CN110166220A - 一种根据分区键的散列值进行切分的分片方法 - Google Patents

Abstract

本发明使用参与企业分片共享的用户将自己准备好的分片通过同态加密算法进行加密，通过平台对数据交换进行记录，保证数据交换记录真实可靠不可篡改。使用秘密通道将分片传递到一个合法的切分容器，用于协作的原始分片也应该返回给分片原始持有者，并不会在合法切分容器中留下备份，同时原始分片的返回也是在单向合法通道上进行，增加了数据加密的可靠性。针对数据切分问题，结合区块链中跨链与智能合约的技术，提出基于区块链的数据切分系统，改变了传统数据切分模式，使得数据源与数据使用者直接进行交互，减少了中间商赚取的差价，并通过佣金激励措施，促进了系统维护这对系统安全、稳定等性能的维护。

Description

一种根据分区键的散列值进行切分的分片方法

技术领域

本申请涉及区块链技术领域，具体而言，涉及一种根据分区键的散列值进行切分的分片方法。

背景技术

Multiple Atomic Chain（简称MAC，多原链）是开发在区块链和以太坊之外的第三种区块链底层生态系统，致力于拓展区块链技术的商业应用边界和技术边界，让大众用户用户能够真实的感受到区块链技术的价值，让区块链不在停滞于学术理论层面而是更加直接的应用到开发应用的实践中去，多原链的开发将是商业应用和区块链技术碰撞的火花，也是对区块链现有技术的一种挑战，跳跃出了现有技术领域思维，为区块链3。0生态应用体系的开创先锋。多原链系统中，可以通过价值传输协议来实现点对点的价值转移，高性能、高吞吐量、快速安全是多原链的特性，从而用多原链的底层构建出一个支持多个行业领域（金融、物联网、供应链、社交、游戏、电商、溯源、交易等）的去中心化的场景应用开发生态平台。

在多原链的公链（PublicBlockchain 系统中，全世界任何人都可读取、任何人都能发送交易且交易能获得有效确认、任何人都能参与其中共识过程的区块链（共识过程决定哪个区块可被添加到区块链中和明确当前状态）。作为中心化或者准中心化信任的替代物，公共区块链的安全由“加密数字经济”采取工作量证明机制或权益证明机制等方式，将经济奖励和加密数字校验结合了起来，并遵循着一般原则：每个人从中可获得的经济奖励，与对共识过程作出的贡献成正比。这些区块链通常被认为是“完全去中心化”的。

与任何分布式数据库的分片机制类似，NDPoS的分片机制基于DHT模式，根据分区键的散列值进行切分。在这种模式下，指定分区键的精确查询操作性能极高，同时一般来说针对均匀分布的分区键能够做到整个集群的数据均匀分布。但是，如果查询条件中并不包含分区键，查询必须向所有分片中进行广播以得到全部分区中符合条件的记录。因此，NDPoS所基于的DHT分片算法必须得到优化，以满足非主键查询检索的实时高效。一个较为简单直观的方式即引入全局索引的概念。在分布式数据库的领域中，所谓全局索引即一个二级索引，但是该索引的分区键使用索引键，而非表分区键。在这种模式中，用户可以使用散列分区或范围分区对索引键字段进行分区，使查询者能够在仅访问有限数量分区的前提下得到符合查询条件的记录。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种根据分区键的散列值进行切分的分片方法。

本发明请求保护一种根据分区键的散列值进行切分的分片方法,其特征在于：

分片准备：参与企业分片共享的用户将自己准备好的分片通过同态加密算法进行加密，并加入相关的数字标签，根据最开始的分片请求要求，准备将相关分片通过加密的合法通道进行传输，地址分配方案与主动式路由协议相配合，可以在没有额外控制包开销的情况下，实现全网同步；

分片传输：各个分片共享参与者通过秘密通道将分片传递到一个合法的切分容器，相关分片在进入合法通道后，自动加密，而在分片到达合法的切分容器后自动解密，并进行准备进行相关的运算；

协作分片运行：在各个分片协作者都将分片传送到合法切分容器之后，利用实现确定的合法多方切分算法，对收到的分片进行操作；

协作散列值返回：合法容器切分得到的协作分片散列值通过反向的单向合法通道在强监管下传送给协作分片的请求者，此协作分片散列值在输送到协作分片请求方后，立即消除，并不会备份；

