CN110622149A - 基于二进制日志复制的区块链数据关系结构方案 - Google Patents

基于二进制日志复制的区块链数据关系结构方案 Download PDF

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CN110622149A CN201880005200.2A CN201880005200A CN110622149A CN 110622149 A CN110622149 A CN 110622149A CN 201880005200 A CN201880005200 A CN 201880005200A CN 110622149 A CN110622149 A CN 110622149A
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Abstract

本文的实施方式包括：以指定的时间间隔轮询区块链；从一个或多个更新的区块接收区块信息，所述区块信息包括静态信息和动态信息，所述动态信息包括将用于智能合约的一个或多个变量；将所述动态信息转换为一个或多个二进制日志；并且，使用所述一个或多个二进制日志更新本地数据库。

Description

基于二进制日志复制的区块链数据关系结构方案
背景技术
分布式账本***(DLS)，也可称为共识网络和/或区块链网络，使得参与的实体能够安全地且不可篡改地存储数据。在不参考任何特殊使用案例(例如加密货币)的情况下，DLS通常被称为区块链网络。区块链网络的示例类型可以包括：公有区块链网络、私有区块链网络和联盟区块链网络。公有区块链网络向所有实体开放使用DLS，并开放参与共识过程。私有区块链网络针对特定实体提供，该实体集中控制读写权限。联盟区块链网络针对选择的实体组群提供，该实体组群控制共识过程，并包含访问控制层。
使用第三方区块链浏览器可以查看区块链上记录的信息。第三方区块链浏览器能够返回区块链上的静态信息，诸如个人账号的余额、交易历史和智能合约条款及其他信息。然而，在一些情况下，区块链也包括动态数据，诸如负责执行智能合约的变量。传统的区块链浏览器不具有显示这些动态信息的能力。
发明内容
本文的实施方式包括用于显示区块链动态信息的计算机实施方法。更具体地，本文的实施方式是关于将区块链中的动态信息转换为一个或多个二进制日志，并使用所述二进制日志更新数据库。
在一些实施方式中，动作包括：以指定的时间间隔轮询所述区块链；从一个或多个更新的区块接收区块信息，所述区块信息包括静态信息和动态信息，所述动态信息包括将用于智能合约中的一个或多个变量；将所述动态信息转换成一个或多个二进制日志；并且使用所述一个或多个二进制日志更新本地数据库。其他实施方式包括相应的***、装置和计算机程序，该计算机程序被编码在计算机存储设备上并且被配置为执行所述方法的操作。
这些和其他实施方式可分别可选地包括以下特征中的一个或多个：所述一个或多个二进制日志存储在与所述本地数据库分开的二进制日志文件中；所述本地数据库为关系数据库；所述一个或多个二进制日志根据结构化查询语言编写；所述轮询所述区块链是由所述智能合约的执行触发的；动作进一步包括使用所述静态信息更新所述本地数据库；以及动作还包括响应于针对所述本地数据库的用户查询，向用户设备显示所述动态信息。
本文还提供了一个或多个非暂时性计算机可读存储介质，其耦接至一个或多个处理器且其上存储有指令，当所述指令被所述一个或多个处理器执行时，所述指令将促使所述一个或多个处理器根据本文所提供的方法的实施方式执行操作。
本文还提供了用于执行本文所提供的方法的***。所述***包括一个或多个处理器及计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质耦接至所述一个或多个处理器且其上存储有指令，当所述指令被所述一个或多个处理器执行时，所述指令促使所述一个或多个处理器根据本文所提供的方法的实施方式执行操作。
可以理解，根据本文的方法可包括本文所述的方面和特征的任意组合。即，根据本文的方法并不限于本文具体所述的方面和特征的组合，还包括所提供的方面和特征的任意组合。
本文的一个或多个实施方式的细节将在下面的附图和描述中详述。根据说明书和附图以及权利要求，本文的其他特征和优势将显而易见。
附图说明
图1示出能够被用于执行本文的实施方式的示例性环境。
图2示出了根据本文的实施方式的示例性概念架构。
图3示出了根据本文的实施方式的能够用于使用二进制日志显示区块链动态数据的示例性***。
