本發(fā)明涉及生態(tài)環(huán)境監(jiān)管領(lǐng)域，特別是基于區(qū)塊鏈架構(gòu)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)管系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)管機(jī)制，主要依靠相關(guān)被監(jiān)測主體組織的自覺性以及執(zhí)法部門定期檢查，由于執(zhí)法主體和監(jiān)測力量分散，生態(tài)環(huán)境監(jiān)管難以到位，尤其對超標(biāo)排放、環(huán)境污染和輻射等嚴(yán)峻問題的監(jiān)管無法到位，違法企業(yè)還存在對監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行特別處置，或者篡改監(jiān)測數(shù)據(jù)，或者偽造監(jiān)測數(shù)據(jù)等不法行為，甚至在基層執(zhí)法組織中的個(gè)別不守法者也存在這種行為，這導(dǎo)致解決生態(tài)環(huán)境問題的政策措施打了折扣?，F(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)只是對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存分析和信息發(fā)布，還不具備鑒別和防范監(jiān)測數(shù)據(jù)被篡改、被偽造或者被刪除的技術(shù)能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述技術(shù)問題做出改進(jìn)，即本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種不可被篡改、不可被偽造、人為刪除后可再強(qiáng)制恢復(fù)的基于區(qū)塊鏈架構(gòu)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)管系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種技術(shù)方案是： 基于區(qū)塊鏈架構(gòu)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)管系統(tǒng)，包括采集單元、處理單元、傳輸單元、分析單元、本地服務(wù)器、可信服務(wù)器、對外服務(wù)器。

進(jìn)一步的，所述采集單元包括水質(zhì)信息采集設(shè)備、土壤信息采集設(shè)備、水文信息采集設(shè)備、地理信息采集設(shè)備、大氣信息采集設(shè)備、噪聲信息采集設(shè)備、輻射信息采集設(shè)備及圖像信息采集設(shè)備。

進(jìn)一步的，所述采集單元中的各種所述信息采集設(shè)備都內(nèi)置有出廠后不可更改的設(shè)備序列號。

進(jìn)一步的，所述本地服務(wù)器是數(shù)據(jù)監(jiān)測所在區(qū)域配置的分布式服務(wù)器之一，由本地基層組織管理。

進(jìn)一步的，所述對外服務(wù)器是環(huán)保主管部門面向公眾開放的服務(wù)器，所述對外服務(wù)器提供API接口或者查詢工具供社會公眾自由查閱。

進(jìn)一步的，所述可信服務(wù)器是環(huán)保主管部門監(jiān)管的可信服務(wù)器，所述可信服務(wù)器、各監(jiān)測區(qū)域的所述本地服務(wù)器以及所述對外服務(wù)器組成一個(gè)去中心化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，協(xié)同維持區(qū)塊鏈的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步的，所述可信服務(wù)器的主管部門擁有用于數(shù)字簽名加解密的公鑰及私鑰的管理權(quán)，且公鑰不對外公開。

進(jìn)一步的，所述采集單元中的數(shù)據(jù)監(jiān)測設(shè)備執(zhí)行統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和數(shù)據(jù)評價(jià)體系，所述數(shù)據(jù)評價(jià)體系包括對區(qū)塊鏈探訪者足跡的記錄，所述記錄同步寫入所述區(qū)塊鏈。

進(jìn)一步的，所述處理單元、所述傳輸單元及所述分析單元是基于區(qū)塊鏈架構(gòu)的一種技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法。

基于區(qū)塊鏈架構(gòu)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)管系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，按以下步驟進(jìn)行：

（1）給每個(gè)采集單元上的采集設(shè)備按設(shè)備序列號加上地理信息重新組成一個(gè)全網(wǎng)唯一的標(biāo)識，優(yōu)選地，可用哈希運(yùn)算生成全網(wǎng)唯一的標(biāo)識信息；

（2）對監(jiān)測數(shù)據(jù)加以處理并構(gòu)造區(qū)塊鏈的新區(qū)塊，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行：

S201：給每個(gè)采集單元的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)加上時(shí)間戳；

