电力数据的处理方法及装置

技术领域

本申请涉及区块链技术的数据管理领域，具体而言，涉及一种电力数据的处理方法及装置。

背景技术

当前电力数据信息来源较广、数据结构差异大，以及分布式新能源前期规划、设计、建设、运行、并网、交易、补贴等各环节数据信息分散在各部门信息系统中，导致源头数据真实性缺乏保障、数据信息共享程度不高，各环节协同效率低。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种电力数据的处理方法及装置，以至少解决由于当前电力数据信息来源较广、数据结构差异大造成的电力数据管理存在源头数据真实性缺乏保障、数据信息共享程度不高，各环节协同效率低的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种电力数据的处理方法，包括：利用多个电力数据存储节点采集并存储电力数据；获取用于访问电力数据的访问请求，其中，访问请求是终端发出的；将与访问请求对应的电力数据加载至区块链系统中。

可选地，利用多个电力数据存储节点采集并存储电力数据之后，上述方法还包括：利用机器学习模型对电力数据中的非结构化电力数据进行数据融合，得到结构化电力数据；依据哈希消息认证码加密算法对结构化电力数据加密处理，并将当前服务器时间拼接到加密处理后的结构化电力数据中，生成拼接时间戳的电力数据；依据MD5加密算法对拼接时间戳的电力数据进行处理，生成电力数据的散列值；采用RSA非对称加密算利用终端的公钥对电力数据的散列值进行加密处理。

可选地，区块链系统包括电力数据区块链以及调用预言机的智能合约，其中，智能合约包括：电力数据访问请求智能合约、信誉智能合约、聚合智能合约以及预言机智能合约；预言机用于从电力数据存储节点中检索电力数据。

可选地，访问请求包括：请求访问的电力数据信息、终端的地址、预言机的数量以及终端的公钥；获取用于访问电力数据的访问请求之后，上述方法还包括：将访问请求发送至电力数据访问请求智能合约；依据电力数据访问请求智能合约验证发出访问请求的终端是否对电力数据具有访问权限；在终端对电力数据具有访问权限的情况下，通过电力数据访问请求智能合约依据访问请求创建智能令牌，其中，智能令牌包括如下信息：唯一身份识别、终端的地址、电力数据提供者的地址以及预言机的数量；通过电力数据访问请求智能合约将智能令牌发送至聚合智能合约。

可选地，将智能令牌发送至聚合智能合约之后，上述方法还包括：通过聚合智能合约依据智能令牌从预言机池中调用数量的预言机，其中数量的预言机来自不同的服务商；利用数量的预言机从电力数据存储节点中查找与访问请求对应的电力数据；将数量的预言机检索到的电力数据发送至聚合智能合约。

可选地，将数量的预言机检索到的电力数据发送至聚合智能合约之后，上述方法还包括：通过聚合智能合约将每个预言机的信誉得分反馈给信誉智能合约；通过信誉智能合约更新全部预言机的信誉得分，并从全部预言机中选出一个信誉得分最高的预言机最为目标预言机，并将目标预言机的地址反馈给聚合智能合约；通过聚合智能合约生成访问令牌，并将访问令牌发送至终端，其中，访问令牌中包括目标预言机的地址；通过聚合智能合约将终端的地址发送至目标预言机，目标预言机将检索到的电力数据发送至终端。

可选地，将与电力数据访问请求对应的电力数据加载至区块链系统中，包括：将检索到的电力数据发送至电力数据区块链的区块节点；校验检索到的电力数据是否为合法数据；如果检索到的电力数据为合法数据，依据时间序列将检索到的电力数据存储在电力数据区块链的区块主体中，并继续将检索到的电力数据转发至与区块节点相邻的区块节点；如果检索到的电力数据不是合法数据，拒绝将检索到的电力数据转发至与区块节点相邻的区块节点。

可选地，依据时间序列将检索到的电力数据存储在电力数据区块链的区块主体中，包括：将检索到的数据构建默克尔树；将默克尔树打包并封装进区块主体；将区块主体连接到电力数据区块链的主链，形成新的区块节点。

可选地，利用多个电力数据存储节点采集并存储电力数据之前，上述方法还包括：对电力数据存储节点、终端以及预言机进行身份注册。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种电力数据的处理装置，包括：采集模块，用于利用多个电力数据存储节点采集并存储电力数据；获取模块，用于获取用于访问电力数据的访问请求，其中，访问请求是终端发出的；加载模块，用于将与访问请求对应的电力数据加载至区块链系统中。

根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种非易失性存储介质，非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行以上的电力数据的处理方法。

