(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210713828.6 (22)申请日 2022.06.22 (71)申请人 国网河北省电力有限公司信息通信 分公司 地址 050000 河北省石家庄市富强大街10 号 申请人 北京万可信息技 术有限公司 　 国家电网有限公司 (72)发明人 吴军英　李士林　陈曦　孙思思　 刘明硕　常永娟　路欣　张鹏飞　 姜丹　辛锐　杨力平　贺月　 尹晓宇　蔺鹏　 (74)专利代理 机构 北京华际知识产权代理有限 公司 11676 专利代理师 钟延珍(51)Int.Cl. H04L 9/32(2006.01) H04L 1/22(2006.01) G06F 11/14(2006.01) G16Y 10/35(2020.01) G16Y 30/10(2020.01) (54)发明名称 一种基于区块链的电力数据存储节点高可 靠性恢复与校验机制 (57)摘要 本发明公开了一种基于区块链的电力数据 存储节点高可靠性恢复机制， 包括以下步骤： S101、 构建数据恢复网络环境； S102、 构建数据恢 复机制消息； S103、 构建基于区块链的电力数据 存储节点高可靠性恢复机制； 一种基于区块链的 电力数据存储节点高可靠性校验机制， 包括以下 步骤： S201、 对数据块节点进行验证， 对节点进行 区分， 获得待恢复节点、 恢复节点、 其它节点； S202、 对基于恢复节点的数据进行故障解除的待 恢复节点， 进行再次验证； 基于数据恢复机制的 设计与校验机制的设计， 解决了电力数据存储资 源利用率低的问题， 提高了电力数据的可靠性， 对数据存储节 点、 相关链路资源的冗余备份进行 了有效的优化。 权利要求书6页 说明书13页 附图1页 CN 115296812 A 2022.11.04 CN 115296812 A 1.一种基于区块链的电力数据存储节点高可靠性恢复机制， 其特征在于， 包括以下步 骤： S101、 构建数据恢复 网络环境； S102、 构建数据恢复机制消息； S103、 构建基于区块链的电力数据存 储节点高可靠性恢复机制。 2.根据权利要求1所述的基于区块链的电力数据存储节点高可靠性恢复机制， 其特征 在于， 在步骤S101中网络环境的构建方法具体为： 将电力数据存 储系统的节点分为待恢复节点、 恢复节点、 其它节点 三类： 待恢复节点： 指发生故障的电力数据存储节点， 为了保障相关电力业务的正常运行， 需 要快速进行恢复； 恢复节点： 指可以为待恢 复节点快速提供恢复数据的节点， 且为提升数据恢 复的效率， 一般选择距离待恢复节点较近的节点； 其它节点： 指电力数据存 储系统中待恢复节点和恢复节点以外的节点。 3.根据权利要求1所述的基于区块链的电力数据存储节点高可靠性恢复机制， 其特征 在于， 在步骤S102中恢复机制消 息， 包括数据恢复基本消息设计、 数据恢复请求消息设计、 数据块和整体数据验证消息设计、 数据传输消息设计： 数据恢复进本消息设计包括基础信息、 地址信息与分块信息； 数据恢复请求消息设计包括恢复请求、 恢复验证请求与恢复响应； 数据块和整体数据验证消息设计包括md5请求、 md5响应、 md5整体验证请求与md5验证 响应； 数据传输消息设计包括数据传输请求与数据传输响应。 4.根据权利要求2所述的基于区块链的电力数据存储节点高可靠性恢复机制， 其特征 在于， 所述步骤S103中的恢复机制过程需要待恢复节点、 恢复节点、 其它节点参与， 具体如 下： S1031、 待恢复节点发出 数据恢复请求并得到验证； S1032、 待恢复节点和恢复节点采用数据分块传输和验证的机制， 对数据进行逐块传输 和验证； S1033、 对数据整体进行验证： 当待恢复节点从恢复节点得到所有数据后， 采用md5整体 验证的策略， 对数据进行验证。 5.