本發(fā)明屬于電力信息安全存儲(chǔ)監(jiān)管系統(tǒng)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種基于區(qū)塊鏈的電力信息安全存儲(chǔ)監(jiān)管系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展和智能化應(yīng)用的不斷深入，電力數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、傳輸和存儲(chǔ)變得越來(lái)越重要。傳統(tǒng)的電力信息系統(tǒng)通常依賴于集中式存儲(chǔ)和管理方式，但這種方式在處理大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)存在局限性?，F(xiàn)有的區(qū)塊鏈技術(shù)雖然已經(jīng)非常成熟，但由于電力數(shù)據(jù)量龐大，許多系統(tǒng)轉(zhuǎn)向了分布式存儲(chǔ)環(huán)境。然而，分布式存儲(chǔ)環(huán)境中數(shù)據(jù)分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，如何在保證數(shù)據(jù)安全的同時(shí)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的有效性，成為傳統(tǒng)方法的一個(gè)技術(shù)瓶頸。

2、現(xiàn)有的驗(yàn)證方法通常依賴于公開(kāi)驗(yàn)證或暴露部分?jǐn)?shù)據(jù)，這在一定程度上增加了數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)，難以滿足高安全性的需求。此外，電力系統(tǒng)中的告警信息不僅數(shù)量龐大，而且涉及復(fù)雜的環(huán)境參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)和歷史記錄等多種因素。傳統(tǒng)的告警處理系統(tǒng)缺乏智能分析能力，難以有效識(shí)別潛在的重大風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)常導(dǎo)致誤報(bào)、漏報(bào)，甚至忽視一些可能引發(fā)重大事故的告警信息。面對(duì)多源告警信息時(shí)，系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)高效的告警排序和優(yōu)先級(jí)處理，從而導(dǎo)致關(guān)鍵告警信息的響應(yīng)不及時(shí)，危及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3、有鑒于此特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于區(qū)塊鏈的電力信息安全存儲(chǔ)監(jiān)管系統(tǒng)，解決了上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是：

3、一種基于區(qū)塊鏈的電力信息安全存儲(chǔ)監(jiān)管系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集模塊、延遲容忍網(wǎng)絡(luò)(dtn)模塊、數(shù)據(jù)切片與加密模塊、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)模塊、零知識(shí)證明(zkp)模塊、告警信息處理模塊、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)管理單元；

4、數(shù)據(jù)采集模塊，用于從電力設(shè)備中實(shí)時(shí)采集電力數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)傳輸至延遲容忍網(wǎng)絡(luò)模塊；

5、延遲容忍網(wǎng)絡(luò)模塊，用于根據(jù)電力數(shù)據(jù)的時(shí)間敏感度對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)分類，并將分類后的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)切片與加密模塊；

6、數(shù)據(jù)切片與加密模塊，用于將經(jīng)過(guò)優(yōu)先級(jí)分類的電力數(shù)據(jù)切分成多個(gè)數(shù)據(jù)塊，并對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行加密處理，生成加密數(shù)據(jù)塊；

7、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)模塊，用于接收加密數(shù)據(jù)塊并通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)將所述加密數(shù)據(jù)塊分發(fā)至多個(gè)變電站的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行分布式存儲(chǔ)，所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)基于hyperledger?fabric實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)、管理及記錄數(shù)據(jù)塊的存儲(chǔ)路徑；

8、零知識(shí)證明模塊，用于在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，基于零知識(shí)證明協(xié)議驗(yàn)證所述加密數(shù)據(jù)塊的有效性，確保數(shù)據(jù)在分布式存儲(chǔ)中的機(jī)密性和完整性；

9、告警信息處理模塊，用于采集與存儲(chǔ)電力數(shù)據(jù)相關(guān)的告警信息，通過(guò)分析歷史告警數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)等信息，利用多頭神經(jīng)注意力機(jī)制和模糊熵技術(shù)，預(yù)測(cè)未來(lái)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，最后動(dòng)態(tài)調(diào)整告警信息的權(quán)重，識(shí)別出那些可能在未來(lái)導(dǎo)致重大問(wèn)題的告警，并為這些信息優(yōu)先分配處理資源；

10、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)管理單元，用于管理和維護(hù)分布在多個(gè)變電站的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，確保加密數(shù)據(jù)塊的分布式存儲(chǔ)的安全性和可追溯。

11、可選的，根據(jù)電力數(shù)據(jù)的時(shí)間敏感度對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)分類時(shí)，對(duì)采集到的電力數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間敏感度分析得到電力數(shù)據(jù)的敏感度等級(jí)并在時(shí)間敏感度分析的基礎(chǔ)上將電力數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè)的優(yōu)先級(jí)規(guī)則進(jìn)行分類，根據(jù)數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)將分類后的數(shù)據(jù)分別傳輸至數(shù)據(jù)切片與加密模塊。

