一种碳计量数据管理系统、方法及介质与流程

本发明涉及碳计量与数据安全，具体涉及一种碳计量数据管理系统、方法及介质。

背景技术：

1、随着碳达峰、碳中和目标的推进，企业需将现场碳排放相关计量数据经碳计量系统上传至碳管理平台，作为碳核算、碳交易与碳核查的数据基础。上传数据的真实性直接决定核算结果的可信度，因此碳计量系统普遍被要求具备防篡改能力。

2、现有技术中，为使碳计量系统在与外部网络连通的同时不被外部渗透，通常在同一系统内设置两个相互隔离的处理单元，并在两者之间设置安全数据交换通道。例如，已有技术公开了采用多主机结构设计的物联网安全接入系统，通过专用安全通道在实现网络隔离的同时进行安全数据交换；也有技术公开了在数采仪内采用双通道结构，由现场可编程门阵列控制摆渡开关，使传输控制协议在物理层断开。

3、另一方面，为提升上传数据的完整性，现有技术还采用硬件级身份核验、本地防篡改存储与摘要上链存证等手段；为提升核算结果的可靠性，现有技术还采用对同一排放源按不同口径分别核算并按偏差阈值进行比对的方式。

4、然而，上述方案存在共同的问题：核算结果能否被上传，最终取决于系统内某一段比较逻辑或放行逻辑的判定结果，该比较逻辑本身构成了单一信任点。一旦攻击者取得对该逻辑的控制权，或者单边修改了参与核算的排放因子等核算参数，则即使两次核算的结果并不一致，被篡改的数据仍可被放行并通过平台的完整性校验；而平台侧仅能验证数据在传输过程中未被改动，无法据此判断该数据是否由未被单边篡改的核算过程产生。

技术实现思路

1、本发明提出的一种碳计量数据管理系统、方法及介质，以解决上述背景技术的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：本发明的一种碳计量数据管理系统，包括采集域单元、外联域单元、签名聚合单元和上传单元，其中，所述采集域单元与所述外联域单元相互隔离；

3、所述采集域单元包括：

4、第一采样获取子单元，用于获取原始计量采样；

5、第一参数存储子单元，用于固化存储第一核算参数副本，所述第一参数存储子单元不具备被所述外联域单元访问的通路；

6、第一核算子单元，用于根据所述第一核算参数副本对所述原始计量采样进行核算，得到第一核算值；

7、第一密钥派生子单元，用于以所述第一核算值作为第一密钥派生输入，派生得到第一签名私钥分量；

8、第一签名子单元，用于利用所述第一签名私钥分量生成第一签名分量；

9、所述外联域单元包括：

10、第二采样接收子单元，用于接收所述原始计量采样；

11、第二参数存储子单元，用于固化存储第二核算参数副本，所述第二参数存储子单元不具备被所述采集域单元访问的通路；

12、第二核算子单元，用于根据所述第二核算参数副本对所述原始计量采样进行核算，得到第二核算值；

13、第二密钥派生子单元，用于以所述第二核算值作为第二密钥派生输入，派生得到第二签名私钥分量；

14、第二签名子单元，用于利用所述第二签名私钥分量生成第二签名分量。

15、优选的，所述签名聚合单元，用于对所述第一签名分量和所述第二签名分量进行聚合，得到上传数据块的聚合签名，其中，所述聚合签名被配置为：仅在所述第一核算值与所述第二核算值一致的情况下，所述聚合签名能够通过与所述碳计量系统相对应的同一验签公钥的验证；

16、所述上传单元，设置于所述外联域单元，用于将携带所述聚合签名的所述上传数据块上传至碳管理平台。

17、优选的，所述采集域单元还包括第一基础私钥存储子单元，用于存储第一基础私钥分片；所述外联域单元还包括第二基础私钥存储子单元，用于存储第二基础私钥分片；所述验签公钥由所述第一基础私钥分片与所述第二基础私钥分片共同确定。

18、优选的，所述第一密钥派生子单元用于根据所述第一基础私钥分片与所述第一密钥派生输入的哈希值之和确定所述第一签名私钥分量；所述第二密钥派生子单元用于根据所述第二基础私钥分片与所述第二密钥派生输入的哈希值之差确定所述第二签名私钥分量；

19、所述第一密钥派生子单元包括第一量化子模块，用于将所述第一核算值按约定量化精度量化；所述第二密钥派生子单元包括第二量化子模块，用于将所述第二核算值按所述约定量化精度量化；所述第一密钥派生输入与所述第二密钥派生输入分别为量化后的量化值；

