(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210593548.6 (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 华中科技大 学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 钟波涛　骆汉宾　黄方　王宇航　 (74)专利代理 机构 华中科技大 学专利中心 42201 专利代理师 汪洁丽 (51)Int.Cl. G06Q 10/10(2012.01) G06Q 10/00(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06F 16/22(2019.01) G06F 16/23(2019.01)G06F 21/60(2013.01) (54)发明名称 一种基于区块链的城市排污管道管理方法 及其管理系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于区块链的城市排污 管道管理方法及系统， 任务管 理全节点将任务单 上传区块链系统； 任务执行轻节点获取任务单， 并将执行结果信息发送给任务管 理全节点； 任务 管理全节 点将执行结果信息上传区块链系统； 其 中， 上传信息的过程包括： 采用随机密钥将信息 加密成密文存入链外数据库； 处理密文得到哈希 值并上传至区块链系统； 将随机密钥通过公钥加 密后发送给接收方； 获取信息的过程包括： 利用 私钥解密出随机密钥； 将链外数据库中的密文进 行哈希算法处理得到的哈希值与区块链系统中 的哈希值进行匹配， 利用随机密钥解密读取匹配 成功的密文。 采用链外数据库与区块链系统一一 映射存储机制， 保证区块链容量较小且避免数据 篡改。 权利要求书3页 说明书11页 附图3页 CN 114971555 A 2022.08.30 CN 114971555 A 1.一种基于区块链的城市排污管道管理方法， 其特 征在于， 包括： 任务管理全节点将任务单上传至区块链系统； 任务执行轻节点通过区块链系统获取任 务单， 并在任务执行完成后将执行结果信息发送给任务管理全节点； 任务管理全节点将执 行结果信息上传至区块链系统； 其中， 向区块链系统上传信息的过程包括： 采用系统随机生成的随机密钥将待上传信息加密成密文， 存入链外数据库， 并将随机 秘钥和对应的任务单编号存入链外数据库中单独权限分区； 利用哈希算法处理密 文得到哈 希值， 将哈希值和任务单编号上传至区块链系统； 将随机密钥通过接 收方公钥加密后 发送 给接收方； 从区块链系统获取信息的过程包括： 利用接收方私钥解密出随机密钥； 将链外数据库中的密文进行哈希算法处理得到的哈 希值与区块链系统中的哈希值进行匹配， 读取匹配成功的密文； 利用随机密钥解密 密文； 其中， 系统中有权限的用户登陆系统后 通过访问单独权限分区并通过任务单编 号检索 对应密文的随机密钥， 利用检索到的随机密钥解密存 储在链外数据库中的密文； 其中， 接收方私钥和接收方公钥为 区块链系统在接收方请求接入区块链系统时根据接 收方身份信息进行加密算法所 形成的。 2.如权利要求1所述的基于区块链的城市排污管道管理方法， 其特征在于， 区块链系统 中的存储 数据结构为merkle树结构， 从底层至顶层依次为叶子节 点、 中间节 点和根节点， 其 中， 叶子节点包含数据哈希和 编号， 中间节点包含表单类型和拼接哈希， 所述拼接哈希为与 同一表单类型对应的叶子节点中的数据哈希和编号拼接并经过哈希运算而得， 根节点包含 由中间节点的数据拼接而成并经 过哈希运 算而得的根哈希； 将哈希值和任务单编号上传至区块链系统的方法包括： 将通过哈希算法处理密文得到哈希值和任务单编号填入叶子节点， 并将通过merkle树 结构得到的根哈希存 入区块链系统。 3.如权利要求1所述的基于区块链的城市排污管道管理方法， 其特征在于， 任务管理全 节点将任务单或执 行结果信息上传至区块链系统之前， 执 行： 任务管理全节点向区块链系统发送请求； 区块链系统将 请求转发给水务领导部门客户端； 经水务领导部门确 认后， 任务管理全节点对任务单或执行结果信 息进行数字签名后上 传到区块链系统。 