图4示出了能够根据本文的实施方式执行的示例性处理。
各附图中相同的附图标记表示相同的元件。
具体实施方式
本文的实施方式包括用于使用二进制日志复制区块链数据的计算机实施方法。更具体地，本文的实施方式涉及将智能合约信息转换为二进制日志，并使用二进制日志更新关系数据库。在一些实施方式中，动作包括以特定的时间间隔轮询区块链；从一个或多个更新的区块接收区块信息，区块信息包括静态信息和动态信息，动态信息包括将用于智能合约中的一个或多个变量；将动态信息转换为一个或多个二进制日志；并且使用一个或多个二进制日志更新本地数据库。
为本文的实施方式提供进一步的背景，且如上所述，分布式账本***(DLS)，亦可称为共识网络(例如，由点对点(peer-to-peer)节点组成)和区块链网络，使得参与的实体能够安全且不可篡改地进行交易并存储数据。尽管术语区块链通常与加密货币网络关联，但是本文所使用的区块链一般指在不参考任何特定用例的情况下的DLS。如上所述，区块链网络可被提供为公有区块链网络、私有区块链网络或联盟区块链网络。
在公有区块链网络中，共识过程由共识网络的节点控制。例如，成百上千甚至上百万的实体能够协同运作公有区块链网络，每个实体操作该公有区块链网络中的至少一个节点。因此，公有区块链网络可被认为是关于参与的实体的公有网络。在一些实施例中，多数实体(节点)必须签署每个区块，以使该区块有效并被添加到区块链网络的区块链(分布式账本)中。示例性公有区块链网络包括特定的加密货币网络，其被提供为利用分布式账本(即区块链)的点对点支付网络。如上所述，然而，术语区块链通常用于指代分布式账本，而不指代任何特定的加密货币网络。
通常，公有区块链网络支持公开交易。公开交易为公有区块链网络中的所有节点共享，且存储于全局区块链中。全局区块链是跨所有节点复制的区块链。也即，所有节点相对于全局区块链都处于完全共识状态。为达成共识(例如，同意将区块添加至区块链)，在该公有区块链网络中实施共识协议。共识协议的示例包括，但不限于，在特定加密货币网络中实施的工作量证明(POW)。
通常，私有区块链网络被提供给特定实体，该特定实体集中控制读写权限。该实体控制哪些节点能参与到该区块链网络中。因此，私有区块链网络通常被称为权限网络，其对谁可以参与该网络以及它们的参与级别(例如，只在特定交易中)加以限制。可以使用各种类型的访问控制机制(例如，现有参与者对添加新实体进行投票，管理机构可以控制准入)。
通常，联盟区块链网络在参与的实体中是私有的。在联盟区块链网络中，共识过程由授权的节点集控制，一个或多个节点由相应的实体(例如，金融机构、保险公司)操作。例如具有十(10)个实体(例如，金融机构、保险公司)的联盟可以操作联盟区块链网络，其中每个实体可以操作该联盟区块链网络中的至少一个节点。因此，联盟区块链网络可被认为是关于参与的实体的私有网络。在一些示例中，每个实体(节点)必须签署每个区块，以使该区块有效并被添加到该区块链中。在一些示例中，至少实体(节点)的子集(例如，至少7个实体)必须签署每个区块，以使该区块有效并被添加到该区块链中。
本文参考公有区块链网络进一步详细描述了本文的实施方式，该公有区块链网络在参与的实体之间是公有的。但是，可以考虑到本文的实施方式能够在任何合适类型的区块链网络中实现。
鉴于以上背景，在这里进一步详细描述了本文的实施方式。更具体地，且如上所述，本文的实施方式是关于显示区块链的诸如智能合约变量的动态信息。根据本文的实施方式，例如，在执行智能合约期间，用于更新区块链上动态信息的指令被转换为兼容结构化查询语言的二进制日志。该二进制日志用于更新存储区块链状态的数据库。用户能够(例如使用SQL查询来)查询该数据库以查看与区块链相关联的数据。
图1绘示了可用于执行本文的实施方式的示例性环境100。在一些示例中，示例性环境100使得实体能够参与到公有区块链网络102中。示例性环境100包括计算设备106、108以及网络110。在一些示例中，网络110包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网或其组合，并连接网络站点、用户设备(例如，计算设备)和后端***。在一些示例中，可以通过有线和/或无线通信链路来访问网络110。
