CN109189782A - 一种区块链商品交易查询中的索引方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种区块链商品交易查询中的索引方法，当新区块连接到区块链时，构造索引目录表，并将上一区块的索引目录表拷贝到当前区块中，判断新区块的区块哈希值是否在区块的索引目录表中，如果存在，新区块链接到区块链上，否则，将新区块的区块哈希值和交易存储到区块的索引目录表中；通过区块链最后一个区块的索引目录表，查询交易单号，如果不存在，无此交易，否则，通过该表所查到的交易单号和区块哈希值的键值对，遍历区块链，找到区块，将交易单号的详细数据返回到用户界面。本发明减少了对区块链的查询时间，提升了查询效率，提升了用户体验，为DAPP商用提供了可能，并满足了区块链去中心化查询的特性，达到真正的去中心化。

Description

一种区块链商品交易查询中的索引方法

技术领域

本发明属于计算机技术领域，具体涉及一种区块链商品交易查询中的索引方法。

背景技术

超区块链技术是一种去中心化，防篡改，可追溯的分布式账本技术，是一种分布式数据库技术。底层采用P2P网络通信方式，通过共识机制和密码技术对数据进行记录和防篡改设计，并且通过时间戳将数据按时间排序进行记录，达到数据可追溯效果。区块包含区块头和区块体两部分，区块体包含具体交易信息，交易信息是区块所承载的任务数据，具体包括交易双方的私钥、交易的数量、交易双方信息等；区块头包含时间戳，难度值，随机数，MERKLE树根，前一个区块形成的哈希散值等相关信息，其中前一个区块形成的哈希散值用来将区块连接起来，实现过往交易的顺序排列。

由于区块链的去中心化，防篡改，可追溯等特性，各个领域都开始对区块链技术进行研究。在所有系统中最重要的，也是必备的功能就是查询功能。由于区块链中含有大量的交易记录数据，并且是链式结构，这对DAPP查询功能造成了一定的影响，时间复杂度较高等缺点。目前，有一部分DAPP采用将所有数据全部遍历出来，存储到ORACLE，MYSQL等数据库中供用户查询，但是此方法脱离了去中心化的本质，还有一部分直接在区块链中进行查询，在查询时需要从最新的区块进行查询，每次遍历区块内的所有交易数据，若没有所需数据，再通过区块头的上一区块哈希值追溯到前一区块进行查询。这样查询的时间复杂度为平方项，造成查询效率极低。所以，当下需要一种高效率的查询方法，完善DAPP应用。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种区块链商品交易查询中的索引方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种区块链商品交易查询中的索引方法，具体实现步骤如下：

步骤1.在区块链的新区块中构造索引目录表；

步骤2.在客户端查询窗口输入所要查询的交易单号；

步骤3.在服务器端，通过区块链当前最后一个区块的索引目录表，查询该交易单号。如果存在，则进行步骤4；否则，返回用户界面，无此交易；

步骤4.通过当前最后一个区块的索引目录表，所查到的交易单号和区块哈希值的键值对，获得交易所在的区块；

步骤5.根据区块哈希值，遍历区块链，找到区块；

步骤6.遍历区块中的所有交易，查找交易单号的详细数据；

步骤7.将查询到的交易数据返回到用户界面，供用户浏览。

步骤1所述构造索引目录表的具体步骤为：

步骤1.客户端产生多笔新交易，通过加密算法对每笔交易进行签名加密，并通过P2P网络传播；

步骤2.整合一段时间内的交易，构造新区块，进行挖矿；

步骤3.当新区块通过共识机制，准备连接到区块链时，构造索引目录表；

步骤4.通过区块头的上一区块哈希值，检索到区块链的上一区块，并将上一区块的索引目录表拷贝到当前区块中；

步骤5.判断新区块的区块哈希值是否在区块的索引目录表中。如果存在，则进行步骤7；否则，进行步骤6；

步骤6.遍历新区块的所有交易，将新区块的区块哈希值和交易存储到区块的索引目录表中；

步骤7.新区块链接到区块链上，构造完成。

步骤1所述的区块包括区块体和区块头，区块头为一种新型区块头结构，包含时间戳、难度值、随机数、MERKLE树根、前一个区块形成的哈希散值、索引目录表，索引目录表占用空间极小。

