一种基于区块链的数据存储智能监测系统及方法

本发明涉及数据存储，具体为一种基于区块链的数据存储智能监测系统及方法。

背景技术：

1、在区块链技术中，节点的公有链(public blockchain)和私有链(privateblockchain)属性通常是由网络的设计和目标来决定的，并非轻易可以改变，这些属性主要取决于节点间如何连接、谁可以参与共识机制、数据是否对所有人开放等因素；

2、混合区块链(hybrid blockchain)是一种独特的区块链技术，融合了公有链和私有链的特点，形成了兼具两者优势的新型区块链解决方案；混合区块链在多个领域都有广泛的应用前景，如，在金融领域，混合区块链可以帮助金融机构实现更高效的交易结算和风险管理；在供应链管理领域，混合区块链可以提高供应链的透明度和可追溯性；在物联网领域，混合区块链可以保护设备数据的安全和隐私；

3、然后，在设备或软件的实际运行过程中，链式数据是不断新增和扩展的，使得混合区块链的兼容特性发生了动态改变，降低了混合区块链的灵活特性，不利于数据的存储，极大的妨碍了数据之间的兼容和互通。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于区块链的数据存储智能监测系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于区块链的数据存储智能监测系统，本系统包括：链式结构模块、混合链路分析模块、存储扩展分析模块和智能监测模块；

4、所述链式结构模块，基于链式数据，捕捉区块链网络中的各个区块节点和数据区块；并以区块节点为源点，生成区块数据簇；

5、所述混合链路分析模块，基于公有链和私有链的协议架构，通过链式结构，捕捉并统计公有链路径和私有链路径；并基于私有链路径，分析公有链路径的私有化程度；

6、所述存储扩展分析模块，用于当计算机设备在运行过程中产生合法的新的数据区块时，对区块数据簇进行更新；基于更新后的区块数据簇，分析私有链路径的扩展行为对公有链路径的私有化程度的影响情况；

7、所述智能监测模块，基于影响值，智能验证扩展行为的支持度，并输出扩展请求的执行结果。

8、进一步的，所述链式结构模块包括存储规划单元和源点统筹单元；

9、所述存储规划单元，用于对区块链中的全部区块节点进行统一编码，其中，一个区块节点对应区块链网络中的一个计算机设备；将任意第i个区块节点记为pi；基于计算机设备中的存储装置，分配数据区块，所述数据区块用于存储计算机设备产生的链式数据，所述链式数据为基于区块链的链式结构属性存储的计算机设备产生的数据，所述链式结构中包含区块节点信息和数据区块信息；

10、所述源点统筹单元，用于以区块节点pi为源点，构建区块数据簇，记为ad(pi)＝{ba|a∈[1，ai]}，其中，ba表示区块节点pi对应的计算机设备中的存储装置分配的第a个数据区块，ai表示区块节点pi对应分配的数据区块总数量，所述区块数据簇具备实时更新能力，当区块节点pi对应的计算机设备在运行过程中产生合法的新的数据区块时，则将新的数据区块更新到区块数据簇ad(pi)中。

11、进一步的，所述混合链路分析模块包括混合路径处理单元和混合分析单元；

12、所述混合路径处理单元，基于链式结构，以及公有链和私有链的协议架构，捕捉并统计公有链路径和私有链路径，所述公有链路径由区块节点串联构成，所述私有链路径由数据区块串联构成；将任意第r个公有链路径记为fcpr＝{pi|i∈[1，i]}，i表示区块节点的总数量，将任意第e个私有链路径记为scpe＝{ba|ba∈ad(pi)、i∈[1，i]}；

13、所述混合分析单元，基于私有链路径，计算公有链路径的私有化程度，计算公式为：

14、

15、其中，dp(fcpr)表示公有链路径fcpr的私有化程度，num[scpe∩ad(pi)]表示私有链路径scpe与区块数据簇ad(pi)交集集合中包含的数据区块的数量，e表示私有链路径的总数量。

16、进一步的，所述存储扩展分析模块包括存储更新单元和影响分析单元；

17、所述存储更新单元，用于当计算机设备在运行过程中产生合法的新的数据区块时，识别新的数据区块产生的区块节点，并对区块数据簇进行更新，将区块数据簇ad(pi)对应更新后的区块数据簇记为

18、所述影响分析单元，用于在更新后的区块数据簇中任意选取第b个新的数据区块，记为bb；

19、若将新的数据区块bb添加到私有链路径scpe中，计算私有链路径scpe的扩展行为对公有链路径fcpr的私有化程度的影响值，计算公式为：

20、

21、其中，表示更新后的区块数据簇中包含的数据区块的数量，表示存在符号，表示扩展行为。

22、进一步的，所述智能监测模块包括验证模型单元和决策执行单元；

23、所述验证模型单元，基于影响值，构建私有链验证模型，计算扩展行为支持度，计算公式为：

24、

25、其中，d表示预设的扩展行为的期望值；

26、所述决策执行单元，用于预设支持度阈值，若支持度大于等于支持度阈值，则私有链路径scpe接受新的数据区块bb的扩展请求，否则拒绝新的数据区块bb的扩展请求。

27、一种基于区块链的数据存储智能监测方法，本方法包括以下步骤：

28、步骤s100：基于链式数据，捕捉区块链网络中的各个区块节点和数据区块；并以区块节点为源点，生成区块数据簇；

29、步骤s200：基于公有链和私有链的协议架构，通过链式结构，捕捉并统计公有链路径和私有链路径；并基于私有链路径，分析公有链路径的私有化程度；

30、步骤s300：当计算机设备在运行过程中产生合法的新的数据区块时，对区块数据簇进行更新；基于更新后的区块数据簇，分析私有链路径的扩展行为对公有链路径的私有化程度的影响情况；