原始分片返回：在进行完协作分片切分，并将协作分片散列值返回给协作分片请求者后，用于协作的原始分片也应该返回给分片原始持有者，并不会在合法切分容器中留下备份，同时原始分片的返回也是在单向合法通道上进行。本发明使用参与企业分片共享的用户将自己准备好的分片通过同态加密算法进行加密，通过平台对数据交换进行记录，保证数据交换记录真实可靠不可篡改。使用秘密通道将分片传递到一个合法的切分容器，用于协作的原始分片也应该返回给分片原始持有者，并不会在合法切分容器中留下备份，同时原始分片的返回也是在单向合法通道上进行，增加了数据加密的可靠性。针对数据切分问题，结合区块链中跨链与智能合约的技术，提出基于区块链的数据切分系统，改变了传统数据切分模式，使得数据源与数据使用者直接进行交互，减少了中间商赚取的差价，并通过佣金激励措施，促进了系统维护这对系统安全、稳定等性能的维护。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需 要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些 实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了根据本发明一种根据分区键的散列值进行切分的分片方法的流程示意图；

图2示出了根据本发明一种根据分区键的散列值进行切分的分片方法的实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示 了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不 应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地 理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参照附图1和2根据本发明一种根据分区键的散列值进行切分的分片方法及其实施例的流程示意图。

本发明请求保护一种根据分区键的散列值进行切分的分片方法,其特征在于：

分片准备：参与企业分片共享的用户将自己准备好的分片通过同态加密算法进行加密，并加入相关的数字标签，根据最开始的分片请求要求，准备将相关分片通过加密的合法通道进行传输，地址分配方案与主动式路由协议相配合，可以在没有额外控制包开销的情况下，实现全网同步；

分片传输：各个分片共享参与者通过秘密通道将分片传递到一个合法的切分容器，相关分片在进入合法通道后，自动加密，而在分片到达合法的切分容器后自动解密，并进行准备进行相关的运算；

协作分片运行：在各个分片协作者都将分片传送到合法切分容器之后，利用实现确定的合法多方切分算法，对收到的分片进行操作；

协作散列值返回：合法容器切分得到的协作分片散列值通过反向的单向合法通道在强监管下传送给协作分片的请求者，此协作分片散列值在输送到协作分片请求方后，立即消除，并不会备份；

原始分片返回：在进行完协作分片切分，并将协作分片散列值返回给协作分片请求者后，用于协作的原始分片也应该返回给分片原始持有者，并不会在合法切分容器中留下备份，同时原始分片的返回也是在单向合法通道上进行。

进一步地，所述分片准备：参与企业分片共享的用户将自己准备好的分片通过同态加密算法进行加密，并加入相关的数字标签，根据最开始的分片请求要求，准备将相关分片通过加密的合法通道进行传输，地址分配方案与主动式路由协议相配合，可以在没有额外控制包开销的情况下，实现全网同步，具体包括：

采用添加副网络分片的方式解决网络分片中断的问题，网络分片定期从它的一跳邻居分片中选取信任度值较高的分片作为副网络分片，并将全网的地址池列表发送给副网络分片存储备份。当副网络分片收到了数据之后就会更新自己的信任度值，并在发送路由广播包的时候通知其他分片，副网络分片在网络分片离开网络的情况下，行驶网络分片的功能；

网络分片正常离开网络时，会将当前的全网地址池表发送给副网络分片，然后告知副网络分片行驶网络分片的功能，负责地址的收发，其他路由分片也能够通过路由协议得知网络分片的变更，之后就会向新网络分片进行地址请求；

网络分片意外中断时，获取分片散列值文件的哈希值，获取对分片散列值文件切分时各数据块的生成序号；

副网络分片会把路由表中的信任度、剩余地址信息与存储的地址池表进行对比，若发现不匹配的情况，副网络分片向相应的路由分片发送地址池同步请求，从而保证全网地址池表的准确性。

优选的，所述分片传输，各个分片共享参与者通过秘密通道将分片传递到一个合法的切分容器，相关分片在进入合法通道后，自动加密，而在分片到达合法的切分容器后自动解密，并进行准备进行相关的运算，具体包括：

将多个分区存储存储在处理服务器的分区数据库中，其中，每个分区存储都包括与分区相关的结构化数据集，其至少包括分区标识符和一个或多个语义规范；

所有路由分片通过路由协议得知网络分片的中断，会把当前的副网络分片当作新的网络分片，将分片散列值文件的哈希值与各数据块的生成序号组合成各数据块编号；

如果链外校验表中包含以所述当前区块的区块体数据中的部分数据作为第一数据所形成的校验记录，则以所述校验记录中的第二数据替换掉相应的所述第一数据后，将所述第二数据所在区块的区块头数据和区块体数据经生长算法生成的固定长度的字符串，记为生长散列值；

