基于区块链的民生档案系统的制作方法

1.本发明涉及信息技术领域，具体涉及一种基于区块链的民生档案系统。


背景技术：

2.民生档案包括各类与民生有关的专门档案，是在保障和改善民生工作中形成的真实记录，涉及广大人民群众的切身利益，是维护人民群众各项权益的原始凭证。是保障民生、改善民生的重要依据。做好民生档案工作，有助于维护群众权益，有利于维护社会稳定。随着计算机技术和信息技术的发展，大量纸质档案等都已转为全程电子化，避免了对纸质档案的运输和存储，节省了大量的行政经费。但民生档案涉及到群众的切身利益，需要提供可信的证明，因此目前仍然主要使用纸质版档案。使用纸质版档案不仅需要专门的场所进行保存，且查阅和调取十分不便。因此有必要研究适用于民生档案的电子管理系统。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：目前缺乏能够提供可信凭证的电子化的档案管理系统的技术问题。提出了一种基于区块链的民生档案系统，借助区块链实现电子化保存的档案的可信证明，简便了民生档案的管理。
4.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：基于区块链的民生档案系统，包括档案接收模块、档案调度模块、档案存证模块和档案存储模块，所述档案接收模块接收档案和档案描述信息，所述档案为电子档案或纸质档案扫描件，所述档案描述信息记载档案类型、检索键值和权限信息，所述纸质档案扫描件的档案描述信息还包括字段及字段区域，所述权限信息记录字段和对应的允许权限等级，所述档案调度模块建立档案的档案索引，所述档案索引记录档案存储位置、档案类型、检索键值和权限信息，所述档案存证模块提取档案的哈希值记为档案哈希值，提取电子档案每个字段及字段的值的哈希值作为字段哈希值，提取纸质档案扫描件每个字段区域的哈希值作为字段哈希值，档案哈希值和全部字段哈希值一起提取哈希值作为存证哈希值，将存证哈希值上传区块链存储，所述档案存储模块将档案和字段哈希值、档案哈希值及存证哈希值关联存储，机构或群众向档案调度模块发送调取档案请求，所述档案调度模块根据事先赋予机构及群众的权限等级，将权限等级不符合的电子档案字段值隐藏，将权限等级不符合的纸质档案扫描件的字段区域遮盖后，连同字段哈希值、档案哈希值及存证哈希值提供给请求者。
5.作为优选，所述档案调度模块为每个数值型的字段生成若干个模糊方案，为每个模糊方案设置权限等级，当发送调取档案请求的请求者权限不足以查看数值型字段的原值时，所述档案调度模块根据权限等级显示对应的模糊方案的值，所述模糊方案为将数值型字段取值范围划分若干个区间，以区间范围替代原值，对应权限等级越低的模糊方案，划分的区间越少。
6.作为优选，所述档案存证模块提取电子档案的字段哈希值时，为字段的值关联随机生成的字符串，字段的值和字符串一起提取哈希值作为字段哈希值，将字符串关联字段
的名称存储，档案被调取时，所述档案调度模块将符合请求者权限等级的字段的值和字符串提供给请求者。
7.作为优选，所述档案存证模块为电子档案关联随机生成的整数n，提取电子档案的字段哈希值时，生成字段的值的替代值，所述替代值对整数n取余等于字段的原值，提取替代值的哈希值作为字段哈希值，档案被调取时，所述档案调度模块将整数n和字段的替代者提供给请求者。
8.作为优选，所述调取档案请求包括调取目的，所述档案调度模块在电子档案的电子章位置添加调取目的字样的水印，在纸质档案扫描件签字或者盖章位置添加调取目的字样的水印后，提供给请求者。