根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，程序运行时执行以上的电力数据的处理方法。

在本申请实施例中，采用利用多个电力数据存储节点采集并存储电力数据；获取用于访问电力数据的访问请求，其中，访问请求是终端发出的；将与访问请求对应的电力数据加载至区块链系统中的方式，基于区块链预言机的链上链下电力数据协同共享方法，通过对上链的电力数据进行融合处理，并提出基于预言机技术的数据上链过程和调用预言机的智能合约设计，从而实现了链上链下电力数据的可信传输与协同共享的技术效果，进而解决了由于当前电力数据信息来源较广、数据结构差异大造成的电力数据管理存在源头数据真实性缺乏保障、数据信息共享程度不高，各环节协同效率低技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的一种电力数据的处理方法的流程图；

图2是根据本申请实施例的一种基于区块链预言机的链上链下电力数据协同共享架构的示意图；

图3是根据本申请实施例的一种电力数据的处理装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本申请实施例，提供了一种电力数据的处理方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本申请实施例的一种电力数据的处理方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，利用多个电力数据存储节点采集并存储电力数据；

根据本申请的一个可选的实施例，电力数据存储节点，实现为特定的设备存储收集到的数据，包括设备传感器、智能电表、GIS系统、SCADA系统、PMS系统、OMS系统、WAMS系统等存储电力数据的节点。

在本步骤中，通过授权的各电力数据存储节点Pi采集的光伏储能、充电桩等电力数据并进行存储，等待数据处理模块的进一步处理。

步骤S104，获取用于访问电力数据的访问请求，其中，访问请求是终端发出的；

本步骤中的终端，包括设备(在机器对机器通信的情况下)和人工用户(在人类对机器通信的情况下)。

步骤S106，将与访问请求对应的电力数据加载至区块链系统中。

区块链是以比特币为代表的数字加密货币系统的基础技术，可以通过加密算法，时间戳和分布式共识在不可信的分布式系统中实现可信交易。区块链中节点间的协调解决了集中式组织中普遍存在的成本高、效率低、数据存储不安全的问题。链中的合法数据或交易将永久记录在区块链中，交易的Merkle根可以验证区块头和区块中的交易数据是否被篡改，前一个块的哈希值可用于验证该块之前直至创世区块的所有块是否都被篡改，依靠前一个块的哈希，所有块都是相互链接的。如果任何块被篡改，则将触发所有随后的块哈希更改，因此，可以从不受信任的节点下载该块和所有先前的块，并验证是否有任何块被篡改。

通过上述步骤，基于区块链预言机的链上链下电力数据协同共享方法，通过对上链的电力数据进行融合处理，并提出基于预言机技术的数据上链过程和调用预言机的智能合约设计，从而实现了链上链下电力数据的可信传输与协同共享的技术效果。

根据本申请的一个可选的实施例，步骤S102执行完成之后，利用机器学习模型对电力数据中的非结构化电力数据进行数据融合，得到结构化电力数据；依据哈希消息认证码加密算法对结构化电力数据加密处理，并将当前服务器时间拼接到加密处理后的结构化电力数据中，生成拼接时间戳的电力数据；依据MD5加密算法对拼接时间戳的电力数据进行处理，生成电力数据的散列值；采用RSA非对称加密算利用终端的公钥对电力数据的散列值进行加密处理。

根据本申请的一个可选的实施例，电力数据采集完成后，还需要对采集的电力数据进行以下处理：

1)采用人工智能技术，通过机器学习对采集到的结构不规则或不完整的非结构化电力数据实现元数据提取特征，并辅以各种自动化训练手段，从采集的非结构化数据提取语义特征、基本属性、底层特征等属性作为标签元数据，构建统一的数据模型，对数据信息的格式进行转化，或是重新构建数据结构，对其进行数据融合，从而实现向高价值密度的结构化数据的转换。

2)采用HMAC加密技术，将步骤1)处理后的结构化数据块D

3)采用哈希加密算法中的MD5加密算法，对HMAC处理后并加上时间戳的数据块进行内容哈希，生成数据块的散列值H

4)采用RSA非对称加密算法，用数据请求者的公钥Pkey

由数据请求者发出数据需求指令后，触发智能合约调用预言机对链下各电力数据存储节点检索数据，在此过程中获得数据请求者公钥Pkey

根据本申请的另一个可选的实施例，区块链系统包括电力数据区块链以及调用预言机的智能合约，其中，智能合约包括：电力数据访问请求智能合约、信誉智能合约、聚合智能合约以及预言机智能合约；预言机用于从电力数据存储节点中检索电力数据。