步骤1所述的索引目录表为key-value结构，key为交易编号，value为区块哈希值。

本发明的有益效果在于：本发明提出的一种区块链商品交易查询中的索引方法，减少了对区块链进行查询的时间复杂度，特别是多条数据批量查询的访问依赖，降低了DAPP服务端的响应时间，提升了用户体验。本发明提升了查询效率，与常规的DAPP系统查询相比，采用索引方式进行查询，将查询时间复杂度由平方项，下降到线性时间，对客户端透明，极大地提升了用户体验，为DAPP商用提供了可能；本发明满足了区块链去中心化查询的特性，通过在每个区块中维护一个索引目录表，改善了已有的将区块链数据全部遍历出来，存在关系型数据库或缓存服务器中，以供查询的方法，达到真正的去中心化。

附图说明

图1为示例性实施区块链网络示意图。

图2A示例性实施环境的示意图。

图2B另一种示例性实施环境的示意图。

图3是一种查询区块链商品交易信息的索引方法的流程图。

图4为一种基于索引目录表的查询方法的实现流程图。

图5为一种新区块生成时构造索引目录表的实现流程图。

图6为本发明提供的一种查询商品交易信息装置模型。

图7为本发明提供的一种区块头的结构示意图。

图8为本发明提供的一种索引目录表的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述：

实施例1

本发明的目的在于提供了一种区块链商品交易查询中的索引方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种区块链商品交易查询中的索引方法，具体实现步骤如下：

步骤1.在区块链的新区块中构造索引目录表；

步骤2.在客户端查询窗口输入所要查询的交易单号；

步骤3.在服务器端，通过区块链当前最后一个区块的索引目录表，查询该交易单号。如果存在，则进行步骤4；否则，返回用户界面，无此交易；

步骤4.通过当前最后一个区块的索引目录表，所查到的交易单号和区块哈希值的键值对，获得交易所在的区块；

步骤5.根据区块哈希值，遍历区块链，找到区块；

步骤6.遍历区块中的所有交易，查找交易单号的详细数据；

步骤7.将查询到的交易数据返回到用户界面，供用户浏览。

步骤1所述构造索引目录表的具体步骤为：

步骤1.客户端产生多笔新交易，通过加密算法对每笔交易进行签名加密，并通过P2P网络传播；

步骤2.整合一段时间内的交易，构造新区块，进行挖矿；

步骤3.当新区块通过共识机制，准备连接到区块链时，构造索引目录表；

步骤4.通过区块头的上一区块哈希值，检索到区块链的上一区块，并将上一区块的索引目录表拷贝到当前区块中；

步骤5.判断新区块的区块哈希值是否在区块的索引目录表中。如果存在，则进行步骤7；否则，进行步骤6；

步骤6.遍历新区块的所有交易，将新区块的区块哈希值和交易存储到区块的索引目录表中；

步骤7.新区块链接到区块链上，构造完成。

步骤1所述的区块包括区块体和区块头，区块头为一种新型区块头结构，包含时间戳、难度值、随机数、MERKLE树根、前一个区块形成的哈希散值、索引目录表，索引目录表占用空间极小。

步骤1所述的索引目录表为key-value结构，key为交易编号，value为区块哈希值。

本发明公开了两种实施环境，实施环境1是电子设备,且电子设备是区块链网络中的一个区块链节点，电子设备可以是移动电话、计算机等；实施环境2是电子设备100及服务器200，电子设备100不是区块链网络中1000的一个区块链节点，而服务器200是区块链网络1000中的一个区块链节点，电子设备100与服务器200之间可以通过各种有线或无线方式进行通信，电子设备100可以向服务器200上传数据,以便服务器200进行数据存储、数据处理等操作。示例性实施例为一种查询区块链商品交易信息的索引方法，具体步骤为：

步骤1.获得查询请求,所述查询请求用于查询商品交易的信息；

步骤2.响应于所述查询请求,从所述区块链中查找所述商品交易的信息；

步骤3.输出所述商品交易的信息。

根据实施环境的不同，所述的步骤1的实施方式有：

实施方式1.当处于实施环境1时，要求电子设备开放输入接口,以便于查询者通过该输入接口输入查询请求，电子设备检测输入接口是否有查询请求；

实施方式2.当处于实施环境2时，查询者使用电子设备100即为查询端,查询者使用电子设备100输入查询请求,电子设备100将该查询请求发送给服务器200，以使得服务器200接收到该查询请求。