9.作为优选，所述档案存储模块周期性检查每个档案类型下的档案数量，当同类型档案数量达到预设阈值时，判断档案重复内容百分比，若重复内容百分比超过预设阈值，则建立共性模板，将档案表示为共性模板和独有内容的叠加，将档案的独有内容关联共性模板标识和档案标识存储，调取档案时，读取档案的独有内容，根据共性模板标识读取共性模板，将独有内容和共性模板叠加复原档案，验证档案的存证哈希值后，提供给所述档案调度模块。
10.作为优选，建立电子档案的共性模板时，所述档案存储模块执行以下步骤：提取预设数量的电子档案的每个字段的值；获得每个字段的值的分布概率；将取值概率最大的值作为字段的缺省值，全部字段的缺省值构成共性模板；收到新的同类型电子档案时，仅保留取值不等于缺省值的字段的值；获得保留的字段的值作为独有内容。
11.作为优选，建立纸质档案扫描件的共性模板时，所述档案存储模块执行以下步骤：读取预设数量的扫描件，构成样本集合；统计样本集合扫描件在每个像素的均值；获得共性像素集合，在所述共性像素集合内的像素上，样本集合内的扫描件的像素值与像素均值的差值均低于预设阈值；建立空白扫描件，将共性像素集合记录的像素设置为像素均值，构成共性模板；将扫描件区域划分为若干个矩形区域，为每个矩形区域编号；计算每个矩形区域内扫描件与共性模板相同位置像素值的差值，若矩形区域内存在非0差值，则将差值关联矩形区域编号存储；全部矩形区域的差值及关联的矩形区域编号构成独有内容。
12.作为优选，所述档案接收模块收到同类型的纸质档案扫描件时，在预设范围内微调扫描件的像素值，使扫描件与共性模板相同的像素最多，经扫描员确认后，所述档案接收模块接收调整后的扫描件。
13.本发明的实质性效果是：通过区块链对档案进行存证，提供真实性证明，使档案不需要以纸质版形式保存，只保存电子版即可，节省档案保管开支；通过字段哈希值存证，使部分需要保密的字段被遮挡后，请求者仍然能够验证其余字段的真实性，有利于保护档案记载的隐私；通过压缩档案存储占用的空间，减少存储档案所需要的设备开支。
附图说明
14.图1为实施例一民生档案系统示意图。
15.图2为实施例一字段区域示意图。
16.图3为实施例二建立电子档案共性模板示意图。
17.图4为实施例二建立档案扫描件共性模板示意图。
18.其中：10、档案接收模块，20、区块链，30、档案存证模块，40、档案存储模块，50、档案调度模块，61、字段区域，62、矩形区域。
具体实施方式
19.下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
20.实施例一：基于区块链20的民生档案系统，请参阅附图1，包括档案接收模块10、档案调度模块50、档案存证模块30和档案存储模块40，档案接收模块10接收档案和档案描述信息，档案为电子档案或纸质档案扫描件，档案描述信息记载档案类型、检索键值和权限信息，纸质档案扫描件的档案描述信息还包括字段及字段区域61，请参阅附图2，签字区域和日期填写区域为字段区域61，相应的字段分别为签字和日期，权限信息记录字段和对应的允许权限等级，档案调度模块50建立档案的档案索引，档案索引记录档案存储位置、档案类型、检索键值和权限信息，档案存证模块30提取档案的哈希值记为档案哈希值，提取电子档案每个字段及字段的值的哈希值作为字段哈希值，提取纸质档案扫描件每个字段区域61的哈希值作为字段哈希值，档案哈希值和全部字段哈希值一起提取哈希值作为存证哈希值，将存证哈希值上传区块链20存储，档案存储模块40将档案和字段哈希值、档案哈希值及存证哈希值关联存储，机构或群众向档案调度模块50发送调取档案请求，档案调度模块50根据事先赋予机构及群众的权限等级，将权限等级不符合的电子档案字段值隐藏，将权限等级不符合的纸质档案扫描件的字段区域61遮盖后，连同字段哈希值、档案哈希值及存证哈希值提供给请求者。
