一种管道焊接质量评估数据的防篡改系统的制作方法

本发明涉及数据保护，尤其涉及一种管道焊接质量评估数据的防篡改系统。

背景技术：

1、数据保护技术主要围绕数据在采集、传输、存储、调用、共享、校验、追溯过程中的安全性、完整性、一致性和可用性展开，重点针对数据被非法篡改、伪造、删除、替换、重放、越权访问或者异常泄露等问题，构建相应的保护机制。

2、现有数据保护在实际运作中通常围绕采集、传输、存储、调用、共享、校验、追溯等环节分别设置保护措施，重点依赖身份识别、权限控制、数据加密、散列校验、完整性验证、访问记录留痕、数据备份恢复、可信存证、链式追溯等通用机制，适用于一般数据安全管理，但在面对管道焊接质量评估场景时，容易停留在文件级、记录级或操作级保护层面，难以把多帧微观检测内容、返修状态变化、焊缝图像像素变化、宏观质量评估参数、检测时序关系统一绑定成可重算的验证对象；例如某一焊口在检测周期内存在多帧探伤图像，若仅对整份记录进行存储校验或访问留痕，单帧焊缝图像像素值数组被替换、返修状态码被调整、历史宏观状态参数被重新写入时，现有保护流程可能只能发现记录曾被访问或文件校验异常，难以说明异常来源位于具体焊口、具体检测时序或具体微观状态内容；同时，不同检测节点之间若缺少父节点特征标识和当前节点特征标识之间的连续绑定，单个节点数据被独立篡改后可能不会立即影响相邻节点记录，导致追溯链条断点识别不充分，进而影响工程质量责任认定、返修过程复核和焊接质量评估结果的可信保存。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种管道焊接质量评估数据的防篡改系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种管道焊接质量评估数据的防篡改系统包括：

3、探伤特征提取模块，用于根据自动化探伤设备，在一个检测周期内提取多帧微观状态数据，生成单帧特征值；将所述检测周期内的多个所述单帧特征值按照时间戳参数进行升序排列，生成时序微观哈希数组；

4、微观哈希聚合模块，用于根据所述时序微观哈希数组，对所述时序微观哈希数组内相邻的所述单帧特征值进行配对合并运算，生成微观峰值特征组合；设定约束位宽变量，根据所述微观峰值特征组合的总位宽和所述约束位宽变量，判断生成微观固定位宽承诺；

5、宏观有向图构建模块，用于接收主控系统下发的当前焊口的宏观状态参数，将所述宏观状态参数与所述微观固定位宽承诺写入节点结构区；提取上一检测时序相邻节点内的散列数值定义为父节点特征标识，将所述节点结构区内的数据与所述父节点特征标识进行字符合并及散列求值运算，生成当前节点特征标识；将所述当前节点特征标识与所述父节点特征标识进行指针链表连接判定，生成单向指针链图谱。

6、较佳地，所述系统还包括：

7、节点防篡改校验模块，用于根据所述单向指针链图谱，生成多个历史单帧特征值；将多个所述历史单帧特征值按照时间戳参数进行升序排列，生成重构时序微观哈希数组；根据所述重构时序微观哈希数组，循环重新执行所述配对合并运算及安全散列求值至结构顶部，生成重构微观峰值特征组合；根据所述约束位宽变量，对所述重构微观峰值特征组合重新进行字节截断处理或末位补零，生成重构固定位宽承诺；将历史宏观状态参数、所述重构固定位宽承诺与所述父节点特征标识进行字符合并运算，生成重构节点特征标识；比对所述重构节点特征标识与所述当前节点特征标识的数值一致性，生成焊口防篡改状态。

8、较佳地，所述时序微观哈希数组的获取步骤为：

9、根据自动化探伤设备，在一个检测周期内逐帧读取探伤采集记录，按照采集帧号提取每一帧微观状态数据的时间戳参数，核对时间戳参数对应的焊口标识字段，返修状态码字段，焊缝图像像素值数组字段，将缺失字段的微观状态数据从当前检测周期内剔除，将保留的焊口标识字段值，返修状态码字段值，焊缝图像像素值数组字段值按照采集帧号建立对应关系，得到多帧微观状态解析结果；

