基于区块链的河湖污染协作治理方法、系统及介质

技术领域

本申请涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链的河湖污染协作治理方法、系统及介质。

背景技术

河湖污染的重要来源是工厂排放。目前，针对非法排污的举报平台一般是中心化的，如投诉举报邮箱等。然而，由于工厂与当地是利益攸关方，投诉举报信息容易被隐瞒、篡改、删除。在国家提倡政务公开的情况下，举报邮箱等已经不符合需求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提出了一种基于区块链的河湖污染协作治理方法、系统及介质，旨在通过区块链技术，将举报信息及后续执法信息上链，利用区块链技术的去中心化及难以篡改两个特征，实现举报信息不可篡改、执行信息透明公开。

根据本申请的第一方面，提出了一种基于区块链的河湖污染协作治理方法，包括以下步骤：

S1、获取区块链网络的上链信息，所述区块链网络包括多个网络节点，所述上链信息包括举报信息和/或执法信息；

S2、多个所述网络节点争夺记账权；

S3、获得所述记账权的所述网络节点将所述上链信息打包到所述区块链网络的区块信息中，得到更新后的区块信息；以及

S4、在未获得所述记账权的所有所述网络节点上验证所述更新后的区块信息，当验证通过后，将所述更新后的区块信息存储至本地。

优选的，所述区块信息包括区块头和区块体，其中：

删除所述区块头中的难度和Nonce值；

所述区块体用于记录第一预设时间段内的所述上链信息，所述区块体包括所述上链信息中的文本信息、包含所述上链信息的父文件所在专用文件服务器的地址以及所述父文件的哈希值。

优选的，所述步骤S2包括：

多个所述网络节点每隔所述第一预设时间段自动生成一个随机数；

在每隔第二预设时间段后收集所述区块链网络中的所有所述随机数并比较大小；

确定具有最大所述随机数的所述网络节点并赋予所述记账权；

其中，所述第二预设时间段大于所述第一预设时间段。

优选的，所述网络节点包括客户端和服务器节点，其中所述上链信息由所述客户端上传，所述服务器节点被设置为有权争夺所述记账权的所述网络节点。

优选的，上传所述上链信息的所述客户端通过共享密钥向获得所述记账权的所述网络节点传输所述上链信息。

优选的，在所述步骤S3中，将所述上链信息打包到所述区块链网络的区块信息中后，将所述区块信息连接到所述区块链网络的最长区块链中。

优选的，所述步骤S4中的验证包括：

验证所述更新后的区块信息对应的所述网络节点是否具有所述记账权；

验证所述更新后的区块信息的区块哈希值是否正确；

验证所述区块信息是否连接到所述区块链网络的最长区块链中。

优选的，当所述上链信息中包含图片和子文件时，所述步骤S1包括：

读取待上传的所述图片和所述子文件的哈希值；

根据所述专用文件服务器的地址将所述图片和所述子文件上传到所述父文件的所述专用文件服务器，并获取所述专用文件服务器返回的唯一文件编码；

所述步骤S4中所述验证所述更新后的区块信息的区块哈希值是否正确包括：

根据所述唯一文件编码找到所述专用文件服务器并提取所述父文件；

验证所述父文件的哈希值与所述区块信息的区块哈希值是否一致。

根据本申请的第二方面，提出了一种基于区块链的河湖污染协作治理系统，包括：

获取单元，配置用于获取区块链网络的上链信息，所述区块链网络包括多个网络节点，所述上链信息包括举报信息和/或执法信息；

记账权争夺单元，配置用于令多个所述网络节点争夺记账权；

更新单元，配置用于令获得所述记账权的所述网络节点将所述上链信息打包到所述区块链网络的区块信息中，得到更新后的区块信息；

验证单元，配置用于在未获得所述记账权的所有所述网络节点上验证所述更新后的区块信息，当验证通过后，将所述更新后的区块信息存储至本地。

根据本申请的第三方面，提出了一种计算机可读储存介质，其储存有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实施如本申请第一方面所述的基于区块链的河湖污染协作治理方法。

