[发明专利]一种分类分级健身健康大数据共享系统及方法

权利要求书

1.一种分类分级健身健康大数据共享系统，其特征在于，所述系统包括所述系统包括：

用户管理模块、数据管理模块、访问控制模块、数据共享模块、区块链、分布式文件系统；

所述用户管理模块用于对所述分类分级健身健康大数据共享系统的用户进行管理，所述用户包括数据拥有者、服务提供者和数据访问者，所述数据拥有者产生个人数据，所述服务提供者收集、管理和共享所述个人数据，所述数据访问者经区块链的访问控制模块来访问个人数据；

所述数据管理模块用于根据数据拥有者确定的个人数据的数据敏感程度等级，采用不同加密等级对所述个人数据进行加密；将加密后的个人数据通过服务提供者的数据共享接口，存储于分布式文件系统；

所述访问控制模块管理数据拥有者产生的个人数据的访问策略，同时实现所述个人数据的访问控制，所述访问控制模块包括策略信息点模块、策略管理点模块、策略决策点模块、策略执行点模块；所述策略信息点模块用于预先收集和整合属性信息，所述属性信息包括数据访问者的用户属性、资源属性、环境属性、操作属性，所述资源为若干个人数据的集合，所述操作为对资源请求的操作；所述策略管理点模块用于根据个人数据的加密等级生成控制策略，所述访问控制策略能够由数据拥有者调用智能合约进行调整和更新；所述策略执行点模块接收到数据访问者访问资源的请示，提取请求中的数据访问者、用户、资源、环境、操作信息，并向所述策略决策点模块发出请求，所述策略决策点模块基于所述策略信息点模块的属性信息和所述策略管理点模块的访问控制策略进行访问控制判定，判定数据访问者是否有权访问请求的资源；所述策略决策点模块将判定结果返回给所述策略执行点模块，如果判定结果为同意访问，则返回资源地址、哈希值、访问令牌；否则返回拒绝信息；将判定结果存储到区块链的日志账本中；

所述数据共享模块用于在有授权的数据访问者向服务提供者发起数据请求时，对所述数据访问者进行权限验证，在权限验证通过后，由所述服务提供方获取对应的个体数据以及与个体数据对应的密钥，并将所述对应的个体数据以及与个体数据对应的密钥返回给所述数据访问者；

所述区块链接收到服务提供者的存储请求后，将服务提供者提供的个人数据的元数据和与所述个人数据的加密密钥存储于该个人数据对应的数据拥有者的区块链账户；并用于存储访问控制策略，所述访问控制策略为基于属性的逻辑表达式，用于表达数据拥有者自定义的资源访问策略；作为访问控制服务器，区块链对访问资源的请求进行身份验证和授权，如果验证通过则返回资源地址及访问令牌；

所述分布式文件系统为HDFS文件系统，用于存储加密后的个人数据，并设置多个备份文件，备份文件的地址存储于HDFS文件系统的NameNode中；个人数据存储完成后，所述分布式文件系统向所述服务提供者返回该个人数据的元数据，所述元数据包括存储个人数据的文件的哈希值、文件的URL地址、备份文件的URL地址；

所述系统包括日志模块，日志模块是存储用户管理模块、数据管理模块、访问控制模块、数据共享模块产生的数据，包括用户管理模块产生的用户数据、数据管理模块的链上存证、访问控制模块的属性和策略信息；数据共享模块基于用户管理模块、数据管理模块、访问控制模块的信息作出授权判断，并且共享模块也记录共享操作到日志模块中；所述日志模块还用于存储数据管理模块产生的元数据和加密密钥，以及访问控制模块的属性信息、访问控制策略以及访问请求的授权结果；当数据访问者向数据共享模块发起资源访问请求时，日志模块中的授权结果用于验证访问令牌的有效性以及操作的合规性，验证通过则返回元数据和加密密钥，同时日志模块更新资源的访问记录；

所述根据数据拥有者确定的个人数据的数据敏感程度等级，采用不同加密等级对所述个人数据进行加密，包括：所述数据拥有者产生个人数据后，由所述数据拥有者确定所述个人数据的数据类别、以及所述个人数据的数据敏感程度标签，所述数据敏感程度标签有四种，分别是公开数据、一般敏感数据、高度敏感数据、极度敏感数据；所述数据拥有者确定所述个人数据的数据类别、以及所述个人数据的数据敏感程度标签后，配置于数据拥有者的客户端的加密模块采用不同密钥长度的DES和AES对称加密算法，实现个人数据的不同等级加密；

所述数据共享模块中，所述数据访问者获得授权后，通过数据共享接口向服务提供者发起携带公钥、访问令牌和资源地址的访问请求，权限验证服务根据区块链日志账本确认访问令牌的有效性以及操作的合规性，若验证通过则返回元数据信息，所述元数据信息包括数据加密密钥Co、资源地址URL以及文件哈希值，同时更新日志账本；

权限验证服务携带Co以及所述数据访问者的公钥向代理服务发起请求，执行代理重加密，所述代理重加密包括：向数据拥有者发起请求，所述数据拥有者根据所述数据拥有者的私钥sk_DO以及数据访问者的公钥pk_DP，使用重加密密钥生成算法ReKeyGen生成重加密密钥rk，然后数据拥有者将rk返回给代理服务，代理服务利用重加密算法ReEnc以及rk将加密密钥Co重加密为重加密密钥Cp，将重加密密钥Cp返回给数据共享接口；

数据共享接口使用服务提供方的私钥解密元数据，根据其中的资源地址URL从HDFS文件系统中取出对称加密的密文C，将其和重加密密钥Cp以及哈希值一起返回给数据访问者，数据访问者利用自己的私钥sk_DP解密出对称加密密钥key，然后使用key解密密文C得到明文M，根据哈希值对M进行数据完整性验证。