基于區(qū)塊鏈的非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)動態(tài)安全存儲

基于區(qū)塊鏈的非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)動態(tài)安全存儲摘要：目前大數(shù)據(jù)諸多的隱私泄露、虛假數(shù)據(jù)以及完整性破壞等安全風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)用戶的安全，阻礙了大數(shù)據(jù)的進(jìn)一步發(fā)展，龐大的數(shù)據(jù)量更是對其存儲性能提出了巨大的挑戰(zhàn)，所以，越來越多的相關(guān)領(lǐng)域聚焦于大數(shù)據(jù)安全存儲方面的研究。關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈;非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù);安全存儲；引言網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)被應(yīng)用到眾多不同的領(lǐng)域，如金融和供應(yīng)鏈交易、工業(yè)領(lǐng)域上網(wǎng)控制系統(tǒng)等，在完整且成功的交易中衍生出了非常多的動態(tài)數(shù)據(jù)資源，數(shù)據(jù)的產(chǎn)生是需要雙方或多方的實(shí)體進(jìn)行參與的。而這些動態(tài)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生系統(tǒng)即為實(shí)例系統(tǒng)。完成各自產(chǎn)業(yè)編碼，并對其進(jìn)行編碼的數(shù)據(jù)被稱為動態(tài)數(shù)據(jù)，它的存儲安全性方面與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)比起來也有著更加嚴(yán)格和高標(biāo)準(zhǔn)的要求。除了對數(shù)據(jù)的訪問、實(shí)體描述以及其安全性能的保護(hù)之外，動態(tài)數(shù)據(jù)還要完成與之相關(guān)的資產(chǎn)安全的保護(hù)，另外最為重要的一點(diǎn)是要保證這些數(shù)據(jù)在被存儲以及進(jìn)行轉(zhuǎn)移時(shí)能夠不被隨意改動和偽造。1基于區(qū)塊鏈的非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)動態(tài)安全存儲技術(shù)1.1區(qū)塊鏈下分布式數(shù)據(jù)文件加密模型模型中所有構(gòu)成部分之間的交互操作，均通過區(qū)塊鏈非對稱加密技術(shù)而創(chuàng)建的公私鑰得以實(shí)現(xiàn)，其中公開地址是公鑰，而私鑰則保存在各自對應(yīng)的模塊中。在廣播數(shù)據(jù)的過程中，用戶使用私鑰將數(shù)據(jù)描述、訪問形式等信息加密，通過交易的方式使數(shù)據(jù)版權(quán)（即信息的真實(shí)性）得到保證。如果交互授權(quán)的對象為雙方用戶，則可采用公私鑰加密私密信息。比如用戶A發(fā)送授權(quán)信息給用戶B，需要用戶A先使用用戶B的公鑰加密授權(quán)信息，取得加密信息{message}B，從而保證解密查看的對象僅為用戶B;其次，用戶A再利用獨(dú)有的私鑰對{message}B進(jìn)行加密，得到數(shù)字簽名信息{{message}B}A'，使信息來源的可靠性得到保證;用戶B接收到數(shù)字簽名的加密信息{{message}B}A'后，先使用用戶A的公鑰解密，獲取加密信息{message}B，評定來源的可信度;最后用戶B利用其獨(dú)有的私鑰解密，得到數(shù)據(jù)授權(quán)的初始信息{message}。在區(qū)塊鏈內(nèi)保存著透明、完整的全部數(shù)據(jù)交互與版權(quán)信息流程，因?yàn)闊o法篡改，且用戶數(shù)據(jù)無需在第三方機(jī)構(gòu)中托管，不會得到緩存，所以當(dāng)出現(xiàn)版權(quán)糾紛時(shí)，在區(qū)塊鏈的記錄里就可以實(shí)施權(quán)限追溯，對數(shù)據(jù)進(jìn)行維權(quán)。區(qū)塊鏈全部數(shù)據(jù)的備份通過各節(jié)點(diǎn)得以實(shí)現(xiàn)，如果鏈中的冗余數(shù)據(jù)量過多，將使共識效率下降，并增加額外的節(jié)點(diǎn)存儲與運(yùn)算成本，因而采用分布式文件系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)描述等次要信息與驗(yàn)證完權(quán)限的數(shù)據(jù)訪問形式進(jìn)行記錄。1.2非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)動態(tài)安全存儲的實(shí)現(xiàn)雖然分布式文件系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)PB量級的數(shù)據(jù)存儲，但存在訪問延時(shí)較長的弊端，為了改進(jìn)分布式文件系統(tǒng)的動態(tài)安全存儲性能，通過MongoDB非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的引入，設(shè)計(jì)一種分布式文件系統(tǒng)與MongoDB相結(jié)合的動態(tài)安全存儲技術(shù)，以使非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)的動態(tài)信息存儲得以實(shí)現(xiàn)。在MongoDB的結(jié)構(gòu)中，用戶模塊含有MongoDB的訪問接口，用于數(shù)據(jù)的緩存維護(hù)，提升訪問速率，比如集合區(qū)域的信息;協(xié)調(diào)服務(wù)模塊是為了保證總體的系統(tǒng)集群里有且僅有唯一一個(gè)主控制節(jié)點(diǎn)，該模塊不僅可以完成全部集合尋址入口的存儲，還能對集合服務(wù)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，令主控制節(jié)點(diǎn)采集到實(shí)時(shí)的集合服務(wù)狀態(tài)信息，主要用于MongoDB模式信息的存儲與管理;控制節(jié)點(diǎn)模塊的功能是達(dá)成集合空間的分配目標(biāo)，調(diào)度元數(shù)據(jù)存儲負(fù)載，檢測到失效節(jié)點(diǎn)時(shí)轉(zhuǎn)移故障，對MongoDB的垃圾文件回收請求與schema的更新請求進(jìn)行處理;而集合服務(wù)模塊則主要解決數(shù)據(jù)的I/O請求以及自動分片較大數(shù)據(jù)量的集合.2安全存儲方案設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺通過對區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用，使得網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的存儲變得更加安全且高效，因?yàn)閰^(qū)塊鏈具有安全可靠的特性。