本发明属于遥感数据共享交换技术领域，具体涉及一种基于联盟链的遥感数据共享交换方法。
背景技术：
随着空间技术的发展，遥感数据的时间分辨率、空间分辨率、光谱分辨率、传感器的种类都在向着更优化的方向发展，目前国内已有大量民商卫星，并且仍旧不断有新的卫星发射投入使用，预计到2025年，我国的遥感数据总量将达到1400pb，遥感数据作为遥感应用的基础，在气象、环境、国土、农业等领域得到了广泛的应用，产生了巨大的经济和社会效益。
遥感数据获取难仍是制约产业发展的一个痛点，围绕遥感数据获取、处理、应用环节形成了遥感产业链，处在产业链上游到下游的不同用户需要在多个环节中协作加工和利用遥感数据，由于数据所属主体不同，同时缺乏公允、可信、安全的遥感数据共享交换支撑平台，不同用户之间难以相互信任，共享数据的意愿较低，导致各类数据资源分散存储、分散管理、分散更新、独立应用，形成了多数多源的局面，存在“信息孤岛”现象，一边遥感数据大量堆积，一边却无数据可用，遥感数据整体利用率低下，限制了遥感产业的发展。
近年来，区块链技术凭借不可篡改、全程留痕、集体维护等特点已经在多个行业等进行了应用，通过把区块链技术应用于遥感共享交换领域，可创造一个公允、可信、安全的遥感数据共享交换环境，有利于提升遥感数据的有效利用率，促进遥感产业的快速发展。传统的区块链技术需要在各节点之间创建多个冗余副本以保证数据的真实性和可靠性，存储效率低、容量小，多用于一些小数据量的结构化数据，而遥感数据单个文件大、数据种类多，不同的遥感数据因分辨率、光谱波段、云量的不同所包含的数据价值也各不相同，因此，对遥感数据如何进行区块链上存储、对不同类型遥感数据如何进行合理的价值评估是区块链技术应用于遥感数据共享领域所需要解决的问题。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于联盟链的遥感数据共享交换方法，利用联盟链技术与分布式存储技术相结合，突破区块链存储效率低、容量小的限制，利用智能合约技术对遥感数据进行合理的价值评估，对数据共享者进行激励，创造一个公允、可信、安全的遥感数据共享交换环境，实现遥感数据的高效共享。
本发明的实现方法如下：
一种基于联盟链的遥感数据共享交换方法，包括如下步骤：
1)在每一个遥感数据提供方部署节点服务器，包括联盟链节点与分布式存储节点，共同组成一个遥感数据共享交换平台；
2)遥感数据提供方将遥感数据存储至分布式存储系统，将遥感元数据编目存储至联盟链；
3)数据需求者通过平台进行数据检索，对所需数据进行数据访问请求；
4)平台收到请求后，对其权限进行验证，验证通过后，触发数据共享智能合约执行数据共享流程，将数据文件位置与授权信息加密后返回给数据需求者；
5)数据需求者对返回信息进行解密，根据信息获取所需遥感数据文件；
6)联盟链通过智能合约根据积分规则，对数据提供者给予积分奖励。
(1)所述构建遥感数据共享交换平台的过程如下：
1.1在每一个数据提供方节点部署联盟节点，每个节点又由client、ca节点、peer节点、orderer节点构成，client负责上层应用程序与底层联盟链的连接，ca节点与其他联盟节点的ca节点一起构成权限管理认证集群，负责联盟成员的访问控制，peer节点类型包含commiter节点、endorser节点、anchor节点、leader节点，一个peer节点可以是这些节点类型的一种或者多种，peer节点提供交易背书、交易验证、提交账本等服务功能的逻辑节点，orderer节点对所有发往网络的交易进行排序，将排序后的交易按照配置中的约定整理为区块之后提交给确认节点进行处理；
创建联盟通道channel，将每个联盟节点加入通道之中，并创建一个公共账本；
创建数据共享与积分奖励智能合约，智能合约对应的链码定义在每个联盟节点批准后部署到联盟链上，完成联盟链的构建；
在每一个数据提供方节点部署分布式存储节点，所有联盟节点构成一个分布式存储系统。
(2)所述将遥感数据上传过程如下：
数据提供者将共享的遥感数据通过存储节点上传至分布式存储节点。
按照统一的元数据标准，将遥感数据的文件访问路径以及遥感数据分辨率、经纬度、拍摄时间、云量、载荷等信息形成遥感元数据编目，通过client上链。
(3)所述数据需求者根据自身需求，通过client输入分辨率、经纬度、拍摄时间、云量等参数进行数据查询，对所需数据发起数据访问请求rt，请求信息rt经过由联盟链ca发放给用户的公钥进行加密后发送给联盟链；
