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摘要：随着社会群众的用电需求日益增长，如何对电力数据进行有效存储成为当下电力企业亟待解决的问题。为了有效解决上述问题，文中基于区块链对电力营销数据存储方法进行分析，针对区块链技术在电力营销数据存储过程中的有效应用，作为数据存储的底层支持，保障电力营销数据存储时数据的完整性。
关键词：区块链；电力营销；数据存储
引言
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。
1区块链
在区块链中，区块是用于存储交易摘要信息的载体，也是区块链中数据存储的结构的单元。每一个区块包括区块头和区块体两部分，区块头中的信息用于标识区块本身、前一个区块的信息摘要以及区块在整个账本中的位置等；区块体主要用于存储交易摘要信息以及用于验证交易信息并保证交易不可篡改的Merkel树。
在不同的区块链架构中，由于网络运行机制、共识机制等规则的不同，区块头中所包含的具体信息字段也稍有不同。在Fabric中，区块头包括版本号、时间戳、状态哈希、前一区块哈希、共识元数据、Merkel根等。区块体中为具体的交易摘要信息以及由这些信息按照Merkel可信树模型计算组成的MerkelTree。
将每一个区块按照生成时间的顺序逐个连接起来，便形成了一个链式的数据存储结构，即区块链。在整个链中，第一个区块叫做创世区块，其区块高度为0，之后的每个区块的区块高度依次加一，并且在区块头中写入前一个区块头哈希值。区块链上的各个区块之间由各区块上前一区块头哈希进行链接。这些交易信息一旦在各节点之间达成共识之后，将会永久的存入到区块链中，整条区块链上的信息是对所有节点开放的，各个节点可以通过验证哈希值来验证区块链内的信息是否正确。
2基于区块链安全存储模型
2.1区块链数据存储架构
该方案利用HyperledgeFabric开源框架作为区块链的存储架构。首先，Fabric系统中的每个部分的单位都是组织。通常需要对各个组织进行联盟式的管理，也就是说，系统联盟初始化以后，需要将各自的证书提供给其他的联盟成员。参与联盟的所有组织都是对等的，可以参与整个联盟链的管理工作。另外，Fabric联盟链在某种程度上还是属于自己联盟内部成员之间的相互关系，只有通过MSP完成注册的成员才能去参加共识机制。因此，选用Fabric联盟链达成共识的速度会比较快。
2.2改进的PBFT算法
PBFT共识算法的共识节点承担着医疗数据的发布和存储工作，以保证医疗数据的隐私性、不可篡改性和数据完整性。原始的PBFT算法中所有的节点都需要参与共识，通信资源消耗高，恶意节点的破坏性强。改进的PBFT算法在保留原始的三阶段协议的基础上增加了验证环节。在节点达成共识的同时也对区块链中的交易进行了身份验证。
联盟链中动态选举出来的主节点将打包好的交易数据先进行验证，并将其验证的结果发送到preprepare的消息中，然后进行全网节点广播。这样preprepare消息中不仅包含了交易信息并且还包含了区块链验证的结果。其他从节点在收到主节点preprepare消息后会先检查这条消息的合法性，当检查通过后全网广播prepare消息证明本节点同意了主节点的结果。当从节点收到共识节点的preprepare消息后才会开始验证区块，并将验证的结果与主节点验证的结果进行比对，比对结果相同时，开始广播commit说明该节点时同意主节点的验证结果，否则会直接发起试图变更。
3区块链数据存储技术
区块链的每个区块中都由区块和区块头两部分组成，而区块链则是由这些区块头组合而成，大量的区块头使得区块链更加完整。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。区块体分别对每一次的交易数据进行存储，交易数据的结构根据区块链系统具备的功能决定。
区块链是在信息交易形成存在的基础下得以诞生的系统，因此，其系统中包含大量关于交易的数据信息。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树结构中会根据实际需求为其命名，而用户可以根据这一点对内容进行识别，无需解压文件。
4区块链数据储存方式
4.1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。
4.2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。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。
4.3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。
结语
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］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
［2］叶韩军．基于区块链技术的电力监控系统的研究与设计［D］．厦门：厦门大学，2019
［3］张先洪，劳宪银，谭仁杨，梁海.基于区块链的军事数据云存储共享方案［J］.网络安全技术与应用，2020（06）：91-94.