CN110442580A - 一种区块链状态数据存储方法、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种区块链状态数据存储方法，包括：在执行第一区块中的各交易后，分别判断待存储的各项第一状态数据为终结状态或非终结状态：若第一状态数据为非终结状态，则将第一状态数据存入状态树；生成状态树的树根哈希；先删除终结状态，再计算状态树哈希根据终结状态的各项第一状态数据生成第一根哈希，根据第一根哈希更新终结状态数据根哈希；根据树根哈希和更新后的终结状态数据根哈希生成第一区块的区块高度的状态根哈希。本发明通过将本区块的第一根哈希和上一区块的终结状态数据根哈希结合生成本区块更新后的状态数据根哈希，减少了状态数据的存储量，提高了后续存储效率，查询效率。

Description

一种区块链状态数据存储方法、设备和存储介质

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，具体涉及一种区块链状态数据存储方法、设备和存储介质。

背景技术

随着区块链交易的增长，交易产生的状态数据也越来越多，继而存储的数据量越来越大，占用越来越多的存储空间，然而状态数据中有的非终结状态数据作用很大，如账户余额等，而有的终结状态数据，如交易订单本身完成后的数据，在不进行数据查询的时候一般用不到这类数据，这样就造成了大量该类数据占用资源的情况，同时，对于用户需要查询某区块高度的账户余额时，需要过滤掉大量的终结状态数据，导致查询效率大大降低。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种减少存储空间的区块链状态数据存储方法、设备和存储介质。

第一方面，本发明提供一种区块链状态数据存储方法，包括：

在执行第一区块中的各交易后，分别判断待存储的各项第一状态数据为终结状态或非终结状态：若第一状态数据为非终结状态，则将第一状态数据存入状态树；

生成状态树的树根哈希；先删除终结状态，再计算状态树哈希

根据终结状态的各项第一状态数据生成第一根哈希，根据第一根哈希更新终结状态数据根哈希；

根据树根哈希和更新后的终结状态数据根哈希生成第一区块的区块高度的状态根哈希；

删除终结状态的各项第一状态数据。

进一步，将终结状态的各项第一状态数据存储在若干节点的本地数据库中以供进行终结状态数据信息的查询。

进一步，根据第一根哈希更新终结状态数据根哈希包括：

获取第一区块的前一个区块高度的第二区块的终结状态根哈希、第一区块的第一根哈希；

根据第二区块的终结状态根哈希和第一根哈希再次哈希以更新第一区块的终结状态根哈希。

进一步，终结状态哈希值初始值为空。

第二方面，本发明还提供另一种区块链状态数据存储方法，包括：

在执行第一区块中的各交易后，分别判断待存储的各项第一状态数据为终结状态或非终结状态：

根据终结状态的各项第一状态数据生成第二根哈希；

将第二根哈希和非终结状态数据的各项第一状态数据哈希后存入状态树，并删除所述状态树中待存储的终结状态的各项第一状态数据对应的非终结状态数据；

生成状态数的树根哈希；删除终结状态的各项第一状态数据。

进一步，将终结状态的各项第一状态数据存储在若干节点的本地数据库中以供进行终结状态数据信息的查询。

第三方面，本发明还提供一种设备，包括一个或多个处理器和存储器，其中存储器包含可由该一个或多个处理器执行的指令以使得该一个或多个处理器执行根据本发明各实施例提供的区块链状态数据存储方法。

第四方面，本发明还提供一种存储有计算机程序的存储介质，该计算机程序使计算机执行根据本发明各实施例提供的区块链状态数据存储方法。

本发明诸多实施例提供的区块链状态数据存储方法、设备和存储介质通过只将非终结状态数据存储到状态树，并获取状态树根，将终结状态数据生成第一根哈希，再将本区块的第一根哈希和上一区块的终结状态数据根哈希结合生成本区块更新后的状态数据根哈希，存储到区块头中，一方面将终结状态数据记录保留下来，保存了数据的完整性，另一方面，减少了状态数据的存储量，提高了后续存储效率，查询效率。

本发明一些实施例提供的区块链状态数据存储方法、设备和存储介质进一步通过将终结状态的状态数据存储到若干节点中，当需要进行此类数据的查询时，可以通过该节点获取，保证了状态数据存储的前提下，减少状态数据的存储。

本发明诸多实施例提供的区块链状态数据存储方法、设备和存储介质进一步通过将终结状态的数据生成的第二根哈希与非终结状态数据一同存储状态树中，同样的，也删除终结状态数据，一方面保证了状态数据的完整性，另一方面减少了状态数据的存储量，提高了后续存储、查询的效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例提供的一种区块链状态数据存储方法的流程图。