20、所述第一密钥派生输入还包括系统标识和计量时间窗标识，所述第二密钥派生输入还包括所述系统标识和所述计量时间窗标识。

21、优选的，所述第一参数存储子单元与所述第二参数存储子单元分别用于存储携带版本标识的核算参数副本，所述第一密钥派生输入还包括所述第一核算参数副本的版本标识，所述第二密钥派生输入还包括所述第二核算参数副本的版本标识。

22、优选的，所述采集域单元还包括第一参数更新校验子单元，所述外联域单元还包括第二参数更新校验子单元，所述第一参数更新校验子单元与所述第二参数更新校验子单元分别用于独立校验核算参数更新指令的来源凭据；在两者均校验通过的情况下分别更新对应的核算参数副本，在任一者校验未通过的情况下两者均保持原有核算参数副本不变；

23、所述采集域单元还包括失配处置子单元，用于在所述状态字指示验签失败的情况下生成核算失配事件记录并触发本地告警；所述第一核算子单元与所述第二核算子单元均不用于根据所述状态字修正所述第一核算值或所述第二核算值；

24、所述采集域单元还包括链式存证子单元，用于将所述上传数据块的摘要与所述聚合签名写入本地存证日志，其中，第n帧的存证记录包含第n-1帧存证记录的摘要，n为大于1的整数；

25、所述链式存证子单元还包括核对补传子模块，用于在接收到核对请求的情况下将所述本地存证日志中的存证记录与所述碳管理平台侧的已接收记录逐帧比对，并对比对不一致或缺失的帧执行补传。

26、优选的，还包括单向物理通道单元，连接于所述第一采样获取子单元与所述第二采样接收子单元之间，用于将所述原始计量采样由所述采集域单元传输至所述外联域单元，所述单向物理通道单元在物理上不具备由所述外联域单元向所述采集域单元传输数据的通路；

27、还包括窄带回执链路单元，连接于所述外联域单元与所述采集域单元之间，用于向所述采集域单元返回上传结果状态信息，所述窄带回执链路单元在物理上被限定为仅能承载预设长度的状态字；

28、还包括接口自识别单元，所述接口自识别单元包括：

29、链路探测子单元，用于探测网络接口所接入链路的链路特征；

30、归属判定子单元，用于根据所述链路特征判定所述网络接口所接入的链路为业务内网链路或公用网络链路；

31、以及物理层禁能子单元，用于在判定结果与所述网络接口的预设归属不一致的情况下，在物理层禁能所述网络接口。

32、优选的，所述接口自识别单元还包括提示输出子单元，用于经所述窄带回执链路单元或本地显示单元输出接口错接提示信息。

33、一种碳计量数据管理方法，包括：

34、将同一份原始计量采样分别提供给所述采集域和所述外联域；

35、所述采集域根据本域固化的第一核算参数副本对所述原始计量采样进行核算得到第一核算值，并以所述第一核算值作为第一密钥派生输入，派生得到第一签名私钥分量并生成第一签名分量；

36、所述外联域根据本域固化的第二核算参数副本对所述原始计量采样进行核算得到第二核算值，并以所述第二核算值作为第二密钥派生输入，派生得到第二签名私钥分量并生成第二签名分量；

37、对所述第一签名分量和所述第二签名分量进行聚合，得到上传数据块的聚合签名，其中，所述聚合签名被配置为：仅在所述第一核算值与所述第二核算值一致的情况下，所述聚合签名能够通过与所述碳计量系统相对应的同一验签公钥的验证；

38、将携带所述聚合签名的所述上传数据块经所述外联域上传至碳管理平台。

39、又一方面，本发明还公开一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述方法的步骤。

40、由上述技术方案可知，本发明提供了一种碳计量数据管理系统。与现有技术相比本发明具有以下优势：本发明通过根据本域固化的核算参数副本对同一份原始计量采样独立核算，并分别以本域核算值作为密钥派生输入派生签名私钥分量、生成签名分量；将两个签名分量聚合为上传数据块的聚合签名，聚合签名仅在两域核算值一致的情况下能够通过同一验签公钥的验证，核算一致性由签名的可验证性强制保证，而不依赖系统内任何单一比较逻辑，因而在放行逻辑被篡改或核算参数被单边改动的情况下，不一致的数据仍无法通过平台验证。