本發(fā)明屬于電力信息安全存儲監(jiān)管系統(tǒng)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種基于區(qū)塊鏈的電力信息安全存儲監(jiān)管系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展和智能化應用的不斷深入，電力數(shù)據(jù)的實時采集、傳輸和存儲變得越來越重要。傳統(tǒng)的電力信息系統(tǒng)通常依賴于集中式存儲和管理方式，但這種方式在處理大量實時數(shù)據(jù)時存在局限性。現(xiàn)有的區(qū)塊鏈技術(shù)雖然已經(jīng)非常成熟，但由于電力數(shù)據(jù)量龐大，許多系統(tǒng)轉(zhuǎn)向了分布式存儲環(huán)境。然而，分布式存儲環(huán)境中數(shù)據(jù)分布在多個節(jié)點上，如何在保證數(shù)據(jù)安全的同時驗證數(shù)據(jù)的有效性，成為傳統(tǒng)方法的一個技術(shù)瓶頸。

2、現(xiàn)有的驗證方法通常依賴于公開驗證或暴露部分數(shù)據(jù)，這在一定程度上增加了數(shù)據(jù)泄露的風險，難以滿足高安全性的需求。此外，電力系統(tǒng)中的告警信息不僅數(shù)量龐大，而且涉及復雜的環(huán)境參數(shù)、設備狀態(tài)和歷史記錄等多種因素。傳統(tǒng)的告警處理系統(tǒng)缺乏智能分析能力，難以有效識別潛在的重大風險，經(jīng)常導致誤報、漏報，甚至忽視一些可能引發(fā)重大事故的告警信息。面對多源告警信息時，系統(tǒng)難以實現(xiàn)高效的告警排序和優(yōu)先級處理，從而導致關(guān)鍵告警信息的響應不及時，危及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3、有鑒于此特提出本發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于區(qū)塊鏈的電力信息安全存儲監(jiān)管系統(tǒng)，解決了上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是：

3、一種基于區(qū)塊鏈的電力信息安全存儲監(jiān)管系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集模塊、延遲容忍網(wǎng)絡(dtn)模塊、數(shù)據(jù)切片與加密模塊、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡模塊、零知識證明(zkp)模塊、告警信息處理模塊、存儲節(jié)點管理單元；

4、數(shù)據(jù)采集模塊，用于從電力設備中實時采集電力數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)傳輸至延遲容忍網(wǎng)絡模塊；

5、延遲容忍網(wǎng)絡模塊，用于根據(jù)電力數(shù)據(jù)的時間敏感度對所述數(shù)據(jù)進行優(yōu)先級分類，并將分類后的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)切片與加密模塊；

6、數(shù)據(jù)切片與加密模塊，用于將經(jīng)過優(yōu)先級分類的電力數(shù)據(jù)切分成多個數(shù)據(jù)塊，并對每個數(shù)據(jù)塊進行加密處理，生成加密數(shù)據(jù)塊；

7、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡模塊，用于接收加密數(shù)據(jù)塊并通過區(qū)塊鏈技術(shù)將所述加密數(shù)據(jù)塊分發(fā)至多個變電站的存儲節(jié)點中進行分布式存儲，所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡基于hyperledger?fabric實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式存儲、管理及記錄數(shù)據(jù)塊的存儲路徑；

8、零知識證明模塊，用于在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中，基于零知識證明協(xié)議驗證所述加密數(shù)據(jù)塊的有效性，確保數(shù)據(jù)在分布式存儲中的機密性和完整性；

9、告警信息處理模塊，用于采集與存儲電力數(shù)據(jù)相關(guān)的告警信息，通過分析歷史告警數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)、設備狀態(tài)等信息，利用多頭神經(jīng)注意力機制和模糊熵技術(shù)，預測未來可能出現(xiàn)的風險，最后動態(tài)調(diào)整告警信息的權(quán)重，識別出那些可能在未來導致重大問題的告警，并為這些信息優(yōu)先分配處理資源；

10、存儲節(jié)點管理單元，用于管理和維護分布在多個變電站的存儲節(jié)點，確保加密數(shù)據(jù)塊的分布式存儲的安全性和可追溯。

11、可選的，根據(jù)電力數(shù)據(jù)的時間敏感度對所述數(shù)據(jù)進行優(yōu)先級分類時，對采集到的電力數(shù)據(jù)進行時間敏感度分析得到電力數(shù)據(jù)的敏感度等級并在時間敏感度分析的基礎(chǔ)上將電力數(shù)據(jù)按照預設的優(yōu)先級規(guī)則進行分類，根據(jù)數(shù)據(jù)的優(yōu)先級將分類后的數(shù)據(jù)分別傳輸至數(shù)據(jù)切片與加密模塊。