21.档案调度模块50为每个数值型的字段生成若干个模糊方案，为每个模糊方案设置权限等级，当发送调取档案请求的请求者权限不足以查看数值型字段的原值时，档案调度模块50根据权限等级显示对应的模糊方案的值，模糊方案为将数值型字段取值范围划分若干个区间，以区间范围替代原值，对应权限等级越低的模糊方案，划分的区间越少。如表1所示，具有高权限等级获得的年龄显示真实值，具有中权限等级的请求者能够获得划分较细致的区间表示，即模糊方案对年龄的模糊程度相对较低，而低权限等级的请求者获得的区间划分相对较宽泛，即模糊程度较高。以此更加灵活的在档案记载内容可用和保护隐私之间更灵活的取得平衡。
22.表1 年龄的模糊方案权限等级年龄高真实值中区间：(0,10]，(10,18]，(18,30]，(30,50]，(50,80]，(80,150]低区间：(0,18]，(18,50]，(50,150]虽然通常情况下从哈希值反推原值不可行，但部分字段的取值范围有限，穷举取值范围内的取值，并分别对每个取值计算哈希值，与档案调度模块50反馈的哈希值对比，就能够获得原值。本实施例提供了两种技术方案，避免通过对比的方式反推出原值。
23.第一种方案为通过添加随机字符串的方式，使哈希值被混淆，难以反向推导出原值。具体包括：档案存证模块30提取电子档案的字段哈希值时，为字段的值关联随机生成的字符串，字段的值和字符串一起提取哈希值作为字段哈希值，将字符串关联字段的名称存
储，档案被调取时，档案调度模块50将符合请求者权限等级的字段的值和字符串提供给请求者。
24.第二种方案为使用替代值，具体包括：档案存证模块30为电子档案关联随机生成的整数n，提取电子档案的字段哈希值时，生成字段的值的替代值，替代值对整数n取余等于字段的原值，提取替代值的哈希值作为字段哈希值，档案被调取时，档案调度模块50将整数n和字段的替代者提供给请求者。如年龄字段，n取值150，档案内记载年龄为56时，可以使用206、356、4706等作为替代值。选择替代值为4706时，提取4706的哈希值参与存证。请求者验证4706是真实值后，将4706对150取余既可以获得年龄值。采用该技术方案也能够起到阻止通过字段哈希值反向推导出字段的取值。
25.调取档案请求包括调取目的，档案调度模块50在电子档案的电子章位置添加调取目的字样的水印，在纸质档案扫描件签字或者盖章位置添加调取目的字样的水印后，提供给请求者。
26.本实施例的有益技术效果是：通过区块链20对档案进行存证，提供真实性证明，使档案不需要以纸质版形式保存，只保存电子版即可，节省档案保管开支；通过字段哈希值存证，使部分需要保密的字段被遮挡后，请求者仍然能够验证其余字段的真实性，有利于保护档案记载的隐私。
27.实施例二：基于区块链20的民生档案系统，本实施例在实施例一的基础上，对档案存储模块40进行了具体的改进，以减少档案存储所需要的存储空间，降低存储硬件的支出。本实施例中，档案存储模块40周期性检查每个档案类型下的档案数量，当同类型档案数量达到预设阈值时，判断档案重复内容百分比，若重复内容百分比超过预设阈值，则建立共性模板，将档案表示为共性模板和独有内容的叠加，将档案的独有内容关联共性模板标识和档案标识存储，调取档案时，读取档案的独有内容，根据共性模板标识读取共性模板，将独有内容和共性模板叠加复原档案，验证档案的存证哈希值后，提供给档案调度模块50。
