马明文
国网山东省电力公司泰安供电公司 山东 泰安 271000
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
中图分类号: TM73 文献标识码：A
1相关背景知识
区块链是一种分布式数据结构，可以在网络成员之间进行复制和共享。它被引入比特币来解决双重花费问题。区块链是一种基于分布式计算和数据存储的新兴技术，受密码学数字签名和分布式共享机制的组合保护。即使存在网络攻击和通信中断的情况下，区块链系统的中的各个节点依旧可以达成区块链网络状态的一致性协议。在区块链系统中有 3 种类型分别为公有链、联盟链、私有链，对比关系如表1所示。
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区块链技术的核心优势在于其去中心化中达成信息的共识。通常可以将区块链看作一个日志，它的记录被批处理成时间戳保存为区块，每个块由其密码散列标识。其中每个块都引用它之前的块的哈希值。这将在块之间建立一个链接，从而创建一个块链或区块链，如图 1 所示。
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在区块链网络中的任何一个节点都可以访问这条链连接的区块列表存储的数据。这些节点形成一个对等网络（peertopeerP2P），区块链的交互流程如下：1）节点之间交互，节点通过私钥/公钥与区块链进行交互[10]。其中私钥来进行自己的交易，并且可以通过公钥在网络上寻址。区块链中使用非对称加密技术将信息认证，数据完整性和不可否认性带入到区块链网络。2）交易验证，区块链网络中的对等节点对交易进行验证，确保这个进入区块链中的交易有效，然后再进一步转发，进行全网的同步，无效的交易会被丢弃。3）挖矿，挖矿是指在约定的时间间隔内，由网络使用上述流程收集和验证的事务，且将各事务进行排序并打包成一个时间戳成为候选块的过程。4）事务验证，节点验证的交易包含事务的有效性，以及当前的散列引用其链上的前一个区块的散列值。如果是这种情况，他们会将区块添加到其链中。如果不是这种情况，则丢弃候选的区块。
区块链应用程序为各种场景提供了应用程序接口（API）。用户通过这些 API 与他们直接交互，而不必担心底层的技术细节。通常在区块链应用中把它作为一个附加的数据库，由对等网络节点维护。在区块链系统中，任何节点都可以签署和发布事务，如果它们被验证通过则加入到新的区块中。区块链系统中的节点将随时检查其分散网络中的其他节点，每个节点都可以加入协商过程，将新的区块扩展到区块链中。区块链中数据具有防篡改特性，在新区块生成过程中需要其他节点的验证，因此在全局账本中记录的所有有效的区块和交易实际上都是不可变的。此外，整个全局账本在区块链节点之间按照协商一致的机制进行同步，使区块链上存储的数据真实性和准确性有了更大的保障。
2区块链数据储存方式
2.1区块链的电力营销数据存储架构
基于区块链技术，面向电力营销数据存储提出一种存储模型，为区块链提供存储服务，区块链的存在能更好地为分布式存储方式提供安全性的支撑保障，其构架如图 2 所示。基于区块链电力数据存储包含电力营销分布式存储以及多级加密。电力数据分布式流程需要智能电网设备或者用户端向存储系统发出请求，经由系统分布式节点为其提供服务，经过存储之后的数据会在区块链上留下记录，使用者可以针对本次的服务对区块链存储服务进行评价。首先，智能电网设备或者用户端需要向区块链存储服务系统发送存储电力数据的请求。并在分布式存储的众多节点中选择一个节点提供服务，并向区块链存储系统发送请求，在请求发送后的一分钟之内，是不能再次向其他节点发送请求的。而正常情况下，另一边的存储节点会收到请求，经过确认后开始进行数据传输。然后，在线节点会收到另一边的存储请求，并为其提供存储服务，系统会按照请求的时间顺序逐一进行回复。请求服务方在收到节点回复的消息后，开始向节点传输电力数据。最后，当请求服务完成后，将另一边传送过来的数据进行记录传输至区块链上。请求端对本次的服务进行评价，评价信息可以作为存储节点的信用分，根据信用分的累积情况对其储存性能进行判断。
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2.2电力营销数据保密性研究
基于区块链存储技术，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在一起使用可以解决数据不集中的问题，加密机制采用多种逐级加密和验证，具体流程如图3。
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多级加密机制主要是由身份认证、数据加密、哈希提取等多种加密工序组合而成。在进行身份认证时，ＲSA 算法可以生成公钥、私钥，保护电力数据，具体的算法如下。首先需要基于算法生成密钥，通过 X 和 Y 两个质数计算乘积 N = X·Y; 得出 N 的欧拉函数 ( N) ，也就是( X －1) * ( Y － 1) 的乘积; 再随机选择一个整数 e;整数 e 需要满足 1 ＜ e ＜ ( N) 的条件; 并且 e 与 ( N)需要互相为质数; 此时计算 e 对于 ( 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。
2.3 实验仿真
针对于传统数据存储与区块链数据存储的机制进行实践，通过实践结果对比两方的性能。实验主要针对传输过程中的延迟、吞吐量以及系统响应速度作为评估的具体指标。使用四台计算机搭建分布式存储系统，每一台计算机的配置都是相同的，智能电力设备由笔记本电脑模拟，笔记本电脑是区块链技术构成的实验节点。经过实验比较可以很明显的看出本文提出的区块链存储机制延迟情况、和吞吐量情况均优于传统模式，响应速度更快，满足电力大数据的存储效率需求。
2.4 数据安全性分析
针对于数据安全防护技术，可以使用加密或者脱敏法对原始数据进行加密，加密法以密文的形式进行存储，数据脱敏通过计算原始数据得到使用数据，通过AES、ＲSA 对数据进行加密，数据将以密文的形式进行传输和存储，加强电力营销数据的安全性。实验结果明确表明了区块链电力营销数据存储机制的高效性能，更加适合进行数据存储，保障数据的安全性。但是该系统中采用的分布式数据库，对于不完整的数据无法正常进行存储工作。因为数据需要根据被服务方的实际需求进行存储，并保障文件的安全性。用户在使用的时候才不会出现数据存在问题或者被泄露等情况。通过采样抽取对两种方法的数据完整性进行分析，根据 Setup 和 Challenge 两个阶段可以轻易得出信息的完整性，最后的等式成立则说明该种方式具有数据的完整性证明; 如果不成立，则说明数据文件可能已经损坏。
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，更好的保障电力营销数据存储的稳定性。
参考文献
［1］余斌，李晓风，赵赫． 基于区块链存储扩展的结构化数据管理方法［J］． 北京理工大学学报，2019，39( 11) : 1160 －1166
［2］蔡振华，林嘉韵，刘芳． 区块链存储: 技术与挑战［J］． 网络与信息安全学报，2020( 5) : 11 －20