10、根据所述多帧微观状态解析结果，逐帧调用焊口标识字段值，返修状态码字段值，焊缝图像像素值数组字段值，将焊口标识字段值转换为字符片段，将返修状态码字段值转换为字符片段，将焊缝图像像素值数组字段值按照像素排列顺序转换为连续字符片段，按照焊口标识字段值在前，返修状态码字段值居中，焊缝图像像素值数组字段值在后的顺序进行序列化拼接，对得到的序列化拼接字符串进行安全散列运算处理，生成单帧特征值；

11、调用每一个所述单帧特征值对应的时间戳参数，比较任意两个时间戳参数的先后顺序，将时间戳参数靠前的所述单帧特征值排列在前，将时间戳参数靠后的所述单帧特征值排列在后，若多个所述单帧特征值对应的时间戳参数相同，则按照采集帧号的升序位置进行补充排列，将完成排序的多个所述单帧特征值依次写入数组位置，生成时序微观哈希数组。

12、较佳地，所述微观峰值特征组合的获取步骤为：

13、读取所述时序微观哈希数组内各单帧特征值的数组位置，按照相邻数组位置将第一个单帧特征值同第二个单帧特征值组成一组，将第三个单帧特征值同第四个单帧特征值组成一组，依次完成同层配对，若同层末位存在未配对的单帧特征值，则复制未配对的单帧特征值，将未配对的单帧特征值同复制后的单帧特征值进行拼接，对每一组拼接结果执行安全散列求值，将求值后的结果替换为上一层输入项，循环进行相邻配对，复制拼接，安全散列求值，直至结构顶部仅保留一个结果项，生成微观峰值特征组合。

14、较佳地，所述微观固定位宽承诺的获取步骤为：

15、读取所述微观峰值特征组合内连续字节的排列长度，将连续字节的排列长度定义为所述微观峰值特征组合的总位宽，调用预设的约束位宽变量，将所述微观峰值特征组合的总位宽同约束位宽变量进行比较，若所述微观峰值特征组合的总位宽大于等于约束位宽变量，则标记为截断处理路径，若所述微观峰值特征组合的总位宽小于约束位宽变量，则标记为补零处理路径，生成位宽处理路径；

16、调用所述微观峰值特征组合的连续字节排列内容，若所述位宽处理路径为截断处理路径，则从所述微观峰值特征组合的起始字节开始，按照约束位宽变量限定的长度连续提取特征字节段，将特征字节段作为承诺内容，若所述位宽处理路径为补零处理路径，则在所述微观峰值特征组合的末位连续写入零值字节，直至补零后的所述微观峰值特征组合的总位宽等于约束位宽变量，将补零后的所述微观峰值特征组合作为承诺内容，生成微观固定位宽承诺。

17、较佳地，所述当前节点特征标识的获取步骤为：

18、接收主控系统下发的当前焊口的宏观状态参数，读取所述宏观状态参数内的焊口编号字段、焊接批次字段、检测周期字段、质量评估字段和返修记录字段，按照字段写入顺序逐项校验所述宏观状态参数的字段完整性，将所述宏观状态参数写入节点结构区的宏观参数位置，将所述微观固定位宽承诺写入节点结构区的微观承诺位置，按照宏观参数位置在前，微观承诺位置在后的顺序建立固定字段排列，生成节点结构区；

19、读取上一检测时序相邻节点内的散列数值，将上一检测时序相邻节点内的散列数值定义为父节点特征标识，提取所述节点结构区内的所述宏观状态参数、所述微观固定位宽承诺，按照所述宏观状态参数在前，所述微观固定位宽承诺居中，父节点特征标识在后的顺序进行字符合并，对字符合并后的连续字符内容进行散列求值运算，生成当前节点特征标识。

20、较佳地，所述单向指针链图谱的获取步骤为：

21、读取所述当前节点特征标识对应的当前焊口节点位置，读取所述父节点特征标识对应的上一检测时序相邻节点位置，将当前焊口节点位置作为指针链表结构的指向端，将上一检测时序相邻节点位置作为指针链表结构的来源端，判定所述当前节点特征标识是否能够沿来源端回溯至所述父节点特征标识，若能够回溯则获取指针链表结构内的边缘关系项，若不能回溯则不写入边缘关系项，将边缘关系项按照检测时序排列，生成单向指针链图谱。