根据权利要求4所述的基于区块链的电力数据存储节点高可靠性恢复机制， 其特征 在于， 所述 步骤S1031的具体步骤如下： (a)恢复请求： 待恢复节点检测到节点损坏， 启动恢复流程， 首先待恢复节点获取链上健康节点数量 m， 设置恢复节 点数量RecvNum为m/3向下取整， 待恢复节点计算与m个节 点的物理距离， 可通 过快排或小顶堆构建的方式， 获取RecvNum个距离自己最近的节点， 设置它 们为恢复节点； (b)恢复请求验证： 恢复节点和其他节点收到待恢复节点的恢复请求， 验证节点类型、 请求参数、 可信 token是否正确， 通过验证后， 发送恢复校验的信息到所有的恢复节点上， 以供恢复节点进 行校验；权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 115296812 A 2(c)恢复请求验证通过： 恢复节点接收到大于2m/3个健康节点的恢复校验信息， 即可以认定待恢复节点的请求 合法， 此处恢复校验满足2/3即可， 目的是容忍恶意节点存在， 保证系统在恶意节点存在的 情况下， 依然 可以进行有效的校验与恢复， 恢复节点认定待恢复节点的恢复请求合法之后， 会发送响应消息 到待恢复节点， 通知校验通过， 并表明本节点的可用状态。 6.根据权利要求4所述的基于区块链的电力数据存储节点高可靠性恢复机制， 其特征 在于， 所述 步骤S1032的具体步骤如下： (a)恢复数据传输： 待恢复节点处理所有恢复节点的md5响应信息， 针对每一个分块选择可靠的恢复节点， 构建gRPC消息， 执行rpc远程调用， 通过流式传输的方式获取数据， gRPC服务端， 即恢复节点 端识别待恢复节点传输的分块信息， 将分块再次分割为64KB大小的数据块， 通过流的方式 进行数据传输， gRPC客户端， 即待恢复节点发送请求后， 等待服务端的流传输， 同时进行拼 接； 传输过程中， 针对不同的分块， 不同的恢复节点可以采用异步获取协同下载的方式， 也 可以采用同步的方式， 当恢复节点可用带宽大于或等于待恢复节点时， 没有使用异步协同 下载的必要性， 当恢复节点可用带宽较低时， 使用协同下载， 启动协同处理每个分片可以有 效提高待恢复节点端的带宽利用率； 数据中转使用以offset为key的map结构， 由于每个分块的offset独立， 不存在多个分 块相同offset的情况， 因而并发的异 步数据传输并不会使map产生并发问题， 因而 可以使用 普通的数据存 储结构； (b)md5数据块验证： md5请求是整个策略的核心内容， 当待恢复节点接收到所有m/3个恢复节点的恢复响应 之后， 认定请求合法， 且所有恢复节点当前处于可用状态， 如果超时未收到足够的恢复响 应， 则重新构建恢复请求， 跳过 未响应的恢复节点； 待恢复节点设定分片数量为恢 复节点数量， 目的是保证每个恢 复节点分担三个数据分 块， 通过随机选择池的方式， 为每个恢复节点指派三个数据分块， 发送请求 获取对于数据分 块的md5值， 进而保证每个分块md5都能收到来 自三个不同恢复节点的三份冗余数据， 待恢 复节点通过对三份数据进 行比对， 选择最可靠的一个 分块md5， 并选择对应的恢复节点作为 该分块的真实数据传输节点； 发送md5的目的是为了避免恶意数据节点的存在， 即某个恢复节点数据被篡改， 导致恢 复完成的数据不正确， 通过三份数据比对的方式， 实现了1/3恶意节点的容错率， 保证该分 块请求的三个节点中， 只存在一个恶意节点时， 无法对最 终恢复的可靠性产生影响， 同时传 输md5有效降低了网络成本， 恢复节点在 验证阶段无需传输 真实数据， 只需计算对应 分块的 md5供待恢复节点校验即可； 恢复节点接收到待恢复节点发送的md5请求， 计算对应分块的md5值并回发到待恢复节 点， 以供待恢复节点进行验证。 7.根据权利要求4所述的基于区块链的电力数据存储节点高可靠性恢复机制， 其特征 在于， 所述 步骤S1033的具体方法为： 待恢复节点进行数据拼接恢复后， 向所有节点发送验证请求， 所有节点验证请求合法权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 115296812 A 3