S202：對已經(jīng)加上全網(wǎng)唯一標(biāo)識和時(shí)間戳的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行私鑰DSA簽名；

S203：頒發(fā)可信簽名數(shù)據(jù)，同時(shí)構(gòu)造區(qū)塊鏈的新區(qū)塊；

S204：新區(qū)塊全網(wǎng)廣播；

S205：根據(jù)判斷策略判別新區(qū)塊是否合法，如果不合法則丟棄，如果合法則加入?yún)^(qū)塊鏈；

S206：此項(xiàng)步驟作為備選，遇到分叉區(qū)塊鏈時(shí)啟用，根據(jù)判斷策略判別，取長區(qū)塊鏈有效，短區(qū)塊鏈丟棄；

S207：經(jīng)過非對稱加密簽名的區(qū)塊鏈打包進(jìn)入傳輸階段，網(wǎng)內(nèi)每個(gè)參與者都擁有一份拷貝；

（3）收到區(qū)塊鏈后進(jìn)行分析解密，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行：

S401：用從不對外公布的公鑰進(jìn)行數(shù)字簽名的解密；

S402：對解密后的區(qū)塊數(shù)據(jù)按識別策略進(jìn)行標(biāo)識識別；

S403：根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析策略對區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化構(gòu)造；

（4）區(qū)塊鏈按標(biāo)識識別策略和數(shù)據(jù)存儲策略存入所述可信服務(wù)器，同時(shí)在所述本地服務(wù)器和所述對外服務(wù)器上都擁有一份拷貝。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：通過對水質(zhì)、土壤、水文、地理、大氣、噪聲、輻射及圖像信息采集設(shè)備的唯一標(biāo)識認(rèn)證，加上時(shí)間戳和數(shù)字簽名處理，所有數(shù)據(jù)在傳輸過程不可被篡改，也不可被偽造，每個(gè)網(wǎng)內(nèi)參與者都擁有一個(gè)數(shù)據(jù)備份，就算在某個(gè)服務(wù)器上被強(qiáng)制刪除后也可以恢復(fù)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的完整性和真實(shí)性?？梢郧袑?shí)改變生態(tài)環(huán)境保護(hù)管理機(jī)制，增強(qiáng)生態(tài)環(huán)境監(jiān)管的統(tǒng)一性和有效性。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的功能模塊與流程示意圖。

圖中：1-采集單元，2-處理單元，3-傳輸單元，4-分析單元，5-本地服務(wù)器，6-可信服務(wù)器，7-對外服務(wù)器，101-水質(zhì)信息采集設(shè)備，102-土壤信息采集設(shè)備，103-水文信息采集設(shè)備，104-地理信息采集設(shè)備，105-大氣信息采集設(shè)備，106-噪聲信息采集設(shè)備，107-輻射信息采集設(shè)備，108-圖像信息采集設(shè)備。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，基于區(qū)塊鏈架構(gòu)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)管系統(tǒng)，包括所述生態(tài)環(huán)境監(jiān)管系統(tǒng)包括采集單元1、處理單元2、傳輸單元3、分析單元4、本地服務(wù)器5、可信服務(wù)器6、對外服務(wù)器7。

在本實(shí)施例中，所述采集單元1包括水質(zhì)信息采集設(shè)備101、土壤信息采集設(shè)備102、水文信息采集設(shè)備103、地理信息采集設(shè)備104、大氣信息采集設(shè)備105、噪聲信息采集設(shè)備106、輻射信息采集設(shè)備107及圖像信息采集設(shè)備108。

在本實(shí)施例中，每個(gè)所述信息采集設(shè)備都內(nèi)置有出廠后不可更改的設(shè)備序列號。

在本實(shí)施例中，所述本地服務(wù)器5是數(shù)據(jù)監(jiān)測所在區(qū)域配置的分布式服務(wù)器之一，由本地基層組織管理。

在本實(shí)施例中，所述對外服務(wù)器7是環(huán)保主管部門面向公眾開放的服務(wù)器，所述對外服務(wù)器7提供API接口或者查詢工具供社會公眾自由查閱。

