基于区块链的计算机数据安全防护系统

本发明涉及计算机数据安全领域，具体涉及基于区块链的计算机数据安全防护系统。

背景技术：

1、高校作为知识密集型机构，其计算机系统中存储着大量的敏感数据，包括但不限于学生信息、研究成果、教育资料等。这些数据的安全性对于高校的正常运作至关重要。然而，目前的计算机数据安全防护系统安全防护效果不佳，易于遭受高校计算机系统面临着来自内部和外部的各种安全威胁，使得高校计算机数据在存储过程中面临着数据泄露和篡改的风险，导致计算机数据的安全性和完整性遭受威胁，无法满足高校的实际需求。因此，开发一种多方面保证数据存储安全的基于区块链的计算机数据安全防护系统对于保护高校数据安全具有重要意义。

技术实现思路

1、为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供基于区块链的计算机数据安全防护系统，解决了目前的计算机数据安全防护系统安全防护效果不佳，使得高校计算机数据在存储过程中面临着数据泄露和篡改的风险，导致计算机数据的安全性和完整性遭受威胁，无法满足高校的实际需求的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、基于区块链的计算机数据安全防护系统，包括：

4、区块链管理模块，用于设置主区块链节点和从区块链节点i，并获得高校计算机数据，同时生成区块链分析指令，并将区块链分析指令发送至区块链分析模块；

5、区块链分析模块，用于接收到区块链分析指令后对从区块链节点i进行监测，获取从区块链节点i的节点优选信息，并将节点优选信息发送至数据存储模块；其中，节点优选信息包括容量信息rl、速度信息sd、稳定信息wd以及故障信息gz；

6、数据存储模块，用于根据节点优选信息获得节点优选系数jyi，并根据节点优选系数jy i获得存储节点，并将高校计算机数据存储于存储节点中；

7、所述数据存储模块获得存储节点的具体过程如下：

8、将容量信息rl、速度信息sd、稳定信息wd以及故障信息gz按照预设的节点优选模型函数进行量化运算，得到节点优选系数jy i；

9、其中，节点优选模型函数如下所示：

10、

11、式中：

12、ζ为预设的误差调节因子，取ζ＝1.112；

13、e、π均为数学常数；

14、j1、j2、j3以及j4分别为设定的容量信息rl、速度信息sd、稳定信息wd以及故障信息gz对应的预设权重因子，j1、j2、j3以及j4满足j4＞j3＞j1＞j2＞0.865，取j1＝1.51，j2＝0.98，j3＝2.06，j4＝2.93；

15、将所有的从区块链节点i按照节点优选系数jyi从大到小的顺序进行排序，将位于首位的从区块链节点i，并将其标记为存储节点，并将高校计算机数据存储于存储节点中，存储完成后生成节点监测指令，并将节点监测指令发送至节点监测模块。

16、作为本发明进一步的方案：所述区块链分析模块获取容量信息rl的具体过程如下：

17、接收到区块链分析指令后对从区块链节点i进行监测，获取从区块链节点i的剩余存储容量和最大存储容量，并将其分别标记为余存值yc和最存值zc，将余存值yc和最存值zc进行量化处理，令余存值yc和最存值zc的数值分别乘以其对应的预设比例系数，获得两者的和，并将其标记为容量信息rl；其中，余存值yc和最存值zc对应的预设比例系数分别为r1、r2，且r1、r2满足r1+r2＝1，0＜r2＜r1＜1，取r1＝0.68，r2＝0.32。

18、作为本发明进一步的方案：所述区块链分析模块获取速度信息sd的具体过程如下：

19、获取从区块链节点i最近一次使用过程中的平均网络传输速率和平均数据存储速率，并将其分别标记为输速值ss和存速值cs，将输速值ss和存速值cs进行量化处理，令输速值ss和存速值cs的数值分别乘以其对应的预设比例系数，获得两者的和，得到速度子值，获取输速值ss和存速值cs对应的预设比例系数两者的乘积，得到速度母值，获取速度子值、速度母值的比值，并将其标记为速度信息sd；其中，输速值ss和存速值cs对应的预设比例系数分别为s1、s2，且s1、s2满足s1+s2＝1，0＜s1＜s2＜1，取s1＝0.43，s2＝0.57。

20、作为本发明进一步的方案：所述区块链分析模块获取稳定信息wd的具体过程如下：

21、获取从区块链节点i最近一次使用过程中的网络断线次数，并将其标记为断次值dc，获取从区块链节点i最近一次使用过程中最大的数据存储速率和最小的数据存储速率，获取两者之间的差值，并将其标记为速差值sc，将断次值dc和速差值sc进行量化处理，令断次值dc和速差值sc分别作为指数，以预设的稳定底数为底数，分别获取断次值dc和速差值sc对应的指数幂，并将其分别标记为断次指数幂、速差指数幂，令断次指数幂、速差指数幂的数值分别乘以断次值dc和速差值sc对应的预设比例系数，获得两者的和，并将其标记为稳定信息wd；其中，稳定底数为dw，dw满足mw＞0，取dw＝e+1.18，e为数学常数，断次值dc和速差值sc对应的预设比例系数分别为w1、w2，且w1、w2满足w1+w2＝1，0＜w1＜w2＜1，取w1＝0.28，w2＝0.72。