(4)所述平台处理数据需求者的请求过程如下：
联盟链用私钥对数据需求者的请求信息rt进行解密，请求信息rt包含请求id、请求数据hash值；
联盟链对请求rt进行验证，验证通过后将触发执行数据共享智能合约，生成加密应答信息dat返回数据请求者，dat包含数据访问路径dp和授权token。
(5)所述数据需求者获取数据过程如下：
数据需求者用联盟链发放的私钥对返回信息dat进行解密操作；
根据返回信息dat中的数据路径dp与授权token，在分布式存储系统获取到所请求的数据。
(6)所述联盟链在整个数据共享流程结束后，将触发积分奖励智能合约，对相应的遥感数据提供者进行积分奖励。
本发明具有以下有益效果：
本发明使用了联盟链作为遥感数据共享交换的底层平台，结合联盟链不可篡改、全程留痕、集体维护等特点，构建了一个公允、可信、安全的遥感数据共享交换环境，相对于传统的遥感数据共享交换方法，有效加强了遥感数据共享交换的安全性，提高了数据所有者共享的积极性，提升了遥感数据共享交换的效率。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
图2为本发明系统结构图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提出的一种基于联盟链的遥感数据共享交换方法，包括如下步骤：
1)在每一个遥感数据提供方部署节点服务器，包括联盟链节点与分布式存储节点，分别由各联盟链节点和分布式存储节点组成一个联盟链系统和分布式存储系统，其中联盟链系统主要包含权限控制、元数据查询、业务处理、日志审计、积分记录等功能，分布式存储系统主要用来存储数据。
如图2所示，部署过程如下：
1.1使用fabric作为底层联盟链平台，在每一个数据提供方节点部署联盟链节点，每个节点又由client、ca节点、peer节点、orderer节点构成，client负责上层应用程序与底层联盟链的连接，ca节点与其他联盟节点的ca节点一起构成权限管理认证集群，负责联盟成员的访问控制，peer节点类型包含commiter节点、endorser节点、anchor节点、leader节点，一个peer节点可以是这些节点类型的一种或者多种，peer节点提供交易背书、交易验证、提交账本等服务功能的逻辑节点，orderer节点对所有发往网络的交易进行排序，将排序后的交易按照配置中的约定整理为区块之后提交给确认节点进行处理。
创建联盟通道channel，通道包括系统通道和应用通道，orderer节点通过系统通道来管理应用通道，而节点间的业务信息则通过应用通道进行传递，将每个联盟节点加入通道之中，并创建一个公共账本ledger。
创建数据共享与积分奖励智能合约，智能合约根据遥感数据交换的业务模型，定义了一套自动化执行的业务逻辑，当满足触发条件时，智能合约将自动执行，并更新账本，一个或者多个智能合约定义在一个链码chaincode中，链码在每个联盟节点批准后部署到联盟链上，完成联盟链的构建。
在每一个数据提供方节点部署分布式存储节点，所有联盟节点构成一个分布式存储系统。
2)遥感数据单个文件的容量较大，为了提高系统运行效率，采用链上链下混合存储的方式进行数据存储，共享的遥感数据文件存储在分布式存储系统中，遥感数据元数据信息存储在联盟链上，过程如下：
2.1数据提供者将共享的遥感数据通过存储节点上传至分布式存储节点；
2.2按照统一的元数据标准，将遥感数据在分布式存储系统的文件访问路径以及遥感数据分辨率、经纬度、拍摄时间、云量、载荷等信息形成遥感元数据编目，通过client上链，形成遥感数据编目索引。
(3)数据需求者根据自身需求，通过client输入分辨率、经纬度、拍摄时间、云量等参数进行数据查询，对所需数据发起数据访问请求rt，请求信息rt经过由联盟链ca发放给用户的公钥进行加密后发送给联盟链。
(4)平台收到请求后，对其权限进行验证，验证通过后，触发数据共享智能合约执行数据共享流程，过程如下：
4.1联盟链用私钥对数据需求者的请求信息rt进行解密，请求信息rt包含请求id、请求数据hash值；
4.2联盟链对请求rt进行验证，根据数据需求者id确定是否有对应数据访问权限，如果验证失败，则返回失败信息，如果验证通过后将触发执行数据共享智能合约，对在分布式存储系统中相应的数据文件授予需求者文件访问权限，用公钥生成加密应答信息dat返回数据请求者，dat包含数据访问路径dp和授权token。
