CN113919951A - 一种联盟链的数据存储方法 - Google Patents

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CN113919951A CN202111192398.XA CN202111192398A CN113919951A CN 113919951 A CN113919951 A CN 113919951A CN 202111192398 A CN202111192398 A CN 202111192398A CN 113919951 A CN113919951 A CN 113919951A
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靳丹
何清素
李维虎
闫晓斌
沙孝聪
原斌
高国庆
焦素媛
张倩
韩庆之
张智利
郭凯
屈志原
景楷楠
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Jiayuguan Power Supply Company State Grid Gansu Electric Power Corp
State Grid Gansu Electric Power Co Ltd
Gansu Tongxing Intelligent Technology Development Co Ltd
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Jiayuguan Power Supply Company State Grid Gansu Electric Power Corp
State Grid Gansu Electric Power Co Ltd
Gansu Tongxing Intelligent Technology Development Co Ltd
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Abstract

本发明提出一种联盟链的数据存储方法，具体包括储存节点选取，区块存储和交易验证与追溯，经过全网节点验证后的区块，只有联盟链中部分节点存储。部分节点存储时，也并非将整个区块都存储在自己服务器，而是只存储区块体以及区块头中的Merkle根。该技术节省联盟区块链中各节点的存储空间，有效解决数据冗余和传输问题，并提高交易验证效率，以及提高区块产生速度。