28.请参阅附图3，建立电子档案的共性模板时，档案存储模块40执行以下步骤：步骤a01）提取预设数量的电子档案的每个字段的值；步骤a02）获得每个字段的值的分布概率；步骤a03）将取值概率最大的值作为字段的缺省值，全部字段的缺省值构成共性模板；步骤a04）收到新的同类型电子档案时，仅保留取值不等于缺省值的字段的值；步骤a05）获得保留的字段的值作为独有内容。电子档案指数据以字段和取值成对格存储的数据档案，如xml格式的文件，电子图片格式的档案不属于本实施例所指电子档案。相同类型的电子档案的字段是相同的，不同申请人时相应字段的取值不同。对一个具体的行政办事窗口，接收的大量电子档案中，有几个字段的取值是相同的。比如省份、城市和民族，给定窗口接收的电子档案中，这三个字段的取值基本都是相同的，使用缺省值的方式记录，能够大幅节省存储空间开支。遇到不同取值情况时，不使用缺省值，存储实际的取值即可。复原时，若字段未存储值，则将缺省值填写为相应取值，若存储的字段值，则直接读取存储的文件即可。
29.请参阅附图4，建立纸质档案扫描件的共性模板时，档案存储模块40执行以下步骤：步骤b01）读取预设数量的扫描件，构成样本集合；步骤b02）统计样本集合扫描件在每个像素的均值；步骤b03）获得共性像素集合，在共性像素集合内的像素上，样本集合内的扫描件的像素值与像素均值的差值均低于预设阈值；步骤b04）建立空白扫描件，将共性像素集
合记录的像素设置为像素均值，构成共性模板；步骤b05）将扫描件区域划分为若干个矩形区域62，为每个矩形区域62编号；步骤b06）计算每个矩形区域62内扫描件与共性模板相同位置像素值的差值，若矩形区域62内存在非0差值，则将差值关联矩形区域62编号存储；步骤b07）全部矩形区域62的差值及关联的矩形区域62编号构成独有内容。给定窗口接收的大量纸质申请表或资质证明文件，内容是具有格式化条款的，只需要在少量指定位置填写基本信息并签名即可。因此这类扫描件中大部分像素值是相同的，在不考虑扫描设备差异和光线差异的情况下。比如各类知情同意单，记载内容是相同的，需要群众在末尾签字。这类知情同意单是事后纠纷责任认定时的重要文件，需要保存预设的时长后才能销毁。本实施例中，群众签字后的知情同意单进行扫描，扫描后提取哈希值，将哈希值上传区块链20存储，而后即可销毁纸质件。通过区块链20存证的扫描件具有法律效力，从而减少需要以纸质实物保存的档案数量。然而这类扫描件的数量较多时，存储在档案存储模块40需要占用较多的存储空间。本实施例通过建立共性模板，仅单独存储知情同意单签字区域部分作为独有内容，剩余部分作为共性模板存储一份即可。读取时，将单独存储的签字区域和共性模板拼合，拼合后提取哈希值，正确拼合的档案提取的哈希值将与区块链20存储的哈希值相符，证明档案的真实性，从而节省大量的存储空间。
30.对纸质档案进行扫描获得扫描件时，因扫描设备或光线条件变化，导致相同内容区域的像素值并不完全相同的问题，提出了具体的解决方案。本实施例中，档案接收模块10收到同类型的纸质档案扫描件时，在预设范围内微调扫描件的像素值，使扫描件与共性模板相同的像素最多，经扫描员确认后，档案接收模块10接收调整后的扫描件。
31.预设范围内微调扫描件的像素值的方法包括：计算扫描件与共性模板每个像素值的差值，若差值的绝对值小于预设阈值，则将相应像素值设为与共性模板相同；提取调整前扫描件的边界，以及调整后扫描件的边界，边界为像素值与相邻像素值差值大于预设阈值的像素构成的集合；若边界未发生变化，则完成调整，若边界发生变化，则发生变化的边界附近的像素恢复为调整前的像素值后，完成调整。当像素的调整值并不大，但调整巧妙时，仍然能够形成边界，从而形成能够观察到的线条或墨迹，影响文档的真实性，因此本实施例限制调整过程中出现超过预设阈值的边界出现。本实施例通过压缩档案存储占用的空间，减少存储档案所需要的设备开支。
32.以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。