CN110427346A - 一种基于区块链的文件存储系统及其文件存储方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于区块链的文件存储系统及其文件存储方法，文件存储方法包括如下步骤：区块链服务模块通过区块链服务接口接收文件和哈希值并计算文件的哈希值，判断其与接收到的哈希值是否匹配；如果匹配则将文件和哈希值存储并生成该文件的ID码；根据文件的哈希值生成数据存储交易，将该数据存储交易和文件的ID码发送给区块链服务模块；区块链服务模块将数据存储交易发给超级节点进行共识和打块，并将打块后的数据存储交易广播给所有节点，各节点根据文件的ID码将文件写入各自DFS系统。本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中区块链存储数据时交易数量大、时间长的问题。
Description
技术领域
本发明属于区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链的文件存储系统及其文件存储方法。
背景技术
区块链是分布式数据存储、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，其本质是一个去中心化的数据库。区块链包括节点，节点用于确认区块的生成，这些区块由交易生成，交易主要是虚拟币转账交易，交易中主要内容是转账交易记录。
联盟区块链是由特定组织或联盟指定节点构成，可以使得交易更容易达成，避免由于参差不齐的参与者产生的一些问题，从而合规性由很大提升。但是目前区块链主要交易确认时间长，数据存储成本高，存储大小受限制，性能较低，且只能存储数据的哈希值，无法再进行溯源。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于区块链的文件存储系统及其文件存储方法，以解决现有技术中区块链存储文件及文件存取效率的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于区块链的文件存储系统的文件存储方法，该方法包括如下步骤：
（1）区块链服务模块通过区块链服务接口接收文件和哈希值，并计算文件的哈希值，判断其与接收到的哈希值是否匹配；
（2）如果匹配，则将文件和哈希值存储并生成该文件的ID码；
（3）根据文件的哈希值生成数据存储交易，将该数据存储交易和文件的ID码发送给所有超级节点；
（4）各超级节点将数据存储交易进行共识和打块，并将打块后的数据存储交易广播给所有节点，各节点根据文件的ID码将文件写入各自DFS系统。
进一步的，存储账户数据的方法为：
监控管理模块接收账户名和账户公钥，根据账户名和账户公钥生成账户交易信息并发送给通讯云；
超级节点接收到账户信息后判断该账号是否能够被创建，并将判断结果发送给通讯云，当有设定数量以上的超级节点判断该账户可以被创建时判断为共识达成；
共识达成后通讯业务处理模块将账户交易打包并发送给区块链所有节点，各节点接收到区块后将该账户保存到本地。
进一步的，超级节点接收到账户交易信息后对其签名进行验证，当验证通过后查询账户名是否已经存在；如果不存在，则判断为该账户为可创建账户。
进一步的，通讯业务处理模块接将该账户交易封装成区块后，随机选出一个超级节点对其进行签名，通讯云将签名后的区块发送给所有节点，各节点对接收到的区块的签名进行认证，当认证通过后再将对应的账户保存到本地。
进一步的，区块链节点接收到数据存储交易和文件的ID码后，验证账户对哈希值的签名和文件的ID码进行验证，如果验证通过，则将数据存储交易进行共识和打块。
一种基于区块链的文件存储系统，包括基础层、业务层和服务层，所述基础层包括多个超级节点以及多个备用节点，所述业务层包括通讯云和业务处理模块，所述服务层包括监控管理模块和区块链服务模块；所述通讯云与各超级节点通讯连接；所述区块链文件存储系统及方法包括如下步骤：
（1）区块链服务模块通过区块链服务接口接收文件和哈希值，并计算文件的哈希值，判断其与接收到的哈希值是否匹配；
（2）如果匹配，则将文件和哈希值存储并生成该文件的ID码；
（3）根据文件的哈希值生成数据存储交易，将该数据存储交易和文件的ID码发送给超级节点；
（4）超级节点将数据存储交易进行共识和打块，并将打块后的数据存储交易广播给所有节点，各节点根据文件的ID码将文件写入各自DFS系统。
进一步的，所述区块链文件存储系统存储账户数据的方法包括如下步骤：
监控管理模块接收账户名和账户公钥，根据账户名和账户公钥生成账户交易信息并发送给通讯云；