31、步骤s400：基于影响值，智能验证扩展行为的支持度，并输出扩展请求的执行结果。

32、进一步的，所述步骤s100的具体实施过程包括：

33、步骤s101：对区块链中的全部区块节点进行统一编码，其中，一个区块节点对应区块链网络中的一个计算机设备；将任意第i个区块节点记为pi；基于计算机设备中的存储装置，分配数据区块，所述数据区块用于存储计算机设备产生的链式数据，所述链式数据为基于区块链的链式结构属性存储的计算机设备产生的数据，所述链式结构中包含区块节点信息和数据区块信息；

34、步骤s102：以区块节点pi为源点，构建区块数据簇，记为ad(pi)＝{ba|a∈[1，ai]}，其中，ba表示区块节点pi对应的计算机设备中的存储装置分配的第a个数据区块，ai表示区块节点pi对应分配的数据区块总数量，所述区块数据簇具备实时更新能力，当区块节点pi对应的计算机设备在运行过程中产生合法的新的数据区块时，则将新的数据区块更新到区块数据簇ad(pi)中。

35、进一步的，所述步骤s200的具体实施过程包括：

36、步骤s201：基于链式结构，以及公有链和私有链的协议架构，捕捉并统计公有链路径和私有链路径，所述公有链路径由区块节点串联构成，所述私有链路径由数据区块串联构成；将任意第r个公有链路径记为fcpr＝{pi|i∈[1，i]}，i表示区块节点的总数量，将任意第e个私有链路径记为scpe＝{ba|ba∈ad(pi)、i∈[1，i]}；

37、步骤s202：基于私有链路径，计算公有链路径的私有化程度，计算公式为：

38、

39、其中，dp(fcpr)表示公有链路径fcpr的私有化程度，num[scpe∩ad(pi)]表示私有链路径scpe与区块数据簇ad(pi)交集集合中包含的数据区块的数量，e表示私有链路径的总数量；

40、根据上述方法，在混合区块链中，公有链和私有链的关系体现在对访问权限的精细控制上，混合链允许组织在公有无需许可的系统上建立一个私有、需要许可的系统，公有链部分负责处理需要公开透明的数据，而私有链部分则用于处理敏感或私有的数据，通过智能合约等机制，可以在需要时启用对私有数据的访问和验证；然而，在链式结构中，数据之间的交互和访问存在跨链行为特性，同时，数据区块也会随着交互或存储的需要而不断扩展，使得跨链行为的敏感程度加剧，公有链路径的私有化程度反应了跨链行为的敏感程度，私有化程度越高，跨链行为的敏感程度也越高。

41、进一步的，所述步骤s300的具体实施过程包括：

42、步骤s301：当计算机设备在运行过程中产生合法的新的数据区块时，识别新的数据区块产生的区块节点，并对区块数据簇进行更新，将区块数据簇ad(pi)对应更新后的区块数据簇记为

43、步骤s302：在更新后的区块数据簇中任意选取第b个新的数据区块，记为bb；若将新的数据区块bb添加到私有链路径scpe中，计算私有链路径scpe的扩展行为对公有链路径fcpr的私有化程度的影响值，计算公式为：

44、

45、其中，表示更新后的区块数据簇中包含的数据区块的数量，表示存在符号，表示扩展行为；

46、根据上述方法，对于区块链网络的整体架构中，当新的数据区块产生时，还无法判断新的数据区块能否扩展到私有链中，以协同控制跨链行为的敏感行为，私有链路径的扩展行为对公有链路径的私有化程度的影响值，反应了新的数据区块扩展到私有链中，对跨链行为的整体敏感情况的影响程度，影响值越大，影响程度也越大。

47、进一步的，所述步骤s400的具体实施过程包括：

48、步骤s401：基于影响值，构建私有链验证模型，计算扩展行为支持度，计算公式为：

49、

50、其中，d表示预设的扩展行为的期望值；

51、根据上述方法，扩展行为支持度反应了新的数据区块扩展到私有链中，对跨链行为的整体敏感情况的影响概率，当扩展行为支持度越接近预设的扩展行为的期望值时，表示影响概率越小，扩展行为支持度越大，进而可以接受新的数据区块的扩展请求；

52、步骤s402：预设支持度阈值，若支持度大于等于支持度阈值，则私有链路径scpe接受新的数据区块bb的扩展请求，否则拒绝新的数据区块bb的扩展请求。

53、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明提供的一种基于区块链的数据存储智能监测系统及方法中，基于链式数据，捕捉区块链网络中的各个区块节点和数据区块，以区块节点为源点，生成区块数据簇；基于公有链和私有链的协议架构，通过链式结构，捕捉并统计公有链路径和私有链路径，分析公有链路径的私有化程度；当计算机设备在运行过程中产生新的数据区块时，对区块数据簇进行更新；分析私有链路径的扩展行为对公有链路径的私有化程度的影响情况；智能验证扩展行为的支持度，输出扩展请求的执行结果；能够满足链式数据的新增和扩展需求，适应区块链的兼容特性的动态改变，提高区块链的灵活特性，实现数据存储的同时，满足数据之间的兼容性和互通性。