本申请提出了一种基于区块链的河湖污染协作治理方法、系统及介质，通过区块链技术，将举报信息及后续执法信息上链，利用区块链技术的去中心化及难以篡改两个特征实现举报信息的多方监管、不可篡改、公开透明、举报人匿名等要求；执法信息也通过上链的方式进行信息公开，且不可篡改，从而实现执法透明、信息公开。

附图说明

包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本申请的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。

图1是根据本申请实施例的基于区块链的河湖污染协作治理方法流程图；

图2是根据本申请一个具体实施例的区块链网络拓扑图；

图3是根据本申请一个具体实施例的区块链的结构示意图；

图4是根据本申请一个具体实施例的上链信息传输示意图；

图5是根据本申请实施例的基于区块链的河湖污染协作治理系统框图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本申请，并不被配置为限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括......”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

根据本申请的第一方面，提出了一种基于区块链的河湖污染协作治理方法。图1示出了根据本申请实施例的基于区块链的河湖污染协作治理方法流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：

S1、获取区块链网络的上链信息，区块链网络包括多个网络节点，上链信息包括举报信息和/或执法信息。

图2示出了根据本申请一个具体实施例的区块链网络拓扑图，如图2所示，在具体的实施例中，区块链网络由多个公众客户端、监管方客户端、执法方客户端，以及几个监管方服务器节点和执法方服务器节点构成。每个节点都是区块链网络的一个网络节点，每个网络节点都是在P2P网络中，并没有中心节点。其中举报信息由公众客户端上传广播，其包含关于河湖污染的一下情况介绍和举报证据等；执法信息由执法方客户端上传广播，其包含执法方客户端介入后的处理信息、整顿方案等。

由于客户端的硬件载体一般由用户的个人电脑、手机构成，不存在比较大的存储容量，因此，在本实施例中，客户端无权争夺区块链的记账权，只有进行举报信息、处理信息的上报和广播，读取服务器区块信息的功能；而服务器节点由于拥有较大的存储容量，因此将所有服务器节点设计为有权争夺区块链网络的记账权。

S2、多个网络节点争夺记账权。

在具体的实施例中，在收到客户端广播的上链信息后，多个服务器节点开始争夺记账权。图3示出了根据本申请一个具体实施例的区块链的结构示意图，如图3所示，本实施例对传统的区块链进行如下适应性改造：

1、区块头

传统的区块链的区块信息包括区块头和区块体，其中区块头由版本号、前一个区块头的哈希值、时间戳、难度、Nonce值、当前区块体的哈希值构成。通过计算Nonce值，从而获得记账权，也就是通常所说的比特币挖矿，然而通过这种挖矿的方式获得记账权会浪费大量的资源和时间。因此，在本实施例中，将区块头中的难度、Nonce值去除，只保留版本号、前一个区块头的哈希值、时间戳、当前区块体的哈希值，从而保证任意上链的节点都不用计算Nonce值即可将区块信息添加，而是采用下文特殊的方式确定记账权。

传统的区块链采用sha256加密算法计算上述哈希值。本专利也采用相同的加密算法。从而继承了区块链设计中难以篡改的特性。

2、区块体

通常比特币的区块体是记录10分钟内的交易信息，区块大小限制为1MB。本实施例中的区块体用于记录第一预设时间段内的上链信息，其中第一预设时间段也是10分钟。区块体大小不限制，从而使得每个区块体能存储更多信息。

具体的，区块体不仅包含上链信息中的文本信息，还包含上链信息的父文件所在专用文件服务器的地址以及父文件的哈希值。通过父文件和哈希值进行比对，从而防止父文件被篡改。

3、记账权设计

本实施例中采用随机数比大小的方式获取记账权，具体步骤如下：

多个服务器节点每隔第一预设时间段自动生成一个随机数；

在每隔第二预设时间段后收集区块链网络中的所有随机数并比较大小；

确定具有最大随机数的网络节点并赋予记账权。

其中，第一预设时间段也即10分钟，第二预设时间段为10分30秒。

通过上述特殊区块头、区块体、记账权的设计，避免了比特币等区块链应用需要挖矿才能记账的限制，这是本申请的重要发明点之一。

S3、获得记账权的网络节点将上链信息打包到区块链网络的区块信息中，得到更新后的区块信息。

本实施例中，继承了区块链的最长链的共识机制。当各种原因导致区块链网络中存在多条区块链时，以最长的那条区块链为准，获得记账权的5服务器节点将上链信息打包到区块信息中后，将区块信息连接到这条最长的区块链上，得到更新后的区块信息。