22、作为本发明进一步的方案：所述区块链分析模块获取故障信息gz的具体过程如下：

23、获取从区块链节点i最近一次使用过程中的最大运行温度，并将其标记为运温值yw，获取从区块链节点i最近一次使用过程中的噪音平均声音强度，并将其标记为声强值sq，将运温值yw和声强值sq进行量化处理，令运温值yw和声强值sq的数值分别乘以其对应的预设比例系数，获得两者的和，得到故障指数，令故障指数作为指数，以预设的故障底数为底数，获取指数幂，并将其标记为故障信息gz；其中，故障底数为dg，dg满足dg＞0，取dg＝1.69π，π为数学常数，运温值yw和声强值sq对应的预设比例系数分别为g1、g2，且g1、g2满足g1+g2＝1，0＜g2＜g1＜1，取g1＝0.85，g2＝0.15。

24、作为本发明进一步的方案：所述的基于区块链的计算机数据安全防护系统还包括：

25、节点监测模块，用于接收到节点监测指令对存储节点进行监测，获取存储节点的节点风险信息，并将节点风险信息发送至转存分析模块；其中，节点风险信息包括损失信息sx、恶意信息ex以及行为信息xx；

26、还包括：

27、转存分析模块，用于根据节点风险信息获得节点风险系数fx，并根据节点风险系数fx生成数据转存指令，并将数据转存指令发送至数据存储模块；

28、所述数据存储模块还用于接收到数据转存指令后将风险节点中的高校计算机数据复制并转存于备用节点中，转存完成后生成连接管控指令，并将连接管控指令发送至区块链管理模块；

29、所述区块链管理模块还用于接收到连接管控指令后断开风险节点与主区块链节点、其他的从区块链节点i之间的连接，同时控制备用节点与主区块链节点、其他的从区块链节点i进行连接。

30、作为本发明进一步的方案：所述节点监测模块获取损失信息sx的具体过程如下：

31、接收到节点监测指令对存储节点进行监测，获取存储节点历史数据中出现高校计算机数据丢失总次数和损坏总次数，并将其分别标记为丢失值ds和损坏值sh，将丢失值ds和损坏值sh进行量化处理，令丢失值ds和损坏值sh的数值分别乘以其对应的预设比例系数，获得两者的和，并将其标记为损失信息sx；其中，丢失值ds和损坏值sh对应的预设比例系数分别为h1、h2，且h1、h2满足h1+h2＝1，0＜h2＜h1＜1，取h1＝0.55，h2＝0.45。

32、作为本发明进一步的方案：所述节点监测模块获取恶意信息ex的具体过程如下：

33、获取存储节点历史数据中出现恶意软件总数量和恶意程序总数量，并将其分别标记为软件值rj和程序值cx，将软件值rj和程序值cx进行量化处理，令软件值rj和程序值cx的数值分别乘以其对应的预设比例系数，获得两者的和，并将其标记为恶意信息ex；其中，软件值rj和程序值cx对应的预设比例系数分别为k1、k2，且k1、k2满足k1+k2＝1，0＜k2＜k1＜1，取k1＝0.84，k2＝0.16。

34、作为本发明进一步的方案：所述节点监测模块获取行为信息xx的具体过程如下：

35、获取存储节点最近预设时间段内的访问次数和数据传输量，并将其分别标记为访问值fw和据传值jc，将访问值fw和据传值jc进行量化处理，令访问值fw和据传值jc的数值分别乘以其对应的预设比例系数，获得两者的和，并将其标记为行为信息xx；其中，访问值fw和据传值jc对应的预设比例系数分别为p1、p2，且p1、p2满足p1+p2＝1，0＜p1＜p2＜1，取p1＝0.21，p2＝0.79。

36、作为本发明进一步的方案：所述转存分析模块生成数据转存指令的具体过程如下：

37、以损失信息sx、恶意信息ex的数值分别作为菱形的两根对角线，绘制菱形，以菱形的中心作为垂线的起点绘制垂线，且垂线的长度等于行为信息xx的数值，并令垂线的终点分别与菱形的四个拐角连接，形成四棱锥图形；

38、获取四棱锥图形的体积，并将其标记为节点风险系数fx；

39、将节点风险系数fx与预设的节点风险阈值fxy进行比较，比较结果如下：

40、如果节点风险系数fx≥节点风险阈值fxy，则将节点风险系数fx对应的存储节点标记为风险节点，并生成数据转存指令，并将数据转存指令发送至数据存储模块。

41、本发明的有益效果：

42、本发明的基于区块链的计算机数据安全防护系统，该系统首先对从区块链节点进行监测，获取节点优选信息，根据节点优选信息获得的节点优选系数能够综合衡量从区块链节点的优良程度，且节点优选系数越大表示优良程度越高，则越优先选择用于存储高校计算机数据，之后对存储高校计算机数据后对存储节点进行持续监测，获取节点风险信息，根据节点风险信息获得的节点风险系数能够综合衡量存储节点的风险程度，且节点风险系数越大表示风险程度越高，说明存储节点具有高风险，最终对高风险的存储节点中的高校计算机数据进行复制、转存；

43、本发明的基于区块链的计算机数据安全防护系统，通过采集数据，并对数据进行多维度、多角度的分析，能够对存储数据的节点进行优良判断，并构建分布式数据存储网络，实现了数据的安全、可靠、高效储存，还对存储数据后的节点进行持续监测，能够高效、准确地判断出异常行为，并在检测到异常后，快速响应并安全转移和存储数据，从而显著提高了高校数据的安全性和可靠性。