基于區(qū)塊鏈與大數據分析的信息處理方法研究

摘" 要：隨著區(qū)塊鏈技術的不斷發(fā)展，基于區(qū)塊鏈技術和大數據分析技術而產生的信息處理方式發(fā)生相應的變革。區(qū)塊鏈已經由最初的可編程貨幣區(qū)塊鏈階段逐漸向著可編程金融區(qū)塊鏈發(fā)展，同時，社會區(qū)塊鏈也已經處于探索階段。但目前區(qū)塊鏈技術還存在一定問題，如需要儲存的數據龐大，尤其是在當前大數據技術普及的背景下，在個人隱私保護、數據共享、多方協(xié)作等方面仍需要進行改進。該文針對區(qū)塊鏈技術和大數據技術的應用進行探究，并提出一種用于保護信息隱私和信息儲存安全的方案，以解決當前存在的數據協(xié)作、隱私保護與可拓展性、數據共享等問題。

關鍵詞：區(qū)塊鏈；大數據；儲存；共享；信息安全

中圖分類號：TP311.1" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）12-0122-04

Abstract： With the continuous development of blockchain technology， corresponding changes have taken place in the information processing mode based on blockchain technology and big data analysis technology. In the context of the progress of blockchain technology， it has gradually developed from the initial stage of programmable currency blockchain to programmable financial blockchain. At the same time， the stage of social blockchain based on blockchain technology has also been in the exploratory stage. However， there are still certain issues with blockchain technology at present， such as the large amount of data that needs to be stored， especially in the context of the current popularity of big data technology. Improvements are still needed in areas such as personal privacy protection， data sharing， and multi-party collaboration. This paper probes into the application of blockchain technology and big data technology， and puts forward a scheme to protect information privacy and information storage security. in order to solve the existing problems of data cooperation， privacy protection and extensibility， data sharing and so on.

Keywords： blockchain; big data; storage; sharing; information security

在信息技術不斷發(fā)展的背景下，區(qū)塊鏈技術已經成為當前推動信息技術創(chuàng)新和發(fā)展的關鍵。目前，許多專家和相關從業(yè)人員對區(qū)塊鏈的優(yōu)勢已經有了清晰的認識，基于區(qū)塊鏈技術的應用場景開發(fā)越來越多，區(qū)塊鏈技術有望成為引領新一輪技術革命的關鍵。區(qū)塊鏈技術能夠在信息處理、信息共享的過程中解決信任機制問題，在其技術條件下，任何記錄都能夠永久進行時間標記，無法被人為修改，實現了去中心化的信息技術發(fā)展目標，在一定程度上對解決當前社會信任危機提供了幫助。在交易過程中，基于區(qū)塊鏈技術的可查看性、不可篡改性和時間屬性，提高了各方的信任度，推動了數據的交流和共享，優(yōu)化了數據資源的使用方式，提高了數據的使用效率，打開了新的互聯(lián)網發(fā)展大門。在互聯(lián)網時代，信息的交流和溝通是影響人們使用的關鍵，在全球聯(lián)系日益密切的當下，人們對區(qū)塊鏈技術和大數據分析技術的應用，實現了對信息處理效率的提高，對推動國家經濟發(fā)展、提高社會治理能力具有重要影響。為了實現數據安全，提高信息交流效率，相關從業(yè)者必須要積極探索推動數據資源開放和整合的方法，利用區(qū)塊鏈技術和大數據技術對信息進行科學化處理，進而更好地服務社會發(fā)展。

1" 區(qū)塊鏈技術概述

1.1" 區(qū)塊鏈技術概念

區(qū)塊鏈技術是一種多技術綜合的新的信息技術系統(tǒng)，其最早發(fā)源于2009年發(fā)表的比特幣論文。區(qū)塊鏈可以被看作是一個能實現不同節(jié)點數據共享的分類賬，是分布式系統(tǒng)的一種。在每一個分布的節(jié)點當中，都需要使用哈希算法和Merkle數據結構對數據進行處理，并將一個階段內所收到的數據信息和代碼封裝進入數據塊，并將該數據塊連接到整體的區(qū)塊鏈中。區(qū)塊鏈系統(tǒng)主要由數據層、網絡層及應用層等結構組成，對降低交易成本，提高信息處理效率和數據交流效率具有明顯幫助，去中心化和信任是其最突出的特點。

