T-CSTM 01057-2023 材料数据区块链 通则

Materialdatablockchain—Genera2023-07-07发布 请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。2材料数据区块链系列标准包括通则和在通则基础上制定的金属基金属功能材料、非金属功能材料、能源电力材料、船舶海工材料等材料数据区块链规范。本文件作为通则，是材料数据区块链存证、数据发现、共享与追溯、数据估值、节点事务的通用准则，旨在为基于区块链的材料数据发现与共享提供通用性与实操性指导，降低材料数据共享的壁垒，实现材料的研发、生产、采办和装备建造、服役等环节全3材料数据区块链通则本文件规定了基于区块链技术的材料数据发现与共享的术语本文件适用于可用成分、性能、工艺、结构等要素描述的材料数据的跨节点发现、共享与溯下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修元数据metadata材料特征数据materialcharacteristicdata判定材料类别与属性的基本数据集，具有固定模式，一般包括成分、性能、结构、工艺等要素数据。材料特征数据作为材料数据的索引，在区块链中上链存证，并被用于数据发现计算，从材料数据发现materialdataassociating以材料特征数据作为计算参数，运用材料模式识别或其他算法，在材料材料数据共享materialdatasharing材料数据区块链materialdatablockchainMBC基于区块链技术的材料数据跨节点发现及安全共享系统，主要包括数据层、支撑层、应用层和用户层，并拥有多类区块链节点。通过该系统可实现法人节点内部、法人节点之间、不同材料4全节点fullnode轻节点lightnode超级节点supernode行业链主节点。超级节点在全节点基础上拥有发起材料行业链materialindustryblockchain3.1O材料数据互联网internationalmaterialdatanetwork若干材料行业链组成的、去中心化/多中心a）数据层：包括材料数据与区块链数据。材料数据以元数据、材料特征数据、数据主体形式分层存储。元数据用于标记数据的版权，材料特征数据作为数据的索引用于数据的发现，数据主体存储在用户本地数据库或私有云中，仅哈希值上链。区块链数据包括单个区块数据、链式结构、时间戳、共享事件等数据，是底层区块链系统的账源服务与资源管理，为系统提供了底层区块链支撑。算法组件用于数据的发现和应用，包括多种算法模型，包括但不限于机器学习、模式识别、线性回归等，同时包含多种隐私计算模型，包括但不限于安全多方计算、联邦学习、可信执行环境c）应用层：包括数据存证、数据发现、数据共享、数据追溯d）用户层：用户层包括材料研发到生产、应用、服役所有环节5较多的组织、机构；轻节点适用于科研机构、小型团队或个人，存储方式包括独立节点服务器或第三方公有云账户。基于本文件，私有云节点在企业内部实现部门及人员间的b）材料行业链：材料行业链由若干私有云节点、行业公有云节点组成。材料行业链以材料数据为载体，贯穿材料的研发、生产、采办、装备建造与应用等相关企业节点，实现产6c）材料数据互联网：材料数据互联网是在私有云节点和行业链基础上，将点状分布的企业私有云节点和线状分布的材料行业链编织成网，形成由多个行业链构成的材料数据互联网络生态，实现不同产业链、不同区域间的材料数据高效发现与共享，推动材料在不同6.1材料数据的存储结构包括三个层次：元数据、材料特征数据与数据主体。对应材料数据区块1234567896.3材料特征数据应包括不少于一个材料四面体要素（成分、性能、结构、工艺），亦可包括材712345676.4每个材料行业链的中材料特征数据表由该行业链专家委员会进行制定与维护，以材料数据区6.5数据主体包括但不限于检测报告、研究报告、计算结果、文献、网络链接等，其格式可包括1234材料数据权限对应应用层中的数据管理。根据材料数据在材料数据区块链中的发现与查看权限，将访问权限划分为7个等级，具体见表4。8音频等数据格式可提取多媒体文件的关键信息，按文件属性、内容属性、感知特征等类别进行简），9材料数据发现材料数据间的发现可基于材料特征数据约定的数据模式，通过材料模式识别等算法实现（示材料数据经所有者授权后，可通过分享、交换等方式共享给数据请求者，数据的共享、浏览等行为通过事务日志进行记录并上链存证，难以篡改，起到版权追溯c）用户对数据质量的反馈，具体包括：积极反馈，消极反123456912345通过链上数据的活跃度（被交换、引用次数）及用户反馈进行建模，可计算得出单条数据的a）确保节点拥有一定数量的符合材料特征数据格式且可被发现的数与待加入的材料行业链超级节点进行通讯，递交节点身份信息并对节点类型、待加入的材料12.1.2.1轻节点的加入方式与全节点一致，b）无需主动维护链内账本，仅需接收并保存由超级节点发送的链内账本的区块头信息；序号12345678912.1.4.1节点可通过申请更改证12.1.4.3满足注销条件的全节点，经所属行业链的专家委员会审批后，由超级节点执行。轻节点通过节点价值、节点在线时长等数据进行建模，可计算出节点影响力。节点影响力的估算模12.3.1在材料行业链中，节点影响力最大的在线全节点自动升级为超级节点。超级节点应承担下a）维护用于记录链内事务的链内账本（Inb）维护用于记录跨链事务的跨链账本（Cross-ledger材料数据区块链设置分级监管节点，可通过监管节点对节点和行业链的加入、变更和注销进基于工作量的共识机制、基于投票的共识机制、基于节点公信力的共识机制及其他共识机制。本b）若节点采用此更新，则其检索范围将包含新A.1算法概述应用材料模式识别技术，可实现相似材料数据的发现。算法主要包括三部分：材料特征向量抽取、数据关联度计算、专家规则。通过本算法对节点中可发现的材料逐一进行关联度计算，按关联度由高到低排序，选择关联度最高的若干数据，即可实现该节点中相似材料数据的发现。A.2计算方法A.2.1材料特征向量抽取材料数据按照公式（A.1）与公式（A.2）抽象为一组包括成分、性能、工艺、结构、形状在Xi——数值型向量，包括成分、性能；N——成分数（或性能指标数）；Ki——关键字型向量，包括工艺、结构、形状；A.2.2材料数据关联度计算A.2.2.1首先按照公式（A.3）进行数据标准化。Yij——材料i的第j个成分（或性能）数据标准化后Xij——材料i的第j个成分（或性能）数据；Yj——第j个成分标准化后的数据；A.2.2.4关键词关联度DSK按照公式（A.5）计算。Ntotal——参加匹配的关键词总数。A.2.3专家规则本文件起草单位：中国钢研科技集团有限公司、北京钢研新材科技有限公司、中国计区块链专委会、福建福链科技有限公司、中关村材料试验技术联盟、北究院有限公司、北京邮电大学、中国科学院计算技术研究所、上海交通[3]T/CSTM00837材料