12、可選的，敏感度等級(jí)包括高敏感度、中敏感度和低敏感度，其中，高敏感度數(shù)據(jù)被賦予最高優(yōu)先級(jí)，中敏感度和低敏感度數(shù)據(jù)則分別對(duì)應(yīng)中等優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)。

13、可選的，數(shù)據(jù)切片在進(jìn)行切片前需要預(yù)設(shè)切分策略，在獲取到電力信息數(shù)據(jù)后根據(jù)預(yù)設(shè)的切分策略，將接收到的電力數(shù)據(jù)按照切分策略切分成多個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)塊，且每次執(zhí)行數(shù)據(jù)切分策略后，系統(tǒng)將切分策略的細(xì)節(jié)和執(zhí)行結(jié)果記錄在區(qū)塊鏈上；

14、在獲取得到獨(dú)立的數(shù)據(jù)塊后使用非對(duì)稱加密算法對(duì)切分后的每個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行加密處理，將所有數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)換為加密數(shù)據(jù)塊，且每個(gè)加密數(shù)據(jù)塊都附帶有唯一的加密標(biāo)識(shí)符，最后將生成的加密數(shù)據(jù)塊將被傳輸至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分布式存儲(chǔ)。

15、可選的，在將數(shù)據(jù)上傳至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)之前，首先需要將每個(gè)變電站的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)配置hyperledger?fabric的節(jié)點(diǎn)，當(dāng)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)模塊接收到包含元信息的加密數(shù)據(jù)塊時(shí)，系統(tǒng)使用節(jié)點(diǎn)選擇算法，基于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)帶寬、存儲(chǔ)容量以及地理位置，從可用的變電站存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中選出合適的節(jié)點(diǎn)集群；

16、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)生成數(shù)據(jù)塊分發(fā)指令，指示將加密數(shù)據(jù)塊分發(fā)至選定的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，在分發(fā)完成后，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)將每個(gè)加密數(shù)據(jù)塊的存儲(chǔ)路徑、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符以及相關(guān)元數(shù)據(jù)記錄在區(qū)塊鏈的分布式賬本中。

17、可選的，在分發(fā)的過(guò)程中區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)會(huì)基于加密數(shù)據(jù)塊的元數(shù)據(jù)和當(dāng)前區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，動(dòng)態(tài)選擇適合存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)塊的變電站存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，將高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)塊分配到性能較好的節(jié)點(diǎn)，且系統(tǒng)會(huì)定期通過(guò)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)對(duì)已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行路徑驗(yàn)證，檢查其在各個(gè)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)狀態(tài)。若檢測(cè)到異常，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)將自動(dòng)重新分配存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)。

18、可選的，在加密數(shù)據(jù)塊生成后，由該數(shù)據(jù)塊的擁有節(jié)點(diǎn)通過(guò)生成器計(jì)算出一個(gè)分層零知識(shí)證明，根據(jù)數(shù)據(jù)塊的敏感度和用途，選擇不同層級(jí)的證明復(fù)雜度，對(duì)于高敏感度數(shù)據(jù)塊，采用多層次的證明機(jī)制，每一層提供額外的安全驗(yàn)證，并使用量子抗性加密算法生成標(biāo)簽承諾σi、驗(yàn)證因子τi，其表達(dá)式為：其中，εlattice為基于格理論的加密函數(shù)，用于生成量子安全的標(biāo)簽承諾，mi為第i層級(jí)的數(shù)據(jù)消息或其摘要，ri為隨機(jī)數(shù)，用于確保加密過(guò)程的隨機(jī)性和安全性，σi為第i層級(jí)生成的標(biāo)簽承諾，是加密消息mi和隨機(jī)數(shù)ri的哈希值，vlattice為基于格理論的驗(yàn)證函數(shù)，用于生成量子安全的驗(yàn)證因子，ki為第i層級(jí)的共享密鑰或驗(yàn)證參數(shù)，τi為第i層級(jí)生成的驗(yàn)證因子，是標(biāo)簽承諾和驗(yàn)證參數(shù)的哈希值，為哈希函數(shù)，用于生成安全的哈希值；

19、獲取到分層零知識(shí)證明后，將其與對(duì)應(yīng)的加密數(shù)據(jù)塊一起分發(fā)到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)在接收到加密數(shù)據(jù)塊及其分層零知識(shí)證明后，啟動(dòng)驗(yàn)證過(guò)程，驗(yàn)證器節(jié)點(diǎn)根據(jù)分層零知識(shí)證明協(xié)議，使用共享的驗(yàn)證參數(shù)對(duì)每一層次的證明進(jìn)行獨(dú)立驗(yàn)證，其表達(dá)式為：其中，vlayered為分層零知識(shí)證明的驗(yàn)證結(jié)果，若所有層次都驗(yàn)證通過(guò)，則該值為真(true)，為第i層級(jí)的驗(yàn)證函數(shù)，負(fù)責(zé)驗(yàn)證該層級(jí)的標(biāo)簽承諾和驗(yàn)證因子是否正確，σi，τi為第i層級(jí)的標(biāo)簽承諾和驗(yàn)證因子，ki為第i層級(jí)的共享密鑰或驗(yàn)證參數(shù)；