1.2" 區(qū)塊鏈技術的組成

區(qū)塊鏈技術的主要組成部分包括了分布式分類賬、智能合約和公鑰加密。其中，區(qū)塊鏈技術中的分布式分類賬主要是用語儲存交易信息、共享數據的數據庫。在一個區(qū)塊鏈技術團隊中，各方都可以通過編輯共享文件，在一定的權限下，可以刪除文件，但是如果該信息已經被記錄，則無權限刪除和修改。智能合約是一種運行在區(qū)塊鏈上的規(guī)則程序，在這個程序的規(guī)定下，符合運行條件的行為能夠被允許，并針對這些行為的運行條件進行檢查，從而能夠快速完成交易活動。公鑰加密是區(qū)塊鏈技術中比較關鍵的部分，這是保證參與成員信息安全的重要方法。通過公鑰加密的方式，信息往來中的各方都能通過公鑰參與區(qū)塊鏈網絡中的各項活動，并以加密維護信息安全。其中私鑰也是加密方式的一種，私鑰對每個成員來說都是唯一的，只有當2個加密方式相互配合才能夠解鎖并查看分類賬中滿足該加密方式的數據信息。

1.3" 區(qū)塊鏈技術的運轉原理

一個區(qū)塊鏈簡單的運行邏輯可以自動執(zhí)行以下大部分步驟。

1）記錄交易過程。在使用區(qū)塊鏈技術的過程中，首先對交易過程中的信息進行記錄，顯示實體資產或者數字資產從一方轉移向另一方，并記錄如下細節(jié)：誰參與了該交易？交易期間發(fā)生了什么情況？交易是在何時進行的？交易是在哪里進行的？為什么進行該交易？交換了多少資產？交易期間符合多少前提條件？

2）達成共識。在分布式的區(qū)塊鏈網絡中，各參與方的交易記錄必須是有效的，并且是根據協(xié)議內容達成一致的。

3）連接區(qū)塊。共識達成后，各交易方的交易信息和數據就會被寫入區(qū)塊中，并記錄下來，將不同的區(qū)塊與鏈條進行連接后，就無法修改。

4）共享分類賬。系統(tǒng)會將中心分類賬的最新副本分發(fā)給所有參與者。

2" 基于區(qū)塊鏈與大數據分析的信息處理研究

2.1" 現狀分析

為了實現區(qū)塊鏈、大數據分析技術在信息處理方面應用效率的提高，相關的研究人員提出并應用了基于區(qū)塊鏈的云計算環(huán)境數據庫系統(tǒng)，該系統(tǒng)保證了數據的完整性，對提高區(qū)塊鏈和大數據分析的相關性能和穩(wěn)定性具有一定幫助。但是這些信息處理的系統(tǒng)設計依舊存在一定問題，并未從可拓展性和安全性出發(fā)，針對數據加密、信息共享等進行關注。在區(qū)塊鏈技術和大數據分析技術用于信息處理方面依舊存在著隱私保護、數據所有權確認和收益等問題。因此，針對這一現象，必須要進行安全性和去中心化方面的探索，設計出更安全、更高效的應用系統(tǒng)。

2.2" 主要研究內容

基于區(qū)塊鏈和大數據分析技術進行數據處理研究需要關注4個方面，其一，對數據的保護和隱私保護，并針對其數據的可拓展性進行研究；其二，在系統(tǒng)設計中，要關注企業(yè)之間的數據共享問題和協(xié)作問題，利用區(qū)塊鏈的優(yōu)勢，解決企業(yè)數據協(xié)作當中存在的數據安全問題，建立完善的信用機制；其三，要加強關注政務數據共享問題，尤其是要通過分級別對政務部門的各節(jié)點進行對接，保證數據的安全性，同時發(fā)揮數據記錄的真實性和不可篡改性特點，加強認證方式設計，減少數據使用違規(guī)情況；其四，數據分發(fā)問題要針對區(qū)塊鏈中的智能合約和跨鏈進行合理設計，改變傳統(tǒng)的數據分發(fā)模式，通過優(yōu)化系統(tǒng)，加強系統(tǒng)維護，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