12、可選的，敏感度等級包括高敏感度、中敏感度和低敏感度，其中，高敏感度數(shù)據(jù)被賦予最高優(yōu)先級，中敏感度和低敏感度數(shù)據(jù)則分別對應中等優(yōu)先級和低優(yōu)先級。

13、可選的，數(shù)據(jù)切片在進行切片前需要預設切分策略，在獲取到電力信息數(shù)據(jù)后根據(jù)預設的切分策略，將接收到的電力數(shù)據(jù)按照切分策略切分成多個獨立的數(shù)據(jù)塊，且每次執(zhí)行數(shù)據(jù)切分策略后，系統(tǒng)將切分策略的細節(jié)和執(zhí)行結(jié)果記錄在區(qū)塊鏈上；

14、在獲取得到獨立的數(shù)據(jù)塊后使用非對稱加密算法對切分后的每個數(shù)據(jù)塊進行加密處理，將所有數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)換為加密數(shù)據(jù)塊，且每個加密數(shù)據(jù)塊都附帶有唯一的加密標識符，最后將生成的加密數(shù)據(jù)塊將被傳輸至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中的各個存儲節(jié)點進行分布式存儲。

15、可選的，在將數(shù)據(jù)上傳至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡之前，首先需要將每個變電站的存儲節(jié)點配置hyperledger?fabric的節(jié)點，當區(qū)塊鏈網(wǎng)絡模塊接收到包含元信息的加密數(shù)據(jù)塊時，系統(tǒng)使用節(jié)點選擇算法，基于當前節(jié)點的負載、網(wǎng)絡帶寬、存儲容量以及地理位置，從可用的變電站存儲節(jié)點中選出合適的節(jié)點集群；

16、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡生成數(shù)據(jù)塊分發(fā)指令，指示將加密數(shù)據(jù)塊分發(fā)至選定的存儲節(jié)點，在分發(fā)完成后，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡將每個加密數(shù)據(jù)塊的存儲路徑、存儲節(jié)點標識符以及相關(guān)元數(shù)據(jù)記錄在區(qū)塊鏈的分布式賬本中。

17、可選的，在分發(fā)的過程中區(qū)塊鏈網(wǎng)絡會基于加密數(shù)據(jù)塊的元數(shù)據(jù)和當前區(qū)塊鏈網(wǎng)絡的狀態(tài)，動態(tài)選擇適合存儲這些數(shù)據(jù)塊的變電站存儲節(jié)點，將高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)塊分配到性能較好的節(jié)點，且系統(tǒng)會定期通過區(qū)塊鏈網(wǎng)絡對已存儲的數(shù)據(jù)塊進行路徑驗證，檢查其在各個節(jié)點的存儲狀態(tài)。若檢測到異常，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡將自動重新分配存儲節(jié)點。

18、可選的，在加密數(shù)據(jù)塊生成后，由該數(shù)據(jù)塊的擁有節(jié)點通過生成器計算出一個分層零知識證明，根據(jù)數(shù)據(jù)塊的敏感度和用途，選擇不同層級的證明復雜度，對于高敏感度數(shù)據(jù)塊，采用多層次的證明機制，每一層提供額外的安全驗證，并使用量子抗性加密算法生成標簽承諾σi、驗證因子τi，其表達式為：其中，εlattice為基于格理論的加密函數(shù)，用于生成量子安全的標簽承諾，mi為第i層級的數(shù)據(jù)消息或其摘要，ri為隨機數(shù)，用于確保加密過程的隨機性和安全性，σi為第i層級生成的標簽承諾，是加密消息mi和隨機數(shù)ri的哈希值，vlattice為基于格理論的驗證函數(shù)，用于生成量子安全的驗證因子，ki為第i層級的共享密鑰或驗證參數(shù)，τi為第i層級生成的驗證因子，是標簽承諾和驗證參數(shù)的哈希值，為哈希函數(shù)，用于生成安全的哈希值；

