預(yù)準(zhǔn)備的信號(hào)，進(jìn)而相關(guān)的服務(wù)器就會(huì)接收到同意信號(hào)并進(jìn)行傳遞，如果服務(wù)器網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)發(fā)出的執(zhí)行信號(hào)數(shù)量超出2n 個(gè)，網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)就會(huì)做出數(shù)據(jù)方面的變更。

3電力通信網(wǎng)管區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用方案分析

（1）網(wǎng)元數(shù)據(jù)在進(jìn)行變更的時(shí)候，使用的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式，并借助電力通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣每個(gè)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)都能進(jìn)行覆蓋。

（2）網(wǎng)元在接收到廣播數(shù)據(jù)之后，首先需要驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否具有合法性。在非對(duì)稱加密機(jī)制下，對(duì)網(wǎng)元數(shù)據(jù)在信息簽名變更和數(shù)據(jù)變更時(shí)是否具有匹配性做相關(guān)的驗(yàn)證。在驗(yàn)證通過之后就可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并通過對(duì) Merkle Tree 方式的使用將該數(shù)據(jù)加入到區(qū)塊中。

4結(jié)語(yǔ)

總之，對(duì)于電力通信網(wǎng)管數(shù)據(jù)，在對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)需要形成去中心化結(jié)構(gòu)，這樣所有的網(wǎng)元數(shù)據(jù)都會(huì)形成相同的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，而且具有較強(qiáng)的獨(dú)立性。同時(shí)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸方式也就能夠完全實(shí)現(xiàn)，這些都為區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用打下了很好的基礎(chǔ)。在對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行充分有效的利用之后，整個(gè)管理方式會(huì)更具安全性和可靠性。在后期，智能電網(wǎng)的運(yùn)行將會(huì)更具科學(xué)性，安全也會(huì)更加有保障。正是因?yàn)榭紤]到這些，本文針對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)做出相應(yīng)的分析和研究，對(duì)電力通信網(wǎng)管數(shù)據(jù)一致性、加密算法等方面都進(jìn)行全面的考慮。這樣在后期對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行研究時(shí)會(huì)更加深入，對(duì)同行在研究過程中也可以起到一定的參考作用。

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