3" 基于區(qū)塊鏈與大數據分析的可拓展性隱私保護和數據信息共享方案

3.1" 系統(tǒng)模型

基于可擴展性隱私保護和數據共享的系統(tǒng)模型，其主要部件包括了數據和數據加密、云、CA、信用評分使用者和區(qū)塊鏈。其中，數據加密方式使用的是Paillier密碼系統(tǒng)，云是儲存空間，CA則是對隱私數據處理的關鍵，區(qū)塊鏈是整體進行信息共享和公共交易的日志。

3.2" 隱私保護和數據信息共享方案

隱私保護和數據共享方案共分為3個階段，其一是要針對信息數據進行加密，并將加密后的數據進行保存，在此過程中，采用Paillier密碼系統(tǒng)進行加密，用CA來保護和分發(fā)隱私的密鑰，并將隱私數據保存在云中儲存；其二是通過對不同的使用者的信用積分進行判斷，分配相應的密鑰；其三就是將Paillier密碼系統(tǒng)所加密的相關信息進行驗證，并儲存在區(qū)塊鏈當中。

3.3" 方案評估總結

在此方案中，通過將云儲存擴展到區(qū)塊鏈儲存，并利用Paillier密碼系統(tǒng)進行加密，有效實現了隱私的保護，對信息安全性提高具有明顯幫助。并且，由于此密碼系統(tǒng)的同態(tài)化時間短，處理效率更高，具有明顯的可操作性，解決信息安全問題，實現了對數據的保護，提高了信息安全性。

4" 基于區(qū)塊鏈與大數據分析的企業(yè)信息數據協(xié)作共享方案

4.1" 系統(tǒng)模型

基于區(qū)塊鏈和大數據分析對企業(yè)信息數據協(xié)作共享方案的模型主要包括數據的協(xié)作、結果返回、貢獻證明協(xié)議和記錄上鏈。其中，對數據的同態(tài)加密是關鍵，貢獻證明協(xié)議是協(xié)作共享的保障，記錄上鏈是最終結果。

4.2" 企業(yè)信息數據協(xié)作共享方案

該系統(tǒng)通過對信息數據進行同態(tài)加密，將加密的信息和數據通過事先設定好的算法融合并發(fā)送，在利用貢獻證明協(xié)議來讓各方在智能合約控制下獲得相應的獎勵，最后將數據上傳到區(qū)塊鏈中。在此系統(tǒng)的運行過程中，參與的各企業(yè)方利用Paillier密碼加密方式，對需要共享的數據進行加密并輸出，再通過設計好的算法的協(xié)作，在多方安全計算技術的幫助下，得出相應的結果，并將結果返回到需求方，需求方則利用同樣的密碼加密系統(tǒng)進行解密，得到自己想要獲取的數據。在這一過程中，通過貢獻證明協(xié)議這一智能合約，對參與數據協(xié)作和信息共享的各方進行評價并打分，根據分數分配獎勵，并通過另一個分配智能合約分發(fā)獎勵，最終將這些過程都記錄到區(qū)塊鏈中。

5" 基于區(qū)塊鏈與大數據分析的政務信息數據協(xié)作共享方案

5.1" 系統(tǒng)模型

基于區(qū)塊鏈和大數據分析對政務信息數據協(xié)作共享方案的模型包括部門系統(tǒng)、數據共享結構服務模塊、區(qū)塊鏈網絡服務模塊、數據資源目錄服務模塊、系統(tǒng)模塊和統(tǒng)一身份認證模塊。其中，加密系統(tǒng)和貢獻方案這一智能合約依舊在此系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。

