张井敏
国网黑龙江省电力有限公司黑河供电公司 黑龙江 黑河164300
摘要：人们在日常生活中使用电气设备会产生电力数据，电力营销数据包括用户的家庭住址、用电量、电费等，这些数据作为客户个人隐私，电力企业收集这些数据信息的同时，需要对数据进行分析。应用区块链技术进行电力数据存储工作中，有效的与传统存储工作拉开差距，并且可以有效保障数据安全性，保障电力信息储存的安全问题，满足现阶段电力营销数据对于数据存储的各项需求。
关键词：：区块链；电力营销；数据存储
引言
网络信息技术被应用到众多不同的领域，如金融和供应链交易、工业领域上网控制系统等，在完整且成功的交易中衍生出了非常多的动态数据资源，数据的产生是需要双方或多方的实体进行参与的。而这些动态数据的产生系统即为实例系统。完成各自产业编码，并对其进行编码的数据被称为动态数据，它的存储安全性方面与传统数据比起来也有着更加严格和高标准的要求。除了对数据的访问、实体描述以及其安全性能的保护之外，动态数据还要完成与之相关的资产安全的保护，另外最为重要的一点是要保证这些数据在被存储以及进行转移时能够不被随意改动和伪造。
1区块链简介
区块链属于一种应用模型，它可以实现点对点通信和数据加密的基本功能，同一时间在各不相同网络节点之间建立信任协议，进而获取相关的操作权限，这也可以解释为一种数学算法。广义来讲，区块链技术使用区块链算法设计来查验和传送相关的数据信息，同一时间使用由自动化脚本代码组合而成的区块链智能合约来实现操作步骤。从狭义上讲，区块链技术应属于一种链式算法设计，它是由按先后顺序联接的数据信息块组合而成的。区块链技术的显著特点主要包括以下几个方面：第一，匿名性。应用于不同网络节点之间信息交换指定的数据算法，以及多个节点之间的数据交换不需要基于信任。从这个角度来看，一个交易方不需要通过公开身份获得另一方的信任。第二，开放性。系统本身是开放的。除去数据加密双方的用户信息外，区块链技术的数据信息是公开透明的，所有的使用者都是可以通过相对应的数据接口查阅区块链的数据信息。第三，相关信息无法被篡改。一旦相关信息被查验并增添到区块链，它将被无限期储存，而且唯有当超出51%的网络节点被同时有效控制时，它才能够被篡改，换句话说，区块链数据信息拥有高稳定性能和可信性。第四，自治性。区块链技术是依托于相关的网络协议来控制系统的技术规范，这使得控制系统中的每一个网络节点在可信任的网络环境中安全可靠地互相交换数据信息，或者说，原先对人的信任协议被有效转化为对网络机器的信任协议，而所有的人为干预都不会影响区块链的数据稳定性。
2区块链系统的数据存储技术
区块链的每个区块中都由区块和区块头两部分组成，大数量的区块头是可以构成完整的区块链。目标区块也是前一个区块的哈希值和随机数组合生成的。根哈希验证交易的真实性，经过验证不会出现伪造交易。区块中的区块体主要用来对存储交易的数据进行存储，交易数据的结构根据区块链系统具备的功能决定。区块链是基于信息交易形成的系统，其系统内部有着大量的交易数据，庞大的数据以Merkle树的形式展现，并以树状结构对数据加以存储其中Merkle树的数据结构可以是二叉或者演变成N叉，比特币中使用的就是这种二叉树的结构。Merkle树本身需要大数据，将其压缩成字符，证明其保留的数据真实性，也无需显示原始数据。Merkle树是从下至上进行数据结构构建的。Merkle树结构中根据某种标准为其正确命名，用户可以识别出有效内容，无需解压文件。
3区块链数据储存方式
3.1基于区块链的电力营销数据存储架构
将区块链应用到电力行业电力营销数据存储的场景之中，提出基于区块链技术的电力营销数据存储模型，该模型具有2个数据库，其中1个为分布式存储数据库和联盟区块链，分布式存储数据库为区块链提供存储服务，区块链为分布式存储数据库提供系统安全支撑。基于区块链的多级加密电力数据存储主要包括电力营销数据的分布式存储服务和电力营销数据的多级加密服务两部分。