所述的步骤2的具体步骤为上文所述的“一种区块链商品交易查询中的索引方法，检索的具体实现步骤”

基于同一发明构思，本发明还公开提供一种查询商品交易信息的装置，应用于区块链网络中的区块链节点，所述区块链节点存储有由多个区块组成的区块链，每个区块用于存储信息，所述区块链是由所述区块链网络中所有区块链节点共同参与维护的分布式数据库。该装置500包括：获得模块，用于获得查询请求，所述查询请求用于查询商品交易的信息；查找模块，用于响应于所述查询请求，从所述区块链中查找所述商品交易的信息；输出模块，用于输出所述商品交易的信息。

实施例2

本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种区块链商品交易查询中的索引方法和系统。

区块链技术是一种去中心化，防篡改，可追溯的分布式账本技术，是一种分布式数据库技术。底层采用P2P网络通信方式，通过共识机制和密码技术对数据进行记录和防篡改设计，并且通过时间戳将数据按时间排序进行记录，达到数据可追溯效果。区块包含区块头和去块体两部分，区块体包含具体交易信息，交易信息是区块所承载的任务数据，具体包括交易双方的私钥、交易的数量、交易双方信息等；区块头包含时间戳，难度值，随机数，MERKLE树根，前一个区块形成的哈希散值等相关信息，其中前一个区块形成的哈希散值用来将区块连接起来，实现过往交易的顺序排列。由于区块链的去中心化，防篡改，可追溯等特性，各个领域都开始对区块链技术进行研究。在所有系统中最重要的，也是必备的功能就是查询功能。由于区块链中含有大量的交易记录数据，并且是链式结构，这对DAPP查询功能造成了一定的影响，时间复杂度较高等缺点。目前，有一部分DAPP采用将所有数据全部遍历出来，存储到ORACLE，MYSQL等数据库中供用户查询，但是此方法脱离了去中心化的本质，还有一部分直接在区块链中进行查询，在查询时需要从最新的区块进行查询，每次遍历区块内的所有交易数据，若没有所需数据，再通过区块头的上一区块哈希值追溯到前一区块进行查询。这样查询的时间复杂度为平方项，造成查询效率极低。所以，当下需要一种高效率的查询方法，完善DAPP应用。

本发明的目的在于提供一种查询区块链商品交易信息的索引方法和系统，旨在解决由于目前已有的技术无法提供一种对DAPP中的数据进行有效查询的方法,导致区块链的数据查询效率低下的问题，DAPP产品用户体验感较差。

本发明提供了一种新型区块头结构，包含时间戳，难度值，随机数，MERKLE树根，前一个区块形成的哈希散值等相关信息，创新之处在于区块头中增加了一个索引目录表，供用户查询使用，当用户查询某笔交易时，先查询当前区块中的索引目录表，达到提高查询效率的作用。

本发明提供了一种索引目录表的结构，此表为key-value结构，key为交易编号，value为区块哈希值，通过搜索交易编号查找到区块哈希值，再指定到相应的区块进行定点查询，查询交易的具体详细信息。通过此表，可以有效提高查询效率。

为了构建索引目录表，本发明提出了一种构造索引目录表的方法，具体步骤如下：

步骤一，客户端产生多笔新交易，通过加密算法对每笔交易对其进行签名加密，并通过P2P网络进行传播。

步骤二，矿工对其一段时间内的交易进行整合，构造新区块，进行挖矿。

步骤三，当新区块通过共识机制，准备连接到区块链时，构造索引目录表。

步骤四，通过区块头的上一区块哈希值，检索到区块链的上一区块，并将上一区块的索引目录表拷贝到当前区块中。

步骤五，判断新区块的区块哈希值是否在区块的索引目录表中。如果存在，则调到步骤七；否则，调到步骤六。

步骤六，遍历新区块的所有交易，将新区块的区块哈希值和交易存储到区块的索引目录表中。

步骤七，新区快链接到区块链上，构造完成。

通过上述过程，可以有效地构造每个区块的索引目录表，并且只需要存储空间极小，有效改善了查询效率。

本发明利用索引目录表，提供了一种基于索引目录表的查询方法，具体步骤如下：

步骤一，在客户端查询窗口输入所要查询的交易单号。

步骤二，在服务器端，通过区块链当前最后一个区块的索引目录表，查询该交易单号1。如果存在，则跳到步骤三；否则，返回用户界面，无此交易。

步骤三，通过索引目录表，所查到的交易单号和区块哈希值的键值对，获得交易所在的区块b。

步骤四，根据区块哈希值，遍历区块链，找到区块。

步骤五，遍历区块中的所有交易，查找交易单号的详细数据。

步骤六，将查询到的交易数据返回到用户界面，供用户浏览。

本发明提供的一种区块链商品交易查询中的索引方法，减少了对区块链进行查询的时间复杂度，特别是多条数据批量查询的访问依赖，降低了DAPP服务端的响应时间，提升了用户体验,主要具有如下效果与优点：

