基于区块链的网络化协同设计数据存储与管理方案

针对网络化协同设计过程中数据存储、共享或交互过程中权限管控、核心数据保护等方面存在的问题，提出基于区块链的数据可信存储和管理方案。采用IPFS文件系统存储文件，利用无证书密码体制对文件哈希摘要进行加密，将加密的哈希摘要上链存储，结合智能合约实现数据的可信传输、共享、存证及操作追溯。通过IPFS文件系统和区块链的结合，实现网络化协同设计数据的安全存储和管理。分析表明，该方案在数据安全性、访问控制、数据存证追溯等方面具有明显优势，能够满足多方协同设计场景数据保护的需要，且具有良好的系统性能。

工业互联网、云计算等技术的演进促进了网络化协同生产模式的发展，形成协同设计、协同制造、协同供应链等生产及管理体系。不断成熟的协同工具或平台为网络化协同提供了技术支撑，使得行业内不同企业间的协同成为可能。其中协同设计是关键环节，产生的数据是企业的核心资产，具有高价值、高保密性、企业独有等特点。参与网络化协同设计的企业间存在大量的数据共享和交互，这为企业核心数据的保护带来了新的挑战。如何保证协同设计过程中产生的数据不被恶意破坏、篡改，数据操作的记录真实可靠、全程可追溯，进而保护各企业的核心数据资产和知识产权，直接影响到网络化协同的意愿和研发设计效能。

网络化协同设计的模式是多个企业在同一平台开展设计研发工作，平台对硬件和软件资源以多租户的形式进行逻辑隔离，为每个企业用户提供独立的数据存储空间，从而避免数据的非法访问。从物理层面看，数据采用集中是存储模式，这种模式存在两方面的问题，一方面数据存储设备一旦在外界攻击下崩溃，必然导致数据丢失或破坏。另一方面，数据资产的保护很大程度上取决于各企业的管理能力和用户的安全意识，数据共享和交互的过程中一旦处理不当，则会造成数据的泄露。同时数据的集中存储存在特权账号管控或利用漏洞绕过监管而导致的安全问题。数据一旦被窃取、篡改、删除或破坏，势必对企业的安全生产带来严重威胁与损害。

区块链技术的出现为网络化协同设计数据的存储和管理提供了可信的解决方案。区块链技术具有独特的特点，其中包括去中心化、透明性、安全性、不可篡改性和智能合同等。它不依赖于单一中央权威， 而是分布式的，使多个参与者能够共享和验证交易数据，增加了信任。数据在区块链上是公开的，但受到强大的加密保护，确保了机密性和完整性。一旦信息被添加到区块链上，几乎不可能删除或修改，从而确保了交易历史的安全性。此外，智能合同使自动化和自执行的合同成为可能，减少了第三方中介和减轻了风险。利用区块链技术对数据进行存储和管理，通过智能合约对数据设置访问权限条件，可以保证数据存储的可信可靠。

国内外不少研究人员在利用区块链来实现数据安全存储和共享方面作了探索和实践。文献[1]构建了企业隐性知识共享的激励模型。文献[2]提出了一种无需网关支持的面向区块链的访问控制方案。文献[3]