其中基于区块链的电力数据分布式存储主要包括以下流程，首先智能电网设备或用户向本存储系统发出存储资源节点的请求，然后由本系统中的分布式存储节点提供存储服务，在存储服务完成后需要在区块链上登记存储记录，最后由智能电网设备或用户评价存储服务。第一步，智能电网设备或用户向基于区块链的多级加密电力数据存储系统发送存储请求，需要在分布式存储节点中选择某个在线的存储节点作为存储服务的对象。在基于区块链的电力营销数据存储系统中设定一旦终端发送请求，在60s内不能再选择其他存储节点发送存储请求，且收到存储节点的确认后，直接传送存储数据。第二步，当在线存储节点收到存储请求时需要为请求节点提供存储服务，且按请求节点请求时间的先后顺序回复节点。当智能电网设备或者用户收到存储节点的确认消息后，即向存储节点传输电力数据。第三步，存储记录信息上链，在存储节点完成响应请求的存储服务之后，存储节点将存储记录信息传输到区块链上。最后由智能电网设备或用户评价此次存储服务，评价信息作为存储节点的信用分，可根据该信用分评判该存储节点的存储性能。
3.2电力营销数据的保密机制
基于区块链电力营销数据存储，为了保障数据的安全，提出一种多级加密机制，通过这种加密机制实现数据安全性传输。并且该机制与分布式存储相结合可以解决数据分割情况，提高系统工作效率，多级加密机制支持多种逐级加密和验证。多级加密机制主要是由身份认证、数据加密、哈希提取、加密通信组成。在身份认证中使用RSA算法可以生成公钥、私钥，帮助电力营销数据进行隐私保护等具体的算法如下。首先密钥生成，先选择两个质数P和Q，通过计算两个质数之间的乘积N=P×Q；得出N的欧拉函数φ（N），也就是（P-1）×（Q-1）的乘积；再随机选择一个整数e；整数e需要满足1<e<φ（N）的条件；并且e与φ（N）需要互相为质数；此时计算e对于φ（N）的模反元素d；将N和e设置成公钥，N和d设置为私钥；对信息进行加密，解密的时候通过私钥（N、d）对信息进行解密。数据加密采用了非对称加密算法AES完成加密，实现数据存储的安全性。
3.3实验仿真
这里将详细讨论传统的集中式存储机制与本文中所提出的基于区块链的存储机制之间的性能对比，并对所给出的基于区块链的电力营销数据存储架构的评估结果。实验主要使用延迟、吞吐量和系统响应时间作为性能指标来具体评估所提出的存储方案。首先使用4台主机搭建基于区块链的多级加密电力数据分布式存储系统，其中每台主机的配置均为32GBRAM和Inteli5处理器。同时，智能电力设备由笔记本电脑模拟提供，笔记本电脑是使用区块链技术以分布式架构的方式链接而成的实验节点，笔记本电脑配置为16GBRAM和Inteli7处理器。使用传统集中式存储机制与文中提出的基于区块链的多级加密分布式存储机制延迟情况对比如图所示，图（a）为延迟与接入设备数量之间的关系，图（b）延迟与存储服务数量之间的关系。由图可知，当随着连接的设备数量与存储服务数量增加时，存储的延迟会增高，但是本文中所提出的基于区块链的多级加密分布式存储机制延迟情况均要优于传统的集中式存储。
结束语
综上所述，针对传统电力营销数据存储出现延迟、扩展性等问题，提出区块链技术存数架构。有效对电力营销数据进行存储的同时，还拥有数据追溯、审计、存储稳定性高等多种优势。基于数据安全性设置加密机制，有效保障数据传输过程的安全性。与传统集中式电力数据存储技术相比较，区块链电力数据存储技术更加优异，可以解决数据存储过程中的延迟等现象，更好地保障电力营销数据存储的稳定性。
参考文献
[1]上官璐洁.试析区块链技术在网络与信息安全领域的应用[J].电脑编程技巧与维护,2019(12):62-64.
[2]张国英.基于区块链的数据溯源技术的研究[D].南京邮电大学,2019.
[3]符玥.基于区块链的可靠存储及安全分享算法研究[D].北京大学,2019.
[4]吴睿,陈金鹰,邓洪权.区块链在云计算技术领域的应用[J].现代传输,2019(05):68-70.
[5]黄忠义.我国区块链行业应用现状、问题及对策研究[N].中国计算机报,2019-09-23(008).