5)数据需求者对返回信息进行解密，根据信息获取所需遥感数据文件，过程如下：
5.1数据需求者用联盟链发放的私钥对返回信息dat进行解密操作；
5.2根据返回信息dat中的数据路径dp与授权token，在分布式存储系统获取到所请求的数据。
(6)联盟链在整个数据共享流程结束后，将触发积分奖励智能合约，对相应的遥感数据提供者进行积分奖励。
以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述的实例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种基于联盟链的遥感数据共享交换方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）在每一个遥感数据提供方部署节点服务器，包括联盟链节点与分布式存储节点，分别由各联盟链节点和分布式存储节点组成一个联盟链系统和分布式存储系统，共同组成一个遥感数据共享交换平台；
2）遥感数据提供方将遥感数据存储至分布式存储系统，将遥感元数据编目存储至联盟链系统；
3）数据需求者通过遥感数据共享交换平台进行数据检索，对所需数据进行数据访问请求；
4）遥感数据共享交换平台收到请求后，对其权限进行验证，验证通过后，触发智能合约执行数据共享流程，将数据文件位置与授权信息加密后返回给数据需求者；
5）数据需求者对返回信息进行解密，根据信息获取所需遥感数据文件；
6）联盟链系统通过智能合约根据积分规则，对数据提供者给予积分奖励。
2.根据权利要求1所述的遥感数据共享交换方法，其特征在于：步骤1）所述构建遥感数据共享交换平台的过程如下：
2.1）在每一个数据提供方节点部署联盟节点，每个联盟节点由client、ca节点、peer节点、orderer节点构成，client负责上层应用程序与底层联盟链的连接，ca节点与其他联盟节点的ca节点一起构成权限管理认证集群，负责联盟成员的访问控制，peer节点类型包含commiter节点、endorser节点、anchor节点、leader节点，一个peer节点是这些节点类型的一种或者多种，peer节点为提供交易背书、交易验证、提交账本服务功能的逻辑节点，orderer节点对所有发往网络的交易进行排序，将排序后的交易按照配置中的约定整理为区块之后提交给确认节点进行处理；
2.2）创建联盟通道channel，将每个联盟节点加入通道之中，并创建一个公共账本；
2.3）创建数据共享与积分奖励智能合约，智能合约对应的链码定义在每个联盟节点批准后部署到联盟链上，完成联盟链的构建；
2.4）在每一个数据提供方节点部署分布式存储节点，所有联盟节点构成一个分布式存储系统。
3.根据权利要求1所述的遥感数据共享交换方法，其特征在于：步骤2）所述将遥感数据上传过程如下：
3.1）数据提供者将共享的遥感数据通过存储节点上传至分布式存储节点；
3.2）按照统一的元数据标准，将遥感数据的文件访问路径以及遥感数据分辨率、经纬度、拍摄时间、云量、载荷信息形成遥感元数据编目，通过client上链。
4.根据权利要求1所述的遥感数据共享交换方法，其特征在于：步骤3）所述数据需求者根据自身需求，通过client输入分辨率、经纬度、拍摄时间、云量等参数进行数据查询，对所需数据发起数据访问请求rt，请求信息rt经过由联盟链ca发放给用户的公钥进行加密后发送给联盟链。
5.根据权利要求1所述的遥感数据共享交换方法，其特征在于：步骤4）所述平台处理数据需求者的请求过程如下：
5.1）联盟链用私钥对数据需求者的请求信息rt进行解密，请求信息rt包含请求id、请求数据hash值；
5.2）联盟链对请求rt进行验证，验证通过后将触发执行数据共享智能合约，生成加密应答信息dat返回数据请求者，dat包含数据访问路径dp和授权token。
6.根据权利要求1所述的遥感数据共享交换方法，其特征在于：步骤5）所述数据需求者获取数据过程如下：
6.1）数据需求者用联盟链发放的私钥对返回信息dat进行解密操作；
6.2）根据返回信息dat中的数据路径dp与授权token，在分布式存储系统获取到所请求的数据。
7.根据权利要求1所述的遥感数据共享交换方法，其特征在于：步骤6）所述联盟链在整个数据共享流程结束后，将触发积分奖励智能合约，对相应的遥感数据提供者进行积分奖励。
技术总结