区块链系统，包括电力数据区块链和负责调用预言机功能的智能合约。

区块链系统中的智能合约包括电力数据访问请求智能合约、信誉智能合约、聚合智能合约及预言机智能合约。

电力数据访问请求智能合约，管理电力数据的访问控制，并验证用户访问数据的权限。终端用户与该智能合约交互，发送他们对特定设备的数据访问请求。这个智能合约将有效的访问请求发送给连接用户和预言机的聚合器智能合约。

信誉智能合约负责跟踪、计算和管理预言机的信誉。聚合智能合约向这个智能合约报告预言机的信誉分数。这个智能合约可以计算每个预言机的总体平均信誉分数、选择最高得分预言机和返回给定预言机地址的平均声誉分数。

聚合智能合约，该智能合约协调电力数据访问请求智能合约、预言机、信誉智能合约和终端用户之间的数据请求流。这个智能合约向预言机发送一个数据请求，并接收所请求数据的哈希值，然后比较所有的哈希值，将每个涉及预言机的信誉评分报告给信誉智能合约。

预言机智能合约，包含有关已注册预言机的信息，以及支持从特定设备的数据存储层访问数据的能力。

预言机是用于查找和验证真实世界发生的事件，并将这些信息提交到智能合约，触发区块链上的状态更改。这些外部数据可以来自软件(大数据应用)或硬件(物联网)。为了解决智能合约只能使用网络上可用的资源，不能访问外部或与之交互的数据问题，可以引入区块链预言机来实现对区块链外部可用数据的交换，为系统内智能合约与外部系统进行的数据共享和交换提供了必备的条件。此外，预言机的角色不仅限于简单地查询来自区块链外部的信息，还可以验证数据的真实性和有效性。同时，预言机本身也是一种智能合约，它允许区块链连接到任何现有的API，并允许智能合约和其他区块链交互。预言机具有不可篡改、服务稳定、可审计等特点，并通过经济激励机制为运行提供动力。

在本申请的一些可选的实施例中，访问请求包括：请求访问的电力数据信息、终端的地址、预言机的数量以及终端的公钥；获取用于访问电力数据的访问请求之后，上述方法还包括：将访问请求发送至电力数据访问请求智能合约；依据电力数据访问请求智能合约验证发出访问请求的终端是否对电力数据具有访问权限；在终端对电力数据具有访问权限的情况下，通过电力数据访问请求智能合约依据访问请求创建智能令牌，其中，智能令牌包括如下信息：唯一身份识别、终端的地址、电力数据提供者的地址以及预言机的数量；通过电力数据访问请求智能合约将智能令牌发送至聚合智能合约。

具有管理员A

通过电力数据访问请求智能合约验证发出请求的终端用户U

在验证终端用户U

电力数据访问请求智能合约将生成的令牌转发到聚合智能合约。

在本申请的另一个可选的实施例中，将智能令牌发送至聚合智能合约之后，通过聚合智能合约依据智能令牌从预言机池中调用数量的预言机，其中数量的预言机来自不同的服务商；利用数量的预言机从电力数据存储节点中查找与访问请求对应的电力数据；将数量的预言机检索到的电力数据发送至聚合智能合约。

聚合智能合约接收请求，将请求发送到预言机池，调用终端用户U

预言机从链下电力数据存储节点中查找和检索请求的电力数据D

根据本申请的一个可选的实施例，将数量的预言机检索到的电力数据发送至聚合智能合约之后，通过聚合智能合约将每个预言机的信誉得分反馈给信誉智能合约；通过信誉智能合约更新全部预言机的信誉得分，并从全部预言机中选出一个信誉得分最高的预言机最为目标预言机，并将目标预言机的地址反馈给聚合智能合约；通过聚合智能合约生成访问令牌，并将访问令牌发送至终端，其中，访问令牌中包括目标预言机的地址；通过聚合智能合约将终端的地址发送至目标预言机，目标预言机将检索到的电力数据发送至终端。

聚合智能合约比较所有从预言机收到的用终端用户U

信誉智能合约更新所有参与的预言机的信誉分数，根据最高平均信誉分数选择一个预言机O

聚合智能合约生成访问令牌T

预言机O

终端用户主动从链上向链下各电力数据存储节点请求需求的电力数据，数据上链存证后共享给终端用户。

根据本申请的另一个可选的实施例，步骤S106通过以下方法实现：将检索到的电力数据发送至电力数据区块链的区块节点；校验检索到的电力数据是否为合法数据；如果检索到的电力数据为合法数据，依据时间序列将检索到的电力数据存储在电力数据区块链的区块主体中，并继续将检索到的电力数据转发至与区块节点相邻的区块节点；如果检索到的电力数据不是合法数据，拒绝将检索到的电力数据转发至与区块节点相邻的区块节点。