(1)提升了查询效率。本发明与常规的DAPP系统查询相比，采用索引方式进行查询，将查询时间复杂度由平方项，下降到线性时间，对客户端透明，极大地提升了用户体验，为DAPP商用提供了可能。

(2)满足了区块链去中心化查询的特性，通过在每个区块中维护一个索引目录表，改善了已有的将区块链数据全部遍历出来，存在关系型数据库或缓存服务器中，以供查询的方法，达到真正的去中心化。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图1,图1是根据一示例性实施例示出的适用于本公开的区块链网络的示意图。如图1所示,区块链网络1000包括区块链节点10、区块链节点12、区块链节点13和区块链节点14。

在本公开的一个实施例中,适用于本公开的区块链网络与服务器连接,该服务器授予区块链网络中的全部节点查询商品交易权限,或者在接收到区块链中的全部节点的注册请求,对其进行授权,使其获得查询权限。

以上为对适用于本公开的区块链网络做出的说明。下面对适用于本公开的实施环境进行说明。请参考图2A,图2A是根据一示例性实施例示出的一种实施环境的示意图。如图所示,该实施环境可以包括电子设备,且电子设备是区块链网络中的一个区块链节点。在本公开中,电子设备可以是移动电话,计算机等。图2A中以电子设备是智能手机为例来示意。

图2B是根据另一示例性实施例示出的一种实施环境的示意图。如图所示,该实施环境可以包括电子设备100及服务器200,且电子设备100及服务器200满足：电子设备100不是区块链网络中1000的一个区块链节点,且服务器200是区块链网络1000中的一个区块链节点。其中,电子设备100与服务器200之间可以通过各种有线或无线方式进行通信。电子设备可以向服务器上传数据,以便服务器进行数据存储、数据处理等操作。

下面对本公开提供的查询电子票的状态信息的方法进行说明。该方法可以应用于电子设备或服务器,例如图2A或图2B所示的电子设备或图所示的服务器。请参考图3,图3根据一示例性实施例示出的一种查询区块链商品交易信息的索引方法的流程图。如图所示,该方法包括以下步骤：

步骤一，获得查询请求,所述查询请求用于查询商品交易的信息

步骤二，响应于所述查询请求,从所述区块链中查找所述商品交易的信息

步骤三，输出所述商品交易的信息

其中,根据执行该方法的主体的不同,步骤一可以包括以下步骤：

接收查询端发送的所述查询请求或检测所述区块链节点的输入接口是否有所述查询请求。

若该方法应用于图2B所示的实施环境,则查询者使用电子设备100即为查询端,查询者使用电子设备100输入查询请求,电子设备100将该查询请求发送给服务器,200以使得服务器200接收到该查询请求。在服务器接收到该查询请求时,执行步骤二。

若该方法应用于图2A所示的实施环境,则要求电子设备100开放输入接口,以便于查询者通过该输入接口输入查询请求。电子设备100检测输入接口是否有查询请求,在检测到输入接口有查询请求时,执行步骤二。

步骤二，响应于所述查询请求,从所述区块链中查找所述商品交易的信息。可以分为以下几步执行。图4为本发明步骤二提供的一种基于索引目录表的查询方法的实现流程图，具体步骤如下：

步骤2.1，在服务器端，通过区块链当前最后一个区块a的索引目录表S，查询该交易单号1。如果存在，则跳到步骤三；否则，返回用户界面，无此交易。

步骤2.2，通过索引目录表S，所查到的交易单号和区块哈希值的键值对，获得交易所在的区块b。

步骤2.3，根据区块b哈希值，遍历区块链，找到区块b。

步骤2.4，遍历区块b中的所有交易，查找交易单号1的详细数据。

步骤2.5，将查询到的交易数据返回到用户界面，供用户浏览。

如前所述,本公开中执行该方法的主体是区块链网络中的一个区块链节点。执行步骤二的前提是该区块链节点存储有区块链,以便于该区块链节点从自身所存储的区块链中查找查询端指定的商品交易信息。因此,在对步骤进二行说明之前,首先对区块链节点存储区块链索引表的过程进行说明。图5为本发明提供的一种新区快生成时构造索引目录表的实现流程图，具体步骤如下：