超级节点接收到账户信息后判断该账号是否能够被创建，并将判断结果发送给通讯云，当有设定数量以上的超级节点判断该账户可以被创建时判断为共识达成；
共识达成后通讯业务处理模块将账户交易打包并发送给区块链所有节点，各节点接收到区块后将该账户保存到本地。
进一步的，超级节点接收到账户交易信息后对其签名进行验证，当验证通过后查询账户名是否已经存在；如果不存在，则判断为该账户为可创建账户。
进一步的，通讯业务处理模块接将该账户交易封装成区块后，随机选出一个超级节点对其进行签名，通讯云将签名后的区块发送给所有节点，各节点对接收到的区块的签名进行认证，当认证通过后再将对应的账户保存到本地。
进一步的，区块链服务模块接收到数据存储交易和文件的ID码后，验证账户对哈希值的签名和文件的ID码进行验证，如果验证通过，则将数据存储交易进行共识和打块。
本发明的有益效果：本发明所提供的技术方案，在上传文件时发起处理只需两个步骤，交易数据量较小且共识确认时间短，能够解决现有技术中区块链存储数据时交易数量大、时间长的问题。
附图说明
图1是本发明系统实施例中基于区块链的文件存储系统的结构示意图；
图2是本发明系统实施例中基于区块链的文件存储系统的文件存储方法的流程图。
具体实施方式
系统实施例：
本实施例提供一种基于区块链的文件存储系统，用于解决现有技术中区块链交易时间长、数据存储成本高、存储大小限制和性能低，联盟链只能用于存储数据哈希值而无法进行溯源的问题。
本实施例所提供的基于区块链的文件存储系统，其结构如图1所示，包括基础层、业务层和服务层。
基础层包括多个超级节点，以及多个备用节点。超级节点用于共识、见证区块产生、文件存储，备用节点与对应超级节点的结构相同，但是不参与共识及见证区块产生，只存储区块及文件，当超级节点出现错误时或者离线时，随机选出备用节点替补成为超级节点。
业务层包括通讯云和业务处理模块，通讯云是整个区块链系统通讯的基础，与各超级节点、备用节点通讯，通讯云用于提升节点间、隔层间的通讯效率，减少故障。业务处理模块用于共识，文件上传校验、文件分发和交易规整。
服务层包括监控管理模块和区块链服务模块，监控管理模块用于创建联盟区块链账户、节点管理、区块触发和系统参数配置，区块链服务模块用于对外提供存储文件接口和查询文件接口。
整个联盟区块链系统由特定组织或联盟的线下组织管理，主要负责确定整个系统的系统参数值、对外提供服务策略、选出节点并确定节点角色。
各超级节点和备用节点存储的数据包括区块和文件，区块包含交易，交易分为创建账户交易和数据存储交易，创建账户交易包含账户名及账户公钥，数据存储交易包含存储者的账户名、文件哈希值，文件是用户上传的文件。
本实施例所提供的区块链文件存储系统，其文件存储方法的流程如图1所示，包括对账户数据的存储方法和对文件数据的存储方法，首先接收生成账户数据或上传的文件，然后对其进行共识、打块和存储。
本实施例所提供的基于区块链的文件存储系统，其对账户数据的存储方法为：
用户生成账户名、账户公钥和账户私钥，并将账户名和账户公钥提交给服务层的监控管理模块；监控管理模块根据账户名和账户公钥生成创建账户交易信息，创建账户交易信息包括账户名、账户公钥、监控管理账户名和监控管理签名；
通讯云将创建账户交易信息广播发送给基础层的各超级节点，且业务处理模块对创建账户交易信息进行二次通讯签名；
超级节点接收到账户交易后，对其二次通讯签名进行验证；如果验证通过，则验证监控管理模块对其进行签名并查询创建账户交易信息中的账户名和账户公钥在系统中是否已经存在；如果不存在，则判断为该账户可创建，并将判断结果以及验证监控模块对该创建账户交易信息的签名发送给通讯云；
通讯云统计各超级节点的判断结果，当有1/2以上的超级节点判断为该账户可用时，判断为共识达成，否则判断为共识没有达成；
达成共识后监控管理模块向通讯业务处理模块发送打块通知，通讯业务处理模块接收到打块通知后将该账户交易封装成区块；
随机选出一个超级节点对封装成的区块进行签名，通讯云将签名后的区块发送给所有节点；
各节点对接收到的区块的签名进行认证，当认证通过后将区块中的账户保存到本地，完成账户的创建。
本实施例所提供的基于区块链的文件存储系统，其文件数据存储的方法为：
用户通过存储文件存储接口传输文件和哈希值，从而将文件上传到区块链服务模块；
区块链服务模块计算文件的哈希值并判断其与文件是否匹配，如果匹配则将该文件临时存储，并生成该文件的ID号；
然后根据该文件的哈希值以及该文件哈希值签名生成储存交易，并将该存储交易和文件的ID号发送给区块链服务模块；
区块链服务模块验证文件的哈希值和文件ID号，如果验证通过，则将该存储交易进行共识、打块；