如果所述生长散列值与所述校验记录中的散列值相同，则确定所述当前区块到其子区块之间的一致性验证通过。

进一步地，所述协作分片运行：在各个分片协作者都将分片传送到合法切分容器之后，利用实现确定的合法多方切分算法，对收到的分片进行操作，具体包括：

应用级代码分片服务端对哈希结果进行负载均衡处理，在相同业务类型的多个虚拟区块链标识中选择与交易请求对应的虚拟区块链标识；

基于DHT模式，根据分区键的散列值进行切分，在这种模式下，指定分区键的精确查询操作性能极高，同时一般来说针对均匀分布的分区键能够做到整个集群的数据均匀分布；

将选择出的虚拟区块链标识记录为已选择的虚拟区块链标识，应用级代码分片服务端将多个交易请求分别转发至与已选择的虚拟区块链标识一一对应的应用级代码分片客户端

如果查询条件中并不包含分区键，查询必须向所有分片中进行广播以得到全部分区中符合条件的记录；

对主数据以DHT分片的方式进行切分，可以针对需要检索的其他属性建立最终一致性全局索引，对于每个账本节点需要实现数据库“表”与“索引”等类似的机制，将不同业务属性的数据分别存放。

优选的，所述协作散列值返回：合法容器切分得到的协作分片散列值通过反向的单向合法通道在强监管下传送给协作分片的请求者，此协作分片散列值在输送到协作分片请求方后，立即消除，并不会备份，具体包括：

上层代理节点则首先在上层虚拟链中发起上层虚拟链中的协调节点达成共识后，会在上层虚拟链中按照DPoS原则通知上层虚拟链中的其他跟随节点，即分片链中的普通代理节点；

在每个分片链中则按照各自的DPoS规则向自身的跟随节点广播，从而达到跨链间共识；

先在顶层虚拟链中达成共识，然后将结果传达给底层分片链，当存在超过两层虚拟链时，该模式以递归的方式由顶层向下传递，当发生业务交涉时，如果交涉的多方均处于同一个部门中，则所有协商仅需在部门内部管理层中达成共识即可。

进一步地，所述原始分片返回：在进行完协作分片切分，并将协作分片散列值返回给协作分片请求者后，用于协作的原始分片也应该返回给分片原始持有者，并不会在合法切分容器中留下备份，同时原始分片的返回也是在单向合法通道上进行，具体包括：

从发送方接收向分片授予针对对象的能力的请求，为分片确定发送方针对对象的访问权限，确定所述访问权限是否允许将向分片授予针对对象的能力；将分片的针对对象的能力存储在区块链系统上，其中所述能力能够用于动态地确定针对对象的访问控制；

发起分片的代理节点同样依照DPoS原理，在上层虚拟链中将交易转发给上层虚拟链中的上层代理节点，通过应用级代码分片客户端将交易请求分配至对应的虚拟区块链标识，根据虚拟区块链标识来访问虚拟区块链所映射的物理区块链。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种根据分区键的散列值进行切分的分片方法,其特征在于：

分片准备：参与企业分片共享的用户将自己准备好的分片通过同态加密算法进行加密，并加入相关的数字标签，根据最开始的分片请求要求，准备将相关分片通过加密的合法通道进行传输，地址分配方案与主动式路由协议相配合，可以在没有额外控制包开销的情况下，实现全网同步；

分片传输：各个分片共享参与者通过秘密通道将分片传递到一个合法的切分容器，相关分片在进入合法通道后，自动加密，而在分片到达合法的切分容器后自动解密，并进行准备进行相关的运算；

协作分片运行：在各个分片协作者都将分片传送到合法切分容器之后，利用实现确定的合法多方切分算法，对收到的分片进行操作；

协作散列值返回：合法容器切分得到的协作分片散列值通过反向的单向合法通道在强监管下传送给协作分片的请求者，此协作分片散列值在输送到协作分片请求方后，立即消除，并不会备份；

原始分片返回：在进行完协作分片切分，并将协作分片散列值返回给协作分片请求者后，用于协作的原始分片也应该返回给分片原始持有者，并不会在合法切分容器中留下备份，同时原始分片的返回也是在单向合法通道上进行。

2.如权利要求1所述的一种根据分区键的散列值进行切分的分片方法,其特征在于：

所述分片准备：参与企业分片共享的用户将自己准备好的分片通过同态加密算法进行加密，并加入相关的数字标签，根据最开始的分片请求要求，准备将相关分片通过加密的合法通道进行传输，地址分配方案与主动式路由协议相配合，可以在没有额外控制包开销的情况下，实现全网同步，具体包括：

采用添加副网络分片的方式解决网络分片中断的问题，网络分片定期从它的一跳邻居分片中选取信任度值较高的分片作为副网络分片，并将全网的地址池列表发送给副网络分片存储备份；