图4示出了根据本申请一个具体实施例的上链信息传输示意图，如图4所示，在本实施例中，上传上链信息的客户端通过共享密钥向获得记账权

的网络节点传输上链信息。具体如下：0任何进入该区块链网络的节点(记作A节点)，都由客户端通过RSA非对称加密算法生成一对公钥P和私钥S。发送信息时，通过私钥将信息加密，并将加密后的信息进行广播。拥有记账权的服务器节点，通过A节点的公钥P对加密信息进行解密，如果能够成功解密，这代表该信息由A节

点发出。根据机密机制及区块链特性，由于信息中只包含客户端的公钥信5息，除非发送信息中用户故意包含本人信息，否则没有人知道上链的信息

时谁发送的，从而保护举报者的人身安全。

S4、在未获得记账权的所有网络节点上验证更新后的区块信息，当验证通过后，将更新后的区块信息存储至本地。

在具体的实施例中，通过验证判断打包的上链信息是否被篡改，验证0过程包括：首先验证更新后的区块信息对应的网络节点是否具有记账权；

其次验证更新后的区块信息的区块哈希值是否正确；最后验证区块信息是否连接到区块链网络的最长区块链中，符合区块链的共识机制。如果验证全部通过则将更新后的区块信息同步到对应网络节点本地存储的区块链中。

5需要说明的是，上述的步骤默认上链信息中只包含文本信息，当上链信息中还包含图片和子文件时，还需要对图片和子文件进行额外的上传处理和验证处理。具体的，

步骤S1还包括：

读取待上传的图片和子文件的哈希值；

根据专用文件服务器的地址将图片和子文件上传到父文件的专用文件服务器，并获取专用文件服务器返回的唯一文件编码。

步骤S4还包括：

根据唯一文件编码找到专用文件服务器并提取父文件；

验证父文件的哈希值与区块信息的区块哈希值是否一致。

其中父文件的哈希值也即包含了图片和子文件的哈希值，通过比对父文件和区块信息的哈希值，如果一致则父文件未被篡改，反之则不然。从而可以防止父文件被篡改。

本申请提出了一种基于区块链的河湖污染协作治理方法，通过区块链技术，将举报信息及后续执法信息上链，利用区块链技术的去中心化及难以篡改两个特征实现举报信息的多方监管、不可篡改、公开透明、举报人匿名等要求；执法信息也通过上链的方式进行信息公开，且不可篡改，从而实现执法透明、信息公开。

根据本申请的第二方面，基于同样的构思，还提出了一种基于区块链的河湖污染协作治理系统。图5示出了根据本申请实施例的基于区块链的河湖污染协作治理系统框图，如图5所示，该系统包括：

获取单元1，配置用于获取区块链网络的上链信息，区块链网络包括多个网络节点，上链信息包括举报信息和/或执法信息；

记账权争夺单元2，配置用于令多个网络节点争夺记账权；

更新单元3，配置用于令获得记账权的网络节点将上链信息打包到区块链网络的区块信息中，得到更新后的区块信息；

验证单元4，配置用于在未获得记账权的所有网络节点上验证更新后的区块信息，当验证通过后，将更新后的区块信息存储至本地。

根据本申请的第三方面，基于同样的构思，进一步提出了一种计算机可读储存介质，其储存有计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实施如本申请第一方面的基于区块链的河湖污染协作治理方法。

在本申请实施例中，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/系统/方法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现有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。

显然，本领域技术人员在不偏离本申请的精神和范围的情况下可以作出对本申请的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本申请的权利要求及其等同形式的范围内，则本申请还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。