Description

一种联盟链的数据存储方法
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种数据存储的方案。
背景技术
区块链存储数据的方式为分布式数据存储，点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。从本质上讲，它是一个共享数据库，存储于其中的数据或信息，具有不可伪造、全程留痕、可以追溯、公开透明、集体维护等特征。其中的每一个节点都存储一个完成的账本，最终形成的区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次交易的信息，用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。
由于每个节点都要维护一个完整账本，每一笔交易需要验证时需要追溯之前每一笔记录，而随着时间的不断增加，交易会越来越多，数据也会越多，交易溯源及验证时间就会越来越长，而且随着区块链中区块的不多增多，会带来严重的数据存储问题，会造成大批量交易时不能够及时处理与验证。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种联盟链的数据存储方法，具体包括储存节点选取，区块存储和交易验证与追溯，经过全网节点验证后的区块，只有联盟链中部分节点存储。部分节点存储时，也并非将整个区块都存储在自己服务器，而是只存储区块体以及区块头中的Merkle根。
部分节点存储的选取方法为：
设联盟链中有s个节点，m1，m2，…，ms，mi表示联盟链中的节点；只有联盟链中部分节点存储，令存储比例系数为α，则每产生一个区块有αs个节点存储该区块；为每个节点对应一个权重βi，即下一次被选中存储区块的重要程度，则βmi表示节点mi的权重值；每个节点的权重βmi从大到小排列，每次选取前αs个节点作为下一次存储区块的节点。
区块存储和交易验证与追溯具体步骤为：
对新生成区块验证是否合法，丢弃不合法区块；对合法区块中Merkle根在区块体以及区块头分别存取；区块体部分取前αs个节点存储区块体向每个节点向全网广播自己储存的Merkle根；判断是否与待验证的区块头Merkle根相同，若相同，则在与待验证的区块头Merkle根相同的节点中的区块体验证交易。
权重βi的设置方法为：
将每个节点的权重βmi从大到小排列，每次选取前αs个节点作为下一次存储区块的节点；
开始时联盟链中每个节点的权重都为1，即，βm1＝βm2＝...＝βms＝1表示每个被选中存储区块的概率相等；若有αs个节点被选中存储区块，设mi，mi+1，...，mi+αs被选中作为某一区块的存储节点，则它们中每一个节点下一次被选中的概率为
Figure BDA0003301692080000021
即
Figure BDA0003301692080000022
其中Tcur表示当前被选中存储区块的次数。
本发明技术方案带来的有益效果：
节省联盟区块链中各节点的存储空间，有效解决数据冗余和传输问题，并提高交易验证效率，以及提高区块产生速度。
附图说明
图1为联盟链数据存储的方法逻辑示意图
具体实施方式
(1)设联盟链中有s个节点，m1，m2，…，ms，mi表示联盟链中的节点；
(2)每个区块产生时并非像传统区块链那样，每个节点都存储该区块，而是经过全网节点验证后的区块，只有联盟链中部分节点存储，令存储比例系数为α，则每产生一个区块有αs个节点存储该区块；
(3)为保证每一节点都能获取到区块存储的权利，且机率相等，为每个节点对应一个权重。设βi表示权重，即下一次被选中存储区块的重要程度，则βmi表示节点mi的权重值。
(4)将每个节点的权重βmi从大到小排列，每次选取前αs个节点作为下一次存储区块的节点；
①开始时联盟链中每个节点的权重都为1，即，βm1＝βm2＝...＝βms＝1表示每个被选中存储区块的概率相等；
②若有αs个节点被选中存储区块，设mi，mi+1，...，mi+αs被选中作为某一区块的存储节点，则它们中每一个节点下一次被选中的概率为
Figure BDA0003301692080000031
即
Figure BDA0003301692080000032
其中Tcur表示当前被选中存储区块的次数；
(5)每个节点在存储区块时，并非将整个区块都存储在自己服务器，而是只存储区块体以及区块头中的Merkle根，即联盟链的每个区块中的区块头及节点存储的区块体都有Merkle根。
当交易验证和交易溯源时，需要验证的区块和交易在全网广播，同时每个节点向联盟链网络中广播自己存储的区块体的Merkle根，如果某节点的Merkle根与待验证的区块的区块头的Merkle根相同，则在该节点中验证该区块的交易。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的内容和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种联盟链的数据存储方法，包括储存节点选取，区块存储和交易验证与追溯，其特征在于，经过全网节点验证后的区块，只有联盟链中部分节点存储。
2.根据权利要求1所述的一种联盟链的数据存储方法，其特征在于，部分节点存储时，并非将整个区块都存储在自己服务器，而是只存储区块体以及区块头中的Merkle根。
3.根据权利要求1所述的一种联盟链的数据存储方法，其特征在于，联盟链中部分节点存储的标准是通过为其设置的权重选择的。
4.根据权利要求1所述的一种联盟链的数据存储方法，其特征在于，部分节点存储的选取方法为：
设联盟链中有s个节点，m1，m2，...，ms，mi表示联盟链中的节点；只有联盟链中部分节点存储，令存储比例系数为α，0＜α＜1；则每产生一个区块有αs个节点存储该区块；为每个节点对应一个权重βi，即下一次被选中存储区块的重要程度，则βmi表示节点mi的权重值；每个节点的权重βmi从大到小排列，每次选取前αs个节点作为下一次存储区块的节点。
5.根据权利要求1所述的一种联盟链的数据存储方法，其特征在于，区块存储和交易验证与追溯具体步骤为：
对新生成区块验证是否合法，丢弃不合法区块；对合法区块中Merkle根在区块体以及区块头分别存取；区块体部分取前αs个节点存储区块体向每个节点向全网广播自己储存的Merkle根；判断是否与待验证的区块头Merkle根相同，若相同，则在与待验证的区块头Merkle根相同的节点中的区块体验证交易。
6.根据权利要求4所述的一种联盟链的数据存储方法，其特征在于，权重βi的设置方法为：
将每个节点的权重βmi从大到小排列，每次选取前αs个节点作为下一次存储区块的节点；
开始时联盟链中每个节点的权重都为1，即，βm1＝βm2＝...＝βms＝1表示每个被选中存储区块的概率相等；若有αs个节点被选中存储区块，设mi，mi+1，...，mi+αs被选中作为某一区块的存储节点，则它们中每一个节点下一次被选中的概率为
Figure FDA0003301692070000021
即
Figure FDA0003301692070000022
其中Tcur表示当前被选中存储区块的次数。
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