4.如权利要求1所述的基于区块链的城市排污管道管理方法， 其特征在于， 任务管理全 节点包括巡检部门全节点和维修部门全节点， 任务执行轻节点包括片区巡检员轻节点， 任 务单包括 排污管道巡查任务单， 执 行结果信息包括巡查信息， 其中， 巡检部门全节点将排污管道巡查任务单 上传至区块链系统； 片区巡检员轻节点通过区块链系统获取排污管道巡查任务单， 确定巡查任务， 并在巡 查任务结束后， 将巡查信息发送给巡检部门全节点； 巡查部门全节点将巡查信息上传至区块链系统； 区块链系统调用巡查任务合规审查智能合约对巡查信息进行合规性审查； 若不合规， 则向巡检部门全节点发送补充巡查或重新巡查的通知；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114971555 A 2若合规， 则区块链系统调用隐患判断智能合约对巡查信息进行隐患问题判断， 若不存 在问题， 则流程结束， 若存在问题， 区块链将智能合约判断出来的问题发送给维修部门全节 点。 5.如权利要求4所述的基于区块链的城市排污管道管理方法， 其特征在于， 设计隐患判 断智能合约的方法包括： 对历史数据进行 数据挖掘， 提取关键因素和关键事 件； 通过事故树分析法推算出排污管道故障最小割集和事故可能发生的最短路径； 理清各因素导致事故发生的关联规则， 将所述关联规则作为响应规则 部署在智能合约 之中； 区块链系统调用隐患判断智能合约对巡查信息进行隐患问题判断， 包括： 当区块链系统中的巡查信息满足响应规则时， 触发智能合约自动生成相应问题 清单。 6.如权利要求4所述的基于区块链的城市排污管道管理方法， 其特征在于， 所述片区巡 检员轻节点为移动端APP， 片区巡检员轻节点解密巡查任务后， 移动端APP生成具有巡查点 的巡查路线， 当GPS 定位靠近巡查点时， 触发巡查检查表填写任务以提醒巡检员填写相应的 巡查检查表。 7.如权利要求4所述的基于区块链的城市排污管道管理方法， 其特征在于， 所述巡查任 务单采取16位编码进行编码， 第1 ‑8位表示巡查时间， 第9 ‑11位表示巡查区域， 第12 ‑14位表 示巡查人员身份， 第15 ‑16位表示表单类型。 8.如权利要求4所述的基于区块链的城市排污管道管理方法， 其特征在于， 任务执行轻 节点还包括片区维修员轻节点， 任务单还包括排污管道维修任务单， 执行结果信息还包括 维修信息， 其中； 维修部门全节点将根据接收的问题所制订的排污管道维修任务单 上传至区块链系统； 片区维修员轻节点通过区块链系统获取排污管道维修任务单， 确定维修任务， 并在维 修任务结束后， 将维修信息发送给维修部门全节点； 维修部门全节点将维修信息上传至区块链系统； 区块链调用维修任务合规审查智能合约对巡查信息进行合规性审查， 若合规， 则流程 结束， 若不 合规， 则向维修部门全节点发送补充维修或重新维修的通知。 9.如权利要求8所述的基于区块链的城市排污管道管理方法， 其特征在于， 所述维修任 务单采取16位编码进行编码， 第1 ‑8位表示维修时间， 第9 ‑11位表示维修区域， 第12 ‑14位表 示维修人员身份， 第15 ‑16位表示表单类型。 10.一种基于区块链的城市排污管道管理系统， 其特征在于， 包括区域链系统、 链外数 据库以及接入区域链系统的任务管理全节点和任务执 行轻节点； 所述任务管理全节点用于将任务单和执行结果信息上传至区块链系统， 其中， 向区块 链系统上传信息的过程包括： 采用 系统随机生成的随机密钥将待上传信息加密成密文， 存 入链外数据库； 利用哈希算法处理密文得到哈希值， 将哈希值和任务单编号上传至区块链 系统； 将随机密钥通过接收方公钥加密后发送给接收方； 所述任务执行轻节点用于通过区块链系统获取任务单， 并在任务执行完成后将执行结 果信息发送给任务管理全节点； 其中， 从区块链系统获取信息的过程包括： 利用接收方私钥 解密出随机密钥； 将链外数据库中的密 文进行哈希算法处理得到的哈希值与区块链系统中权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114971555 A 3