在所绘示的示例中，计算***106、108可以各自包括能够作为节点参与到公有区块链网络102中的任何合适的计算***。示例性计算设备包括，但不限于，服务器、台式计算机、膝上型计算机、平板计算设备和智能电话。在一些示例中，计算***106、108承载用于与公有区块链网络102进行交互的一个或多个由计算机实施的服务。例如，计算***106可以承载第一实体(例如，用户A)的由计算机实施的、例如交易管理***的服务，第一实体使用该交易管理***管理其与一个或多个其他实体(例如，其他用户)的交易。计算***108可以承载第二实体(例如，用户B)的由计算机实施的、例如交易管理***的服务，第二实体使用该交易管理***管理其与一个或多个其他实体(例如，其他用户)的交易。在图1的示例中，公有区块链网络102被示出为节点的点对点网络，并且计算***106、108分别提供参与到公有区块链网络102中的第一实体和第二实体的节点。
图2绘示了根据本文实施方式的示例性概念结构200。示例性概念结构200包括实体层202、承载服务层204以及区块链网络层206。在所描述的示例中，实体层202包括三个实体，实体_1(E1)、实体_2(E2)、实体_3(E3)，每个实体具有对应的交易管理***208。
在所绘示的示例中，承载服务层204包括用于每个交易管理***208的接口210。在一些示例中，对应的交易管理***208利用协议(例如，超文本传输协议安全(HTTPS))通过网络(例如，图1的网络110)与对应的接口210通信。在一些示例中，每个接口210提供对应的交易管理***208与区块链网络层206之间的通信连接。更具体地，接口210与区块链网络层206的区块链网络212通信。在一些示例中，接口210与区块链网络层206之间的通信是利用远程过程调用(RPC)进行的。在一些示例中，接口210“承载”用于对应的交易管理***208的区块链网络节点。例如，接口210提供用于访问区块链网络212的应用程序编程接口(API)。
如这里所述的，提供区块链网络212作为点对点网络，该点对点网络包括在区块链216中不可篡改地记录信息的多个节点214。尽管示意性地描述了单个区块链216，但是在区块链网络212中提供并维护了区块链216的多个副本。例如，每个节点214都存储区块链的副本。在一些实施方式中，区块链216存储与在参与公有区块链网络的两个或多个实体之间进行的交易相关联的信息。
图3示出了能够用于使用二进制日志提供区块链动态数据的示例性***300。该***300能够为较大的计算机环境(例如，***100)的一部分，或者为独立的***。
***300被实施为提供区块链网络(例如，区块链网络212)中保有的动态信息。如图2所述，区块链网络212中保有区块链216，区块链网络212中的每个计算节点存储有区块链216的副本。区块链216包括静态信息304和动态信息302。例如，区块链216可包括静态信息，静态信息可包括但不限于区块链中个人账号的地址、区块链中个人账号的余额、区块链中的智能合约地址等。由于静态信息304一旦写入区块链就不可篡改，所以其可被直接存储在数据库中并直接被轮询以便于查看。例如，静态信息能够被记录在区块链历史数据库308中。区块链历史数据库308能够是记录不同时间的区块链状态的关系数据库。例如，希望知晓区块链地址在特定时间的余额的用户能够使用应用310或者网页浏览器312向区块链历史数据库308提交指定账号地址及时间的查询。允许用户向区块链历史数据库308提交查询，而不是要求用户直接从区块链网络212请求信息，改善了查询查找时间并减小了区块链网络212上的带宽压力。
除了静态信息外，区块链216可包括根据区块链网络212内的操作而变化的动态信息。例如，动态信息可包括但不限于用于在区块链216上执行智能合约的变量。为向区块链历史数据库308记录动态信息，***300将对动态信息进行操作的指令转换为结构化查询语言，并将转换后的结构化查询语言存储为二进制日志文件306中的二进制日志。例如，区块链216可包括具有以下语句的智能合约：
***300可将这些示例性的语句转换为以下将被添加到二进制日志文件306中的查询语言：“update contract set‘status’＝‘new_value’where‘contract_addr’＝‘abcdefeas123343’(将合约地址abcdefeas123343处的合约集状态更新为新值new_value)。”
当动态信息被(例如通过执行智能合约)更新时，二进制日志文件306将更新的二进制日志复制到区块链历史数据库308。结果，区块链历史数据库308包括区块链216中动态信息的更新记录。存储于区块链历史数据库308中的动态数据的示例如下面的表1所示。
表1：示例性动态数据
为了查看更新后的动态信息，用户可使用应用310或网页浏览器312向区块链历史数据库308提交查询(例如，SQL查询)。