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺的一個(gè)主要的設(shè)計(jì)方案為共享訪問的方式，而該方式是建立在公鑰加密的基礎(chǔ)上的。用戶的公鑰全部由相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行保管，而且對使用者的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行公鑰方式下的加密，使用者如果想要訪問自己的個(gè)人數(shù)據(jù)，可以通過私鑰進(jìn)行訪問。此外采用區(qū)塊鏈技術(shù)可以使數(shù)據(jù)避免因?yàn)橥饨绲牟涣脊艋蛘吖芾碚卟划?dāng)?shù)臋?quán)限管理造成的數(shù)據(jù)流失等問題，使得數(shù)據(jù)管理變得更加的具有安全性，這主要?dú)w功于區(qū)塊鏈高度安全、隱私、去中心化等的優(yōu)點(diǎn)。（1）進(jìn)行區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的傳輸，即將由存儲中心生成的存儲記錄元數(shù)據(jù)和摘要進(jìn)行區(qū)塊鏈的傳輸，對元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)ID等信息進(jìn)行記錄；（2）將存儲記錄傳輸?shù)街行?，傳輸過程需確保安全可靠，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通過存儲中心的記錄和傳輸后，存儲機(jī)構(gòu)會對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，通過加密算法下的加密之后，會傳輸?shù)阶罱K的使用者手中，再通過加密算法進(jìn)行分發(fā)對稱密鑰。使用者需要對會話密鑰進(jìn)行解密，會話是由儲存中心發(fā)送過來的，而解密方法是使用自己的私鑰，接著再對以上會話的記錄進(jìn)行解密，解密方法是使用會話密鑰，整個(gè)過程可以確保安全的分發(fā)密鑰，并且存儲可以得到安全快速地傳遞；（3）使用者在解密完存儲記錄之后，再將其傳輸至數(shù)據(jù)庫。使用者對新生成的會話密鑰進(jìn)行加密和存儲，并將其傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫中盡心存儲。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的最終擁有方為使用者，為了使不同的用戶對數(shù)據(jù)的訪問得到有效的控制，其他使用者的使用權(quán)限也是要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理分配的。3動態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈存儲系統(tǒng)的問題建模與改進(jìn)建議3.1區(qū)塊鏈環(huán)境下動態(tài)數(shù)據(jù)的安全存儲技術(shù)區(qū)塊鏈實(shí)質(zhì)上是通過分布式的管理，對動態(tài)數(shù)據(jù)的傳遞、存儲進(jìn)行控制，屬于開放式的技術(shù)賬本管理，在技術(shù)賬本中，能夠?qū)討B(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，如重要的交易活動信息錄入等。同時(shí)，區(qū)域鏈系統(tǒng)記錄的動態(tài)數(shù)據(jù)是以塊為單位的，在區(qū)塊中，不僅記錄著動態(tài)數(shù)據(jù)信息，還會包含著這項(xiàng)數(shù)據(jù)的來源以及與前一個(gè)塊的連接點(diǎn)，這樣相關(guān)的工作人員在需要一些數(shù)據(jù)的時(shí)候，能夠快速檢索到需要的數(shù)據(jù)信息，縮短動態(tài)數(shù)據(jù)調(diào)動的時(shí)間。此外，不同的區(qū)塊中可能記錄著部分相同的動態(tài)信息，因此，任何操作者都無法單一地對區(qū)塊中的信息進(jìn)行改動，提升了動態(tài)信息處理與利用的安全性，被廣泛地應(yīng)用于信息相關(guān)產(chǎn)業(yè)中，具備較高的研究價(jià)值。3.2區(qū)塊鏈動態(tài)數(shù)據(jù)系統(tǒng)改進(jìn)的方向區(qū)塊鏈技術(shù)研究與應(yīng)用的深入發(fā)展，使得人們逐步認(rèn)識到區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，通過在操作系統(tǒng)中形成的激勵(lì)機(jī)制，使得各節(jié)點(diǎn)可以以有效性這一標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成共識，發(fā)揮激勵(lì)作用，提升動態(tài)數(shù)據(jù)處理的實(shí)效性。但是如今的區(qū)塊鏈技術(shù)在共識機(jī)制上的應(yīng)用以及表現(xiàn)都存在著明顯的不足，所以對于現(xiàn)階段的區(qū)塊鏈技術(shù)來說，應(yīng)結(jié)合數(shù)據(jù)存儲的技術(shù)特點(diǎn)對共識機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化，針對輸入數(shù)據(jù)的權(quán)限以及寫入數(shù)據(jù)的同步技術(shù)兩個(gè)問題，對運(yùn)行機(jī)制的改進(jìn)目標(biāo)進(jìn)行確定。具體包括四點(diǎn)：①驗(yàn)證權(quán)限需要輸入令牌；②設(shè)置區(qū)塊鏈實(shí)時(shí)廣播功能；③對驗(yàn)證者的廣播信息進(jìn)行接收；④在驗(yàn)證者列表添加自身節(jié)點(diǎn)。結(jié)束語網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的大爆發(fā)促使探究存儲非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)技術(shù)變得至關(guān)重要，因此，提出新的基于區(qū)塊鏈的非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)動態(tài)安全存儲技術(shù)。構(gòu)建多用戶規(guī)則調(diào)度模型，采用存儲信息種類構(gòu)建集中式存儲管理