20、若所有層次的驗(yàn)證通過(guò)，將數(shù)據(jù)塊正式存儲(chǔ)到分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中，并將驗(yàn)證結(jié)果及相關(guān)信息記錄在區(qū)塊鏈的分布式賬本中，若驗(yàn)證不通過(guò)，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)將拒絕存儲(chǔ)該數(shù)據(jù)塊，并不會(huì)將其加入系統(tǒng)的分布式存儲(chǔ)中，且會(huì)立即發(fā)出告警，通知并將告警信息發(fā)送給告警信息處理模塊。

21、可選的，告警信息處理模塊在優(yōu)先處理時(shí)候執(zhí)行以下步驟：

22、告警信息處理模塊實(shí)時(shí)采集電力設(shè)備的告警信息，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，提取時(shí)間序列特征、環(huán)境參數(shù)和歷史告警記錄信息并對(duì)告警信息的時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊熵計(jì)算，得到每條告警信息的復(fù)雜性和不確定性指標(biāo)，模糊熵計(jì)算的表達(dá)式為：其中，為表示長(zhǎng)度為m的時(shí)間序列片段，r是序列的模糊度，n表示序列中的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，r表示允許的模糊度閾值，用于控制兩序列片段之間的相似性，n總的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，為模糊度函數(shù)，計(jì)算序列片段xi和之間的相似性；

23、使用歷史數(shù)據(jù)建立并訓(xùn)練多頭神經(jīng)注意力模型，將模糊熵計(jì)算得到的復(fù)雜性和不確定性指標(biāo)，以及其他告警特征輸入多頭神經(jīng)注意力模型，多頭神經(jīng)注意力模型不同的注意力頭關(guān)注不同特征，并根據(jù)模糊熵的輸出結(jié)果，獨(dú)立學(xué)習(xí)這些特征的重要性和相關(guān)性；

24、根據(jù)模糊熵和多頭神經(jīng)注意力機(jī)制計(jì)算出的結(jié)果，動(dòng)態(tài)調(diào)整告警信息的權(quán)重，優(yōu)化告警排序，其表達(dá)式為：walert為告警信息的動(dòng)態(tài)權(quán)重，αi為第i個(gè)注意力頭的權(quán)重系數(shù)，由多頭注意力機(jī)制計(jì)算得出，β為模糊熵的權(quán)重系數(shù)，用于平衡模糊熵在最終權(quán)重中的影響；

25、告警信息處理模塊按照優(yōu)化后的排序處理告警信息，優(yōu)先響應(yīng)可能導(dǎo)致重大問(wèn)題的告警并持續(xù)監(jiān)控告警信息的處理效果，通過(guò)模糊熵技術(shù)定期重新評(píng)估已存儲(chǔ)的告警信息，若監(jiān)測(cè)到新的異?；蝻L(fēng)險(xiǎn)，告警信息處理模塊會(huì)動(dòng)態(tài)調(diào)整告警處理策略，并觸發(fā)必要的應(yīng)急響應(yīng)。

26、采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果，當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以下所述的所有優(yōu)點(diǎn)：

27、1、本發(fā)明的告警信息處理模塊引入了多頭神經(jīng)注意力機(jī)制和模糊熵技術(shù)。通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)采集到的電力設(shè)備告警信息進(jìn)行預(yù)處理，系統(tǒng)能夠提取時(shí)間序列特征、環(huán)境參數(shù)和歷史記錄信息，并使用模糊熵計(jì)算來(lái)量化每條告警信息的復(fù)雜性和不確定性。結(jié)合多頭神經(jīng)注意力機(jī)制，系統(tǒng)能夠智能識(shí)別出那些可能導(dǎo)致重大問(wèn)題的告警信息，并優(yōu)先分配處理資源。相較于傳統(tǒng)的告警處理系統(tǒng)，本發(fā)明在提高告警信息處理效率的同時(shí)，有效減少了誤報(bào)和漏報(bào)的情況，確保關(guān)鍵告警信息能夠得到及時(shí)響應(yīng)，從而大幅提升電系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。

28、2、本發(fā)明通過(guò)結(jié)合零知識(shí)證明技術(shù)與區(qū)塊鏈技術(shù)，系統(tǒng)能夠在分布式存儲(chǔ)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)管理與安全存儲(chǔ)。每個(gè)加密數(shù)據(jù)塊的存儲(chǔ)路徑和驗(yàn)證結(jié)果都被記錄在區(qū)塊鏈的分布式賬本中，確保了數(shù)據(jù)的不可篡改性和可追溯性。在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)異?；蚬收蠒r(shí)，系統(tǒng)能夠快速重新分配存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，保障數(shù)據(jù)的持續(xù)可用性和安全性

29、下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。