5.2" 政務信息數據協(xié)作共享方案

在參與信息數據協(xié)作和共享的各政務部門中，要將需要共享的數據通過業(yè)務適配器進行傳遞，這些數據包括了辦公系統(tǒng)中的數據和其他數據，都需要提前利用加密系統(tǒng)進行加密處理，然后傳遞到數據共享接口服務模塊。其次，在數據共享接口服務模塊，對接收到的數據進行格式轉換、調度，從而完成數據傳遞的目標。區(qū)塊鏈網絡服務模塊則主要是與數據共享接口服務模塊連接，通過智能合約與分布式賬本對參與方進行控制；數據資源目錄服務模塊則主要是對數據進行分類，提供數據索引服務，并提供與數據相匹配的查詢服務。在整個過程中，系統(tǒng)各方都需要進行統(tǒng)一身份認證，并保證系統(tǒng)與公共服務系統(tǒng)隔離，保證系統(tǒng)的安全性。

5.3" 方案的主要特點

基于區(qū)塊鏈和大數據分析的政務信息共享和協(xié)作方案能有效根據數據傳輸的要求，實現無需對數據進行收集就能夠完成信息和數據的協(xié)作共享的任務。在保證數據安全性的前提下，構建了公平可信的數據交換平臺，通過區(qū)塊鏈記錄的方式，保證了數據的透明度；通過主體認證的方式，防止了信息的違規(guī)使用；通過政府監(jiān)管和智能合約機制，實現了對數據信息分享和協(xié)作的監(jiān)督與控制，達到了去中心化的目標，對破解數據保護和網絡安全保護問題提供了重要的幫助。

6" 基于區(qū)塊鏈與大數據分析的信息數據分發(fā)系統(tǒng)方案

6.1" 信息數據分發(fā)系統(tǒng)應用情況分析

目前比較常用的數據分發(fā)和信息分發(fā)系統(tǒng)都是中心化的，其分發(fā)平臺，如視頻分發(fā)平臺、應用市場等，都是企業(yè)方占主導，分發(fā)的內容、應用價格和流量數據具有不透明性，用戶對內容獲取的選擇范圍小。在這些分發(fā)平臺采用中心化的分發(fā)方式中，對用戶的引導行為損害了資源生產者和大部分廣告商的利益。如果采用區(qū)塊鏈技術，針對內容分發(fā)模式進行去中心化變革，在去除劣質內容后，通過大數據技術和人工智能技術，對用戶感興趣的內容進行篩選，然后分發(fā)給用戶，憑借區(qū)塊鏈技術的透明性和不可修改性，保證內容生產者的權益，同時也推動了廣告競價的公平性。

6.2" 信息數據分發(fā)系統(tǒng)解決方案

在區(qū)塊鏈技術的支持下，信息數據分發(fā)系統(tǒng)進行了去中心化，構建和創(chuàng)新了數據分發(fā)體系。在數據分發(fā)系統(tǒng)中，一共包括6個元素，即數據源、媒體、信息購買者、內容分發(fā)者和廣告商。

數據源也可以被稱為信息源，其主要是對系統(tǒng)中流通的信息創(chuàng)作內容，例如視頻、文字及應用等進行處理，并將系統(tǒng)中的內容上傳到特定的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，進而觸發(fā)區(qū)塊鏈中的智能合約。

媒體是在分發(fā)系統(tǒng)中進行信息購買和分布者之間的連接，是廣告商投放廣告的主要渠道，媒體按照智能合約的規(guī)定，收取一定比例的廣告分成，在此過程中，媒體更有擴大用戶群體的動力。

信息購買者是分發(fā)系統(tǒng)的主要服務對象，信息的受眾能夠在此系統(tǒng)中對系統(tǒng)分發(fā)的內容進行轉發(fā)、分享，并在參與內容傳播過程中，根據智能合約的規(guī)定參與收益分成或獲取一定的廣告收益。

內容分發(fā)者是維持分發(fā)系統(tǒng)運轉的關鍵。內容分發(fā)者既可以是內容的生產者和提供者，也可以為其他內容資源生產者提供內分發(fā)的平臺，為其提供資源的儲存等服務，為內容傳播提供流量支持。

廣告商是區(qū)塊鏈信息分發(fā)系統(tǒng)的主要費用提供方，廣告商根據區(qū)塊鏈中記錄的透明的數據，從自身經營和推廣產品的角度出發(fā)，提供廣告費用。

