(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 202211162054.9 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 贵州电网有限责任公司 地址 550000 贵州省贵阳市南明区滨河路 17号 (72)发明人 付鋆　王皓然　钱俊凤　周泽元　 刘俊荣　班秋成　陶佳冶　吕嵘晶　 李荣宇　 (74)专利代理 机构 安徽华晟智恒知识产权代理 事务所(普通 合伙) 34193 专利代理师 崔镱泷 (51)Int.Cl. H04L 9/40(2022.01) H04L 9/06(2006.01) H04L 9/32(2006.01)H04L 67/104(2022.01) H04L 67/12(2022.01) (54)发明名称 一种基于区块链的电力信息安全系统及方 法 (57)摘要 本发明公开了一种基于区块链的电力信息 安全系统及方法， 具体涉及电力信息安全领域， 包括数据采集模块、 数据存储模块、 数据网络模 块、 数据上传模块、 数据验证模块以及数据共识 模块， 所述数据采集模块利用传感器对电网里的 配电、 输电、 发电等设备进行实时监控、 采集监控 数据， 将采集的数据传输至数据存储模块， 所述 数据存储模块利用区块链技术对 数据进行存储， 数据存储模块与其他模块均电信连接。 本发明采 用区块链 技术收集和分析电网中的数据， 区块链 具有数据不可篡改及可追溯性的特点， 通过节点 分组的方式， 将整个节点网络分为两层， 达到并 行处理数据的目的， 提高共识算法的吞吐量。 权利要求书3页 说明书8页 附图1页 CN 115514568 A 2022.12.23 CN 115514568 A 1.一种基于区块链的电力信 息安全系统及方法， 其特征在于： 包括数据采集模块、 数据 存储模块、 数据网络模块、 数据上传模块、 数据验证模块以及数据共识模块， 所述数据采集 模块利用传感器对电网里的配电、 输电、 发电等设备进行实时监控、 采集监控数据， 将采集 的数据传输至数据存储模块， 所述数据存储模块利用区块链技术对数据进行存储， 数据存 储模块与其他模块均电信连接， 所述数据网络模块使用特定的P2P协 议进行组织， 所述数据 上传模块采集终端需要经过身份注册获得假名集合以及证书， 才能作为传感节点加入区块 链节点网络， 所述数据验证模块在数据采集接收到传感节点Cij上传的数据Request后进行 验证， 所述数据共识模块包 含了验证正确性的部分， 保证了各个节点区块数据的一 致性。 2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的电力信 息安全系统及方法， 其特征在于： 所 述数据采集模块通过传感器网络实现采集功 能， 传感器网络利用传感器对电网里 的配电、 输电、 发电等设备进行实时监控、 采集监控数据， 采集的数据包括电压、 电流、 断路器状态、 变压器接线位置 。 3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的电力信 息安全系统及方法， 其特征在于： 所 述数据存储模块使用区块链技术作为系统的存储模块， 区块链按照时间顺序存储为一系列 的块， 每个块引用前面的块形成一个互连的链条， 区块链分布在多个节点上， 每个节点 都保 存一个完整的副本， 区块链自动同步和验证所有节点上 的事务， 存储模块将数据分成更小 的片段， 这个过程称为分片。 4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的电力信 息安全系统及方法， 其特征在于： 所 述数据网络模块 都是使用特定的P2P协 议进行组织的， P2P网络是两个对等端之间的分散通 信模式， 这是一种无需 中央服务器即可相互通信的方式， P2P网络模型不同于 C/S模型。 5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的电力信 息安全系统及方法， 其特征在于： 所 述数据上传 模块电力信息安全系统的采集终端需要经过身份注册获得假名集合以及证书， 才能作为传感节点加入区块链节点网络， 其中假名集合以及证书用于加密数据， 表示为 其中Cij表示区域i中第j个传感器， DK为对称加密密钥， 传 感节点Cij首先使用密钥DK对 需要提交的数据 进行加密， 然后使用Cij的私钥 对加密的数据 进行签名， 最后再用密钥DK对存储记录进行加密得到最终的存储数 据请求Request， 传感节点Cij将该数据存储请求发送给节点组Gi中的数据采集主基站Gil， 其 过程如下： 6.根据权利要求4所述的一种基于区块链的电力信 息安全系统及方法， 其特征在于： 所 述数据验证模块在数据采集接收到传感节点Gij上传的数据Request后进行验证， Gil使用对 称密钥DK对Request进行解密， 解密后提取出Request中的Cert字段， 通过该字段验证身份 信息确定数据来自传感节点Gij身份验证通过后， 提取出数字签名 使用Cij的公钥权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115514568 A 2对该数字签名进行解密还原出哈希值， 再对 使用哈希计算得到哈希值， 将该 哈希值与传感节点Cij发送过来的数字签名揭秘得到的 哈希值进行比较， 如果 结果相同则验 证通过， 数据安全有效， 当结果 不相同时， 验证不 通过， 过程如下： DDK(Requset)＝(Data| |Cert||Sig||timestamp) 7.根据权利要求1所述的一种基于区块链的电力信 息安全系统及方法， 其特征在于： 所 述数据共识模块的具体步骤如下： S1、 数据采集主基站Gil收集采集终端提交的电网数据存储请求整合并排序， 当本地日 志队列存储请求达到阈值， 主基站 Gil将存储请求打包成一个新的数据区块， 附上主基站Gil 的数字签名以及数据块的哈希值， Gil向组内其 余基站传达新 生成的数据区块， 过程如下： S2、 组内其余数据采集基站接收到数据区块后， 提取出Cert字段验证节点身份， 验证通 过后， 对 和Data_h ash进行哈希计算得出一个哈希值， 将该哈希值与使用主基站公 钥 对 解密出来的哈希值进行对比， 相同则通过验证， 同时把它们的验证结果 Result以及各自的数字签名反馈给主基站Gil， 并将数据区块暂存到 本地日志， 其过程如下： S3、 主基站Gil接收汇总来 自各个组内基站的所有Result反馈结果， 所有Result反馈结 果中超过半数的反馈结果 是赞同当前待上链区块的合法性与正确性， 那么主基站Gil将该待 上链区块添加到分组Gi管理的区块链中， 同时将把该数据区块连同参与审计的主节点证书 集合 以及对应的数字签名整合后发送给所有节点， 接收到与审计结果相符反馈 结果的主节点将本地日志待上链区块写入区块链中， 接收到与审 计结果相反反馈结果的主 节点根据反馈结果中的数据区块更新本地区块链， 其过程如下： S4、 主基站Gil将本地日志中待上链区块添加到区块链中后， 主基站根据当前区块链的 最新区块生成区块摘要， 并将摘要信息传达到决策者网络， 由决策者中主节点接 收处理消 息， 其过程如下：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115514568 A 3