当区块节点接收到上链数据信息后，根据数据结构、密钥指令、地址来源、时间戳等信息校验电力数据的真实性和有效性。若电力数据合法，区块节点则根据时间序列将电力数据散列值H

根据本申请的另一个可选的实施例，依据时间序列将检索到的电力数据存储在电力数据区块链的区块主体中，包括：将检索到的数据构建默克尔树；将默克尔树打包并封装进区块主体；将区块主体连接到电力数据区块链的主链，形成新的区块节点。

区块节点把上链后的数据散列值H

构建默克尔树指对用电力数据块计算出的哈希值两两配对(如果是奇数个数，最后一个自己与自己配对)，计算上一层哈希，再重复这个步骤，一直到计算出根哈希值，形成默克尔树结构。

区块节点将数据广播到电力区块链上所有其他节点，使得每个节点都会存储一个完整的数据副本，同步电力区块链状态。

在本申请的一些可选的实施例中，执行步骤S102之前，还需要对电力数据存储节点、终端以及预言机进行身份注册。

所有用户实体，包括各终端用户U

本申请实施例提供了一种基于区块链预言机的链上链下电力数据协同共享架构，结合大数据融合技术和加密技术，对链下多源异构的电力数据进行结构化处理和加密；同时，利用区块链预言机的可信数据传输技术，实现电力数据的安全可靠上链，最终实现了链上链下电力数据的协同共享和一致性管理目标。

图2是根据本申请实施例的一种基于区块链预言机的链上链下电力数据协同共享架构的示意图，如图2所示，包括：

终端用户，包括设备(在机器对机器通信的情况下)和人工用户(在人类对机器通信的情况下)；

管理员，负责注册、管理、控制和委派用户对数据的访问；

区块链系统，包括电力数据区块链和负责调用预言机功能的智能合约；

预言机池，包括执行数据可信传输功能的各节点上的预言机；

电力数据存储节点，实现为特定的设备存储收集到的数据，包括设备传感器、智能电表、GIS系统、SCADA系统、PMS系统、OMS系统、WAMS系统等存储电力数据的节点。

其中，区块链系统中的智能合约包括电力数据访问请求智能合约、信誉智能合约、聚合智能合约及预言机合约。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

通过设计面向电力智能终端的区块链链上数据协同控制技术，建立高安全可信与加密传输的符合电力行业可信化数据共享框架，构建电力行业智能终端可靠数据上链技术体系。针对当前电力数据信息来源较广、数据结构差异大，以及分布式新能源前期规划、设计、建设、运行、并网、交易、补贴等各环节数据信息分散在各部门信息系统中，导致源头数据真实性缺乏保障、数据信息共享程度不高，各环节协同效率低等电力数据管理问题，提出与区块链系统深度融合的电力数据协同治理机制，结合人工智能、大数据融合技术的数据研判技术，通过元数据提取实现多源异构的全景电网数据的融合，并通过哈希算法与非对称加密算法等加密技术保障上链数据的可靠性与安全性。

利用区块链技术解决分散电力数据的可靠存储问题的同时，运用预言机上链技术解决了输入电力数据的可信性问题，实现多源可信数据采集，为智能合约提供可信可靠的智能终端数据，构建为区块链智能终端与第三方服务的可信交互中间件，相比可信硬件技术具有更好的通用性及可验证的安全性。

提出使用来自不同服务商的预言机节点组成的分布式预言机网络，解决了单一传输通道存在的单点故障问题，同时实现从多个数据源请求数据，提高了方案整体上的数据来源可信性。

图3是根据本申请实施例的一种电力数据的处理装置的结构框图，包括：

采集模块30，用于利用多个电力数据存储节点采集并存储电力数据；

获取模块32，用于获取用于访问电力数据的访问请求，其中，访问请求是终端发出的；

加载模块34，用于将与访问请求对应的电力数据加载至区块链系统中。

需要说明的是，图3所示实施例的优选实施方式可以参见图1所示实施例的相关描述，此处不再赘述。

本申请实施例还提供了一种非易失性存储介质，非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行以上的电力数据的处理方法。

上述非易失性存储介质用于存储执行以下功能的程序：利用多个电力数据存储节点采集并存储电力数据；获取用于访问电力数据的访问请求，其中，访问请求是终端发出的；将与访问请求对应的电力数据加载至区块链系统中。

本申请实施例还提供了一种处理器，处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，程序运行时执行以上的电力数据的处理方法。

上述处理器用于处理执行以下功能的程序：利用多个电力数据存储节点采集并存储电力数据；获取用于访问电力数据的访问请求，其中，访问请求是终端发出的；将与访问请求对应的电力数据加载至区块链系统中。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。