6.3" 基于區(qū)塊鏈與大數據分析的信息數據分發(fā)系統(tǒng)網絡節(jié)點架構方案

根據實際的系統(tǒng)運行情況，在區(qū)塊鏈和大數據分析信息數據分發(fā)系統(tǒng)中需要對圖片、文字和視頻等信息進行儲存，其占據儲存空間較大，對系統(tǒng)儲存的要求較高。從此情況出發(fā)，將系統(tǒng)中的節(jié)點分為數據儲存節(jié)點、系統(tǒng)維護節(jié)點和普通節(jié)點。數據儲存節(jié)點是基于系統(tǒng)的激勵模型，選擇適合的儲存節(jié)點進行數據儲存。系統(tǒng)維護節(jié)點則是對信息數據分發(fā)系統(tǒng)而言，如果要保證擁有滿足使用的儲存能力，就必須擁有足夠的計算能力，通過強大的計算能力來維護分發(fā)系統(tǒng)的臺賬，完成工作量證明任務。普通節(jié)點則是只用于保存自己使用情況和數據信息賬本的輕節(jié)點。

在網絡節(jié)點架構過程中，首先需要對不同節(jié)點的性能進行評估，對節(jié)點的數據儲存能力、傳輸效率進行綜合評價，并適時加入數據儲存節(jié)點的動態(tài)調整原則，方便在不同情況下對數據儲存節(jié)點的運行狀態(tài)進行調整。主要調整的內容包括：數據丟包率、網絡通信延遲、數據重傳次數等。分發(fā)系統(tǒng)通過測算數據儲存節(jié)點與相鄰節(jié)點之間的丟包率，在達到一定數據丟失的標準后，就將其淘汰，避免影響整體系統(tǒng)的存儲效果，保證信息儲存安全。其次，針對網絡通信延遲和數據重傳次數的判斷也是如此，在達到一定的延遲狀態(tài)和重傳次數后，就需要將此節(jié)點淘汰，避免影響整體系統(tǒng)的運行效率。

7" 結束語

隨著信息技術的不斷發(fā)展，基于區(qū)塊鏈技術和大數據分析技術的信息處理需要與時俱進，不斷進行技術變革。基于區(qū)塊鏈技術的應用場景開發(fā)越來越多，人們對區(qū)塊鏈技術和大數據分析進行信息處理的應用越來越廣泛，因此，需要相關的從業(yè)人員針對其在信息處理過程中的可擴展性隱私保護和數據共享、企業(yè)和政務部門的信息數據保護與共享協(xié)作、數據分發(fā)等方面加強關注，探究新的用于保護信息隱私和信息儲存安全的方案，進而提高信息的安全性，推動企業(yè)和政務部門的信息共享與協(xié)作效率的提高。從而為我國在互聯(lián)網時代，提高信息的交流和溝通效率，保證信息處理的安全性，推動國家經濟發(fā)展，提高社會治理能力提供幫助。

參考文獻：

[1] 王鵬程，劉善仕，劉念.組織模塊化能否提高制造企業(yè)服務創(chuàng)新績效？——基于組織信息處理理論的視角[J].管理評論，2021，33（11）：157-169.

[2] 童寧，唐歡容，歐陽建權.基于區(qū)塊鏈和邊緣計算的共享單車系統(tǒng)模型研究[J].中國科技論文在線精品論文，2018，11（16）：1633-1642.

[3] 田凱元.基于云安全的醫(yī)療數據信息平臺架構與網絡通信方法研究[J].電子設計工程，2021，29（8）：160-164.

[4] 李志平，真虹.共享經濟下中國港口群物流資源分配模式[J].改革與戰(zhàn)略，2019，35（2）：98-106.

[5] 古米娜·朱曼.大數據分析下計算機信息處理技術應用的探討[J].數碼設計（上），2020，9（8）：12-13.

[6] 宋繼霞.大數據時代高校課堂教學過程中的信息處理與數據分析[J].長春師范大學學報（人文社會科學版），2020，39（6）：155-157.

[7] 景元廣.大數據分析在計算機信息處理中的應用[J].電腦編程技巧與維護，2021（7）：115-116.

[8] 崔榮博，溫靜.大數據分析下的計算機信息處理技術[J].數碼精品世界，2020（10）：20-22.