在本實(shí)施例中，所述可信服務(wù)器6是環(huán)保主管部門監(jiān)管的可信服務(wù)器，所述可信服務(wù)器6、各監(jiān)測區(qū)域的所述本地服務(wù)器5以及所述對外服務(wù)器7組成一個(gè)去中心化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，協(xié)同維持區(qū)塊鏈的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

在本實(shí)施例中，所述可信服務(wù)器6的主管部門擁有用于數(shù)字簽名加解密的公鑰及私鑰的管理權(quán)，且公鑰不對外公開。

在本實(shí)施例中，所述采集單元中的數(shù)據(jù)監(jiān)測設(shè)備執(zhí)行統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和數(shù)據(jù)評價(jià)體系，所述數(shù)據(jù)評價(jià)體系包括對區(qū)塊鏈探訪者足跡的記錄，所述記錄同步寫入所述區(qū)塊鏈。

在本實(shí)施例中，所述處理單元2、所述傳輸單元3及所述分析單元4是基于區(qū)塊鏈架構(gòu)的一種技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法。

基于區(qū)塊鏈架構(gòu)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)管系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，按以下步驟進(jìn)行：

（1）給每個(gè)采集單元上的采集設(shè)備按設(shè)備序列號加上地理信息重新組成一個(gè)全網(wǎng)唯一的標(biāo)識，優(yōu)選地，可用哈希運(yùn)算生成全網(wǎng)唯一的標(biāo)識信息；

（2）對監(jiān)測數(shù)據(jù)加以處理并構(gòu)造區(qū)塊鏈的新區(qū)塊，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行：

S201：給每個(gè)采集單元的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)加上時(shí)間戳；

S202：對已經(jīng)加上全網(wǎng)唯一標(biāo)識和時(shí)間戳的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行私鑰DSA簽名；

S203：頒發(fā)可信簽名數(shù)據(jù)，同時(shí)構(gòu)造區(qū)塊鏈的新區(qū)塊；

S204：新區(qū)塊全網(wǎng)廣播；

S205：根據(jù)判斷策略判別新區(qū)塊是否合法，如果不合法則丟棄，如果合法則加入?yún)^(qū)塊鏈；

S206：此項(xiàng)步驟作為備選，遇到分叉區(qū)塊鏈時(shí)啟用，根據(jù)判斷策略判別，取長區(qū)塊鏈有效，短區(qū)塊鏈丟棄；

S207：經(jīng)過非對稱加密簽名的區(qū)塊鏈打包進(jìn)入傳輸階段，網(wǎng)內(nèi)每個(gè)參與者都擁有一份拷貝；

（3）收到區(qū)塊鏈后進(jìn)行分析解密，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行：

S401：用從不對外公布的公鑰進(jìn)行數(shù)字簽名的解密；

S402：對解密后的區(qū)塊數(shù)據(jù)按識別策略進(jìn)行標(biāo)識識別；

S403：根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析策略對區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化構(gòu)造；

（4）區(qū)塊鏈按標(biāo)識識別策略和數(shù)據(jù)存儲策略存入所述可信服務(wù)器，同時(shí)在所述本地服務(wù)器和所述對外服務(wù)器上都擁有一份拷貝。

在本實(shí)施例中，本發(fā)明通過對水質(zhì)、土壤、水文、地理、大氣、噪聲、輻射及圖像信息采集設(shè)備的唯一標(biāo)識認(rèn)證，加上時(shí)間戳和數(shù)字簽名處理，數(shù)據(jù)在各個(gè)環(huán)節(jié)的參與者都無法摻假，無需任何中心化機(jī)構(gòu)的審核即可確認(rèn)數(shù)據(jù)的可信度，篡改無效、偽造無效且刪除無效，每個(gè)網(wǎng)內(nèi)參與者都擁有一個(gè)數(shù)據(jù)拷貝，保證了數(shù)據(jù)的完整性和真實(shí)性。本發(fā)明可促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)管理機(jī)制改革手段的完善，可增強(qiáng)生態(tài)環(huán)境監(jiān)管的統(tǒng)一性和有效性。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。