19、獲取到分層零知識證明后，將其與對應的加密數(shù)據(jù)塊一起分發(fā)到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中的各個存儲節(jié)點，存儲節(jié)點在接收到加密數(shù)據(jù)塊及其分層零知識證明后，啟動驗證過程，驗證器節(jié)點根據(jù)分層零知識證明協(xié)議，使用共享的驗證參數(shù)對每一層次的證明進行獨立驗證，其表達式為：其中，vlayered為分層零知識證明的驗證結(jié)果，若所有層次都驗證通過，則該值為真(true)，為第i層級的驗證函數(shù)，負責驗證該層級的標簽承諾和驗證因子是否正確，σi，τi為第i層級的標簽承諾和驗證因子，ki為第i層級的共享密鑰或驗證參數(shù)；

20、若所有層次的驗證通過，將數(shù)據(jù)塊正式存儲到分布式存儲系統(tǒng)中，并將驗證結(jié)果及相關(guān)信息記錄在區(qū)塊鏈的分布式賬本中，若驗證不通過，存儲節(jié)點將拒絕存儲該數(shù)據(jù)塊，并不會將其加入系統(tǒng)的分布式存儲中，且會立即發(fā)出告警，通知并將告警信息發(fā)送給告警信息處理模塊。

21、可選的，告警信息處理模塊在優(yōu)先處理時候執(zhí)行以下步驟：

22、告警信息處理模塊實時采集電力設備的告警信息，并對數(shù)據(jù)進行預處理，提取時間序列特征、環(huán)境參數(shù)和歷史告警記錄信息并對告警信息的時間序列數(shù)據(jù)進行模糊熵計算，得到每條告警信息的復雜性和不確定性指標，模糊熵計算的表達式為：其中，為表示長度為m的時間序列片段，r是序列的模糊度，n表示序列中的數(shù)據(jù)點數(shù)，r表示允許的模糊度閾值，用于控制兩序列片段之間的相似性，n總的數(shù)據(jù)點數(shù)，為模糊度函數(shù)，計算序列片段xi和之間的相似性；

23、使用歷史數(shù)據(jù)建立并訓練多頭神經(jīng)注意力模型，將模糊熵計算得到的復雜性和不確定性指標，以及其他告警特征輸入多頭神經(jīng)注意力模型，多頭神經(jīng)注意力模型不同的注意力頭關(guān)注不同特征，并根據(jù)模糊熵的輸出結(jié)果，獨立學習這些特征的重要性和相關(guān)性；

24、根據(jù)模糊熵和多頭神經(jīng)注意力機制計算出的結(jié)果，動態(tài)調(diào)整告警信息的權(quán)重，優(yōu)化告警排序，其表達式為：walert為告警信息的動態(tài)權(quán)重，αi為第i個注意力頭的權(quán)重系數(shù)，由多頭注意力機制計算得出，β為模糊熵的權(quán)重系數(shù)，用于平衡模糊熵在最終權(quán)重中的影響；

25、告警信息處理模塊按照優(yōu)化后的排序處理告警信息，優(yōu)先響應可能導致重大問題的告警并持續(xù)監(jiān)控告警信息的處理效果，通過模糊熵技術(shù)定期重新評估已存儲的告警信息，若監(jiān)測到新的異?；蝻L險，告警信息處理模塊會動態(tài)調(diào)整告警處理策略，并觸發(fā)必要的應急響應。

26、采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果，當然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達到以下所述的所有優(yōu)點：

27、1、本發(fā)明的告警信息處理模塊引入了多頭神經(jīng)注意力機制和模糊熵技術(shù)。通過對實時采集到的電力設備告警信息進行預處理，系統(tǒng)能夠提取時間序列特征、環(huán)境參數(shù)和歷史記錄信息，并使用模糊熵計算來量化每條告警信息的復雜性和不確定性。結(jié)合多頭神經(jīng)注意力機制，系統(tǒng)能夠智能識別出那些可能導致重大問題的告警信息，并優(yōu)先分配處理資源。相較于傳統(tǒng)的告警處理系統(tǒng)，本發(fā)明在提高告警信息處理效率的同時，有效減少了誤報和漏報的情況，確保關(guān)鍵告警信息能夠得到及時響應，從而大幅提升電系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。

28、2、本發(fā)明通過結(jié)合零知識證明技術(shù)與區(qū)塊鏈技術(shù)，系統(tǒng)能夠在分布式存儲環(huán)境中實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)管理與安全存儲。每個加密數(shù)據(jù)塊的存儲路徑和驗證結(jié)果都被記錄在區(qū)塊鏈的分布式賬本中，確保了數(shù)據(jù)的不可篡改性和可追溯性。在存儲節(jié)點出現(xiàn)異?；蚬收蠒r，系統(tǒng)能夠快速重新分配存儲節(jié)點，保障數(shù)據(jù)的持續(xù)可用性和安全性

29、下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的描述。