当副网络分片收到了数据之后就会更新自己的信任度值，并在发送路由广播包的时候通知其他分片，副网络分片在网络分片离开网络的情况下，行驶网络分片的功能；

网络分片正常离开网络时，会将当前的全网地址池表发送给副网络分片，然后告

知副网络分片行驶网络分片的功能，负责地址的收发，其他路由分片也能够通过路由协议得知网络分片的变更，之后就会向新网络分片进行地址请求；

网络分片意外中断时，获取分片散列值文件的哈希值，获取对分片散列值文件切分时各数据块的生成序号；

副网络分片会把路由表中的信任度、剩余地址信息与存储的地址池表进行对比，若发现不匹配的情况，副网络分片向相应的路由分片发送地址池同步请求，从而保证全网地址池表的准确性。

3.如权利要求1所述的一种根据分区键的散列值进行切分的分片方法,其特征在于：

所述分片传输，各个分片共享参与者通过秘密通道将分片传递到一个合法的切分容器，相关分片在进入合法通道后，自动加密，而在分片到达合法的切分容器后自动解密，并进行准备进行相关的运算，具体包括：

将多个分区存储存储在处理服务器的分区数据库中，其中，每个分区存储都包括与分区相关的结构化数据集，其至少包括分区标识符和一个或多个语义规范；

所有路由分片通过路由协议得知网络分片的中断，会把当前的副网络分片当作新的网络分片，将分片散列值文件的哈希值与各数据块的生成序号组合成各数据块编号；

如果链外校验表中包含以所述当前区块的区块体数据中的部分数据作为第一数据所形成的校验记录，则以所述校验记录中的第二数据替换掉相应的所述第一数据后，将所述第二数据所在区块的区块头数据和区块体数据经生长算法生成的固定长度的字符串，记为生长散列值；

如果所述生长散列值与所述校验记录中的散列值相同，则确定所述当前区块到其子区块之间的一致性验证通过。

4.如权利要求1所述的一种根据分区键的散列值进行切分的分片方法,其特征在于：

所述协作分片运行：在各个分片协作者都将分片传送到合法切分容器之后，利用实现确定的合法多方切分算法，对收到的分片进行操作，具体包括：

应用级代码分片服务端对哈希结果进行负载均衡处理，在相同业务类型的多个虚拟区块链标识中选择与交易请求对应的虚拟区块链标识；

基于DHT模式，根据分区键的散列值进行切分，在这种模式下，指定分区键的精确查询操作性能极高，同时一般来说针对均匀分布的分区键能够做到整个集群的数据均匀分布；

将选择出的虚拟区块链标识记录为已选择的虚拟区块链标识，应用级代码分片服务端将多个交易请求分别转发至与已选择的虚拟区块链标识一一对应的应用级代码分片客户端

如果查询条件中并不包含分区键，查询必须向所有分片中进行广播以得到全部分区中符合条件的记录；

对主数据以DHT分片的方式进行切分，可以针对需要检索的其他属性建立最终一致性全局索引，对于每个账本节点需要实现数据库“表”与“索引”等类似的机制，将不同业务属性的数据分别存放。

5.如权利要求1所述的一种根据分区键的散列值进行切分的分片方法,其特征在于：

所述协作散列值返回：合法容器切分得到的协作分片散列值通过反向的单向合法通道在强监管下传送给协作分片的请求者，此协作分片散列值在输送到协作分片请求方后，立即消除，并不会备份，具体包括：

上层代理节点则首先在上层虚拟链中发起上层虚拟链中的协调节点达成共识后，会在上层虚拟链中按照DPoS原则通知上层虚拟链中的其他跟随节点，即分片链中的普通代理节点；

在每个分片链中则按照各自的DPoS规则向自身的跟随节点广播，从而达到跨链间共识；

先在顶层虚拟链中达成共识，然后将结果传达给底层分片链，当存在超过两层虚拟链时，该模式以递归的方式由顶层向下传递，当发生业务交涉时，如果交涉的多方均处于同一个部门中，则所有协商仅需在部门内部管理层中达成共识即可。

6.如权利要求1所述的一种根据分区键的散列值进行切分的分片方法,其特征在于：

所述原始分片返回：在进行完协作分片切分，并将协作分片散列值返回给协作分片请求者后，用于协作的原始分片也应该返回给分片原始持有者，并不会在合法切分容器中留下备份，同时原始分片的返回也是在单向合法通道上进行，具体包括：

从发送方接收向分片授予针对对象的能力的请求，为分片确定发送方针对对象的访问权限，确定所述访问权限是否允许将向分片授予针对对象的能力；将分片的针对对象的能力存储在区块链系统上，其中所述能力能够用于动态地确定针对对象的访问控制；

发起分片的代理节点同样依照DPoS原理，在上层虚拟链中将交易转发给上层虚拟链中的上层代理节点，通过应用级代码分片客户端将交易请求分配至对应的虚拟区块链标识，根据虚拟区块链标识来访问虚拟区块链所映射的物理区块链。