22、较佳地，所述重构微观峰值特征组合的获取步骤为：

23、定位待验节点在所述单向指针链图谱中的节点位置，读取待验节点对应的边缘关系项，沿边缘关系项回溯上一检测时序相邻节点，提取待验节点内的历史微观状态数据、历史宏观状态参数，提取待验节点对应的父节点特征标识、当前节点特征标识，核对历史微观状态数据、历史宏观状态参数、父节点特征标识、当前节点特征标识在待验节点内的字段写入位置，生成待验节点提取结果；

24、根据所述待验节点提取结果，解析历史微观状态数据内每一帧记录的时间戳参数、历史焊口标识、历史返修状态码、历史焊缝图像像素值数组，按照历史焊口标识在前、历史返修状态码居中、历史焊缝图像像素值数组在后的顺序逐帧进行字符串序列化拼接，对每一帧得到的序列化拼接字符串进行安全散列运算处理，生成多个历史单帧特征值，调用多个历史单帧特征值对应的时间戳参数，将时间戳参数靠前的历史单帧特征值排列在前，将时间戳参数靠后的历史单帧特征值排列在后，若多个历史单帧特征值对应的时间戳参数相同，则按照历史微观状态数据内的帧号升序位置进行补充排列，生成重构时序微观哈希数组；

25、按照相邻数组位置对所述重构时序微观哈希数组内的历史单帧特征值进行配对合并，若同层末位存在未配对的历史单帧特征值，则复制未配对的历史单帧特征值，将未配对的历史单帧特征值同复制后的历史单帧特征值进行拼接，对每一组拼接结果执行安全散列求值，循环执行配对合并、复制拼接、安全散列求值，直至结构顶部仅保留一个重构结果，生成重构微观峰值特征组合。

26、较佳地，所述焊口防篡改状态的获取步骤为：

27、读取所述重构微观峰值特征组合内连续字节的排列长度，将连续字节的排列长度定义为所述重构微观峰值特征组合的总位宽，调用约束位宽变量，将所述重构微观峰值特征组合的总位宽同约束位宽变量进行数值比较，若所述重构微观峰值特征组合的总位宽大于等于约束位宽变量，则从所述重构微观峰值特征组合的起始字节开始，按照约束位宽变量限定的长度连续提取特征字节段，若所述重构微观峰值特征组合的总位宽小于约束位宽变量，则在所述重构微观峰值特征组合的末位连续写入零值字节，直至补零后的所述重构微观峰值特征组合的总位宽等于约束位宽变量，生成重构固定位宽承诺；

28、调用所述待验节点提取结果中的历史宏观状态参数、父节点特征标识、当前节点特征标识，按照历史宏观状态参数在前、所述重构固定位宽承诺居中、父节点特征标识在后的顺序进行字符合并，对字符合并后的连续字符内容执行散列求值运算，生成重构节点特征标识，将所述重构节点特征标识同当前节点特征标识进行数值一致性比对，若所述重构节点特征标识同当前节点特征标识完全一致，则标记待验节点未发生篡改，若所述重构节点特征标识同当前节点特征标识不一致，则标记待验节点存在篡改，生成焊口防篡改状态。

29、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

30、本发明中，围绕管道焊接质量评估数据的采集、聚合、关联、校验全过程，将一个检测周期内的多帧微观状态数据转换为单帧特征值，并按照时间戳参数形成时序微观哈希数组，使焊口标识、返修状态码、焊缝图像像素值数组不再以孤立记录形式参与保护，而是以带有时间顺序的特征序列参与后续验证，能够降低单帧数据被替换后仍难以发现的风险；对相邻单帧特征值进行配对合并，并在未配对场景下进行复制拼接，使不同数量的检测帧均可汇聚至微观峰值特征组合，进一步通过约束位宽变量进行字节截断或末位补零，形成长度统一的微观固定位宽承诺，便于跨节点写入、比较和复核；将宏观状态参数、微观固定位宽承诺、父节点特征标识共同参与当前节点特征标识生成，使微观检测内容、宏观评估内容、上一检测时序相邻节点之间产生链式绑定关系，任一历史微观状态数据、历史宏观状态参数或父节点特征标识发生变化，均会传导至重构节点特征标识的数值差异；在校验阶段重新生成重构时序微观哈希数组、重构微观峰值特征组合、重构固定位宽承诺、重构节点特征标识，并同当前节点特征标识进行数值一致性比对，使焊口防篡改状态能够由原始数据重算结果直接支撑，提升焊接质量评估数据的完整性校验强度。