图4示出了能够根据本文的实施方式执行的示例性处理400。在一些实施方式中，示例性处理400可通过使用一个或多个计算设备执行的一个或多个计算机可执行程序的***(例如，图3的***300)执行。为了方便，处理400将被描述为由***执行。
***轮询(poll)来自区块链的信息以接收更新后的信息。例如，***能够以指定的时间间隔轮询区块链，或者区块链能够在新的交易已被写入区块链时通知***。在一些情况下，***可为写入区块链的函数添加钩子(hook)(402)。
在轮询区块链后，***接收动态信息，诸如，由在区块链上执行的智能合约所产生的新值(404)。
***将动态信息转换为兼容SQL的二进制日志，以存储在日志文件中(406)。例如，智能合约可被以指定的编程语言编写以设定特定的变量。***可将设定的函数转换成SQL查询，如图3和相关描述中所述。
***使用二进制日志更新关系数据库(408)。例如，关系数据库可被设置为主/从方案中的从方，以从二进制日志文件接收二进制日志。在一些情况中，轮询关系数据库以获得二进制日志可使用在***中运行的专用程序来完成。
所述的特征可在数字电子电路中实现，或在计算机硬件、固件、软件或其组合中实现。该装置可以在有形地嵌入信息载体(例如，在机器可读存储设备)中的计算机程序产品实现，该计算机程序产品由可编程处理器执行；可以由执行指令程序的可编程处理器执行方法步骤，以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行所述实施方式的功能。所描述的特征可有利地在可编程***上可执行的一个或多个计算机程序中实现，所述可编程***包括至少一个可编程处理器，其耦合以从数据存储***接收数据和指令，并将数据和指令传输到数据存储***；至少一个输入设备和至少一个输出设备。计算机程序是可以直接或间接地在计算机中使用以执行某项活动或带来某种结果的一组指令。计算机程序可以用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言，并且可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子程序或适合用于计算环境中的其他单元。
举例来说，用于执行指令程序的合适处理器包括通用和专用微处理器，以及任何类型的计算机的唯一处理器或多个处理器之一。通常，处理器将从只读存储器和/或随机存取存储器接收指令和数据。计算机的元件可包括用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器。通常，计算机还可以包括用于存储数据文件的一个或多个大容量存储设备，或者可操作地耦合以与用于存储数据文件的一个或多个大容量存储设备通信；这些设备包括磁盘，例如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；和光盘。适合于有形地嵌入计算机程序指令和数据的存储设备包括所有形式的非易失性存储器，包括例如半导体存储器设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；和CD-ROM和DVD-ROM磁盘。处理器和存储器可以由专用集成电路(ASIC)补充或并入专用集成电路(ASIC)中。
为了提供与用户的交互，这些特征可以在具有诸如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)显示屏之类的、用于向用户显示信息的显示设备以及用户可用以向计算机提供输入的键盘和诸如鼠标或者轨迹球的指向设备的计算机上实现。
特征可以在包括后端组件，诸如数据服务器，或者包括中间件组件，诸如应用服务器或因特网服务器，或包括前端组件，诸如具有图形用户界面或者因特网浏览器的客户端计算机，或其任意组合的计算机***中实现。***的组件可以通过诸如通信网络的任何形式或介质的数字数据通信连接。通信网络的示例包括例如局域网(LAN)、广域网(WAN)以及形成因特网的计算机和网络。
计算机***可以包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离，并且通常通过例如所描述的网络进行交互。客户端和服务器的关系借助于在各个计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序而产生。