步骤一，客户端产生多笔新交易，通过加密算法对每笔交易对其进行签名加密，并通过P2P网络进行传播。

步骤二，矿工对其一段时间内的交易进行整合，构造新区块，进行挖矿。

步骤三，当新区块a通过共识机制，准备连接到区块链时，构造索引目录表。

步骤四，通过区块头的上一区块哈希值，检索到区块链的上一区块b，并将区块b的索引目录表拷贝到当前区块中。

步骤五，判断区块a的区块哈希值是否在区块a的索引目录表中。如果存在，则调到步骤七；否则，调到步骤六。

步骤六，遍历区块a的所有交易，将区块a的区块哈希值和交易存储到区块a的索引目录表中。

步骤七，区快a链接到区块链上，构造完成。

基于同一发明构思,本公开还提供一种查询商品交易信息的装置,应用于区块链网络中的区块链节点,所述区块链节点存储有由多个区块组成的区块链,每个区块用于存储信息,所述区块链是由所述区块链网络中所有区块链节点共同参与维护的分布式数据库。请参考图6是根据一示例性实施例示出的一种查询电子票的状态信息的装置的框图。如图6所示,该装置500包括

获得模块,用于获得查询请求,所述查询请求用于查询商品交易的信息

查找模块,用于响应于所述查询请求,从所述区块链中查找所述商品交易的信息

输出模块,用于输出所述商品交易的信息

图7为本发明提供的一种新型区块头结构示意图，创新之处在于区块头中增加了一个索引目录表，供用户查询使用，达到提高查询效率的作用。

图8为本发明提供的一种索引目录表的结构示意图，此表为key-value结构，key为交易编号，value为区块哈希值，通过搜索交易编号查找到区块号，再指定到相应的区块进行定点查询，查询交易的具体详细信息。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种区块链商品交易查询中的索引方法，其特征在于，具体实现步骤如下：

步骤1.在区块链的新区块中构造索引目录表；

步骤2.在客户端查询窗口输入所要查询的交易单号；

步骤3.在服务器端，通过区块链当前最后一个区块的索引目录表，查询该交易单号。如果存在，则进行步骤4；否则，返回用户界面，无此交易；

步骤4.通过当前最后一个区块的索引目录表，所查到的交易单号和区块哈希值的键值对，获得交易所在的区块；

步骤5.根据区块哈希值，遍历区块链，找到区块；

步骤6.遍历区块中的所有交易，查找交易单号的详细数据；

步骤7.将查询到的交易数据返回到用户界面，供用户浏览。

2.根据权利要求1所述的一种区块链商品交易查询中的索引方法，其特征在于：步骤1所述构造索引目录表的具体步骤为：

步骤1.客户端产生多笔新交易，通过加密算法对每笔交易进行签名加密，并通过P2P网络传播；

步骤2.整合一段时间内的交易，构造新区块，进行挖矿；

步骤3.当新区块通过共识机制，准备连接到区块链时，构造索引目录表；

步骤4.通过区块头的上一区块哈希值，检索到区块链的上一区块，并将上一区块的索引目录表拷贝到当前区块中；

步骤5.判断新区块的区块哈希值是否在区块的索引目录表中。如果存在，则进行步骤7；否则，进行步骤6；

步骤6.遍历新区块的所有交易，将新区块的区块哈希值和交易存储到区块的索引目录表中；

步骤7.新区块链接到区块链上，构造完成。

3.根据权利要求1所述的一种区块链商品交易查询中的索引方法，其特征在于：步骤1所述的区块包括区块体和区块头，区块头为一种新型区块头结构，包含时间戳、难度值、随机数、MERKLE树根、前一个区块形成的哈希散值、索引目录表，索引目录表占用空间极小。

4.根据权利要求1所述的一种区块链商品交易查询中的索引方法，其特征在于：步骤1所述的索引目录表为key-value结构，key为交易编号，value为区块哈希值。