打块完成后将其广播给所有节点，各节点根据文件的ID号把文件写入各自DFS系统并永久存储。
方法实施例：
本实施例提供一种基于区块链的文件存储系统的文件存储方法，与上述系统实施例中基于区块链的文件存储系统的文件存储方法相同，该方法已在上述系统实施例中做了详细的介绍，这里不多做说明。
Claims (10)
1.一种基于区块链的文件存储系统的文件存储方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
（1）区块链服务模块通过区块链服务接口接收文件和哈希值，并计算文件的哈希值，判断其与接收到的哈希值是否匹配；
（2）如果匹配，则将文件和哈希值存储并生成该文件的ID码；
（3）根据文件的哈希值生成数据存储交易，将该数据存储交易和文件的ID码发送给超级节点；
（4）超级节点将数据存储交易进行共识和打块，并将打块后的数据存储交易广播给所有节点，各节点根据文件的ID码将文件写入各自DFS系统。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的文件存储系统的文件存储方法，其特征在于，存储账户数据的方法为：
监控管理模块接收账户名和账户公钥，根据账户名和账户公钥生成账户交易信息并发送给通讯云；
超级节点接收到账户信息后判断该账号是否能够被创建，并将判断结果发送给通讯云，当有设定数量以上的超级节点判断该账户可以被创建时判断为共识达成；
共识达成后通讯业务处理模块将账户交易打包并发送给所有节点，各节点接收到区块后将该账户保存到本地。
3.根据权利要求2所述的基于区块链的文件存储系统的文件存储方法，其特征在于，超级节点接收到账户交易信息后对其签名进行验证，当验证通过后查询账户名是否已经存在；如果不存在，则判断为该账户为可创建账户。
4.根据权利要求2所述的基于区块链的文件存储系统的文件存储方法，其特征在于，通讯业务处理模块接将该账户交易封装成区块后，随机选出一个超级节点对其进行签名，通讯云将签名后的区块发送给所有节点，各节点对接收到的区块的签名进行认证，当认证通过后再将对应的账户保存到本地。
5.根据权利要求1所述的基于区块链的文件存储系统的文件存储方法，其特征在于，各节点接收到数据存储交易和文件的ID码后，验证账户对哈希值的签名和文件的ID码进行验证，如果验证通过，则将数据存储交易进行共识和打块。
6.一种基于区块链的文件存储系统，包括基础层、业务层和服务层，其特征在于，所述基础层包括多个超级节点以及多个备选节点，所述业务层包括通讯云和业务处理模块，所述服务层包括监控管理模块和区块链服务模块；所述通讯云与各节点通讯连接；所述区块链文件存储系统的数据存储方法包括如下步骤：
（1）区块链服务模块通过区块链服务接口接收文件和哈希值，并计算文件的哈希值，判断其与接收到的哈希值是否匹配；
（2）如果匹配，则将文件和哈希值存储并生成该文件的ID码；
（3）根据文件的哈希值生成数据存储交易，将该数据存储交易和文件的ID码发送给区块链服务模块；
（4）区块链服务模块将数据存储交易发给超级节点进行共识和打块，并将打块后的数据存储交易广播给所有节点，各节点根据文件的ID码将文件写入各自DFS系统。
7.根据权利要求6所述的基于区块链的文件存储系统，其特征在于，所述区块链文件存储系统存储账户数据的方法包括如下步骤：
监控管理模块接收账户名和账户公钥，根据账户名和账户公钥生成账户交易信息并发送给通讯云；
超级节点接收到账户信息后判断该账号是否能够被创建，并将判断结果发送给通讯云，当有设定数量以上的超级节点判断该账户可以被创建时判断为共识达成；
共识达成后通讯业务处理模块将账户交易打包并发送给所有节点，各节点接收到区块后将该账户保存到本地。
8.根据权利要求7所述的基于区块链的文件存储系统，其特征在于，超级节点接收到账户交易信息后对其签名进行验证，当验证通过后查询账户名是否已经存在；如果不存在，则判断为该账户为可创建账户。
9.根据权利要求7所述的基于区块链的文件存储系统，其特征在于，通讯业务处理模块接将该账户交易封装成区块后，随机选出一个超级节点对其进行签名，通讯云将签名后的区块发送给所有节点，各节点对接收到的区块的签名进行认证，当认证通过后再将对应的账户保存到本地。
10.根据权利要求6所述的基于区块链的文件存储系统，其特征在于，各节点接收到数据存储交易和文件的ID码后，验证账户对哈希值的签名和文件的ID码进行验证，如果验证通过，则将数据存储交易进行共识和打块。
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