另外，图中描绘的逻辑流程并不要求所示的特定顺序或次序来实现期望的结果。另外，可以从所描述的流程中提供其他步骤，或者可以从所描述的流程中去除步骤，并且可以将其他组件添加到所述***中或从所述***中移除。因此，其他实施方式在以下权利要求的范围内。
已经描述了本文的许多实现方式。然而，应该理解，在不脱离本文的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。因此，其他实施方式在以下权利要求的范围内。

Claims (21)

1.一种计算机实施的用于从区块链向本地数据库复制数据的方法，所述方法包括：
以指定的时间间隔轮询所述区块链；
从一个或多个更新的区块接收区块信息，所述区块信息包含静态信息和动态信息，所述动态信息包含将用于智能合约的一个或多个变量；
将所述动态信息转换为一个或多个二进制日志；以及
使用所述一个或多个二进制日志更新所述本地数据库。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个二进制日志存储在与所述本地数据库分开的二进制日志文件中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述本地数据库为关系数据库。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个二进制日志是根据结构化查询语言编写的。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述轮询所述区块链是通过所述智能合约的执行触发的。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使用所述静态信息更新所述本地数据库。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于针对所述本地数据库的用户查询，向用户设备显示所述动态信息。
8.编码有指令的一个或多个计算机可读存储介质，当所述指令被一个或多个计算机执行时，所述指令促使所述一个或多个计算机执行以管理用于从区块链向本地数据库复制数据的服务关键字的操作，所述操作包括：
以指定的时间间隔轮询所述区块链；
从一个或多个更新的区块接收区块信息，所述区块信息包括静态信息和动态信息，所述动态信息包括将用于智能合约的一个或多个变量；
将所述动态信息转化为一个或多个二进制日志；以及
使用所述一个或多个二进制日志更新所述本地数据库。
9.根据权利要求8所述的计算机可读存储介质，其中，所述一个或多个二进制日志存储在与所述本地数据库分开的二进制日志文件中。
10.根据权利要求8所述的计算机可读存储介质，其中，所述本地数据库为关系数据库。
11.根据权利要求8所述的计算机可读存储介质，其中，所述一个或多个二进制日志是根据结构化查询语言编写的。
12.根据权利要求8所述的计算机可读存储介质，其中，所述轮询所述区块链是由所述智能合约的执行触发的。
13.根据权利要求8所述的计算机可读存储介质，其中，所述操作还包括：
使用所述静态信息更新所述本地数据库。
14.根据权利要求8所述的计算机可读存储介质，其中，所述操作还包括：
响应于针对所述本地数据库的用户查询，向用户设备显示所述动态信息。
15.一种***，包括：
一个或多个计算机；以及
一个或多个计算机可读存储器，其耦接于所述一个或多个计算机且配置有能够由所述一个或多个计算机执行的指令，以：
以指定的时间间隔轮询所述区块链；
从一个或多个更新的区块接收区块信息，所述区块信息包括静态信息和动态信息，所述动态信息包括将用于智能合约的一个或多个变量；
将所述动态信息转化为一个或多个二进制日志；以及
使用所述一个或多个二进制日志更新本地数据库。
16.根据权利要求15所述的***，其中，所述一个或多个二进制日志存储在与所述本地数据库分开的二进制日志文件中。
17.根据权利要求15所述的***，其中，所述本地数据库为关系数据库。
18.根据权利要求15所述的***，其中，所述一个或多个二进制日志是根据结构化查询语言编写的。
19.根据权利要求15所述的***，其中，所述轮询所述区块链是由所述智能合约的执行触发的。
20.根据权利要求15所述的***，其中，进一步的指令能够由所述一个或多个计算机执行以：
使用所述静态信息更新所述本地数据库。
21.根据权利要求15所述的***，其中，进一步的指令能够由所述一个或多个计算机执行以：
响应于针对所述本地数据库的用户查询，向用户设备显示所述动态信息。
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