图2为图1所示方法的一种优选实施方式的流程图。

图3为本发明一实施例提供的另一种区块链状态数据存储方法的流程图

图4为图3所示方法的一种优选实施方式的流程图。

图5为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

区块链的状态数据分为终结状态和非终结状态：非终结状态：即可以再发生变化的状态，比如用户的账户余额，是可以变化的，再如用户发起一笔交易，该交易的状态为“发起交易”，这笔交易在没有人接单之前，可以被撤销，所以称为非终结状态。终结状态：即不能再发生变化的状态，比如上面所说的用户发起的一笔交易，在没有人接单之前，是非终结状态，当有人接单以后，交易执行完成，该交易状态则变为终结状态。

图1为本发明一实施例提供的一种区块链状态数据存储方法的流程图。

如图1所示，在本实施例中，本发明提供一种区块链状态数据存储方法，包括：

S11、在执行第一区块中的各交易后，分别判断待存储的各项第一状态数据为终结状态或非终结状态：若第一状态数据为非终结状态，则将第一状态数据存入状态树；否则，则删除状态树中对应的非终结状态的状态数据；

S12、生成状态树的树根哈希；

S13、根据终结状态的各项第一状态数据生成第一根哈希，根据第一根哈希更新终结状态数据根哈希；

S14、根据树根哈希和更新后的终结状态数据根哈希生成第一区块的区块高度的状态根哈希；

删除终结状态的各项第一状态数据。

具体地，执行第一区块的各交易后，生成了state1，state2，state3，state4等状态数据，其中state1，state2为非终结状态数据，判断上述状态数据哪些为非终结状态哪些为终结状态后，根据非终结状态数据state1，state2存入状态树，将终结状态的第一数据对应的该状态树中的原始状态(即非终结状态)的第一数据删除后以更新状态树((比如原本的状态树中的非终结状态为某一订单交易tx1，此时，tx1对应的状态数据为非终结状态，tx1的非终结状态数据存储在状态树中，而在本区块中，有人发送订单交易tx2接单，合约执行完该tx2后，tx1对应的数据状态由非终结状态改变为终结状态，因此要删除原本存储在状态树中的非终结状态数据)，而对于新叶子节点只需要存入状态树即可)，并获取状态树的树根哈希hash1，将终结状态数据state3哈希生成哈希值a，将终结状态数据state4哈希生成哈希值b，然后将a和b哈希生成c，同时获取上一个区块的终结状态的哈希值d，根据哈希值c和上一区块终结状态哈希值d生成第一区块的终结状态数据根哈希hash2＝c+d，根据hash1和hash2生成第一区块的状态根哈希Hash＝hash1+hash2，该根哈希Hash存储在区块头中，并将终结状态数据state3，state4删除。更多的，区块的终结状态数据根哈希hash2存储在数据库中，以备下一区块生成终结状态数据根哈希时获取上一区块的终结状态数据更哈希。

在更多实施例中，步骤S12和步骤S13的执行顺序可以不受上述实施例的限制，即可以先执行步骤S12，再执行步骤S13，也可以先执行步骤S13，再执行步骤S13，还可以是步骤S12，步骤S13同时执行。

在更多实施例中，步骤S14中Hash可以是hash1+hash2生成，还可以是hash2+hash1生成，并不受上述实施例的限制。更进一步的，由于hash1已经有极大的安全性和区分度，hash2可以是根据终结状态数据哈希生成哈希值后取部分简短的位数与hash1进行组合，以此保证状态数据的完整性。

在更多实施例中，如果下一个区块中没有新的终结状态产生，则终结状态的终结状态数据根哈希为第一个区块的终结状态数据根哈希hash2相同，非终结状态数据的树根哈希生成方式与上述方法一致。

在更多实施例中，终结状态数据根哈希的初始值设置为空。

图2为图1所示方法的一种优选实施方式的流程图。

如图2所示，在本实施例中，上述方法还包括：

S15、将终结状态的各项第一状态数据存储在若干节点的本地数据库中以供进行终结状态数据信息的查询。

具体地，可以将终结状态数据存储到设定的几个区块链节点中，当需要查询终结状态的数据时，可以向该几个节点的某一个或者某几个发出请求信息，后续还可以对该若干区块链节点返回的各终结状态数据信息进行对比以判断数据的真实性。通过将终结状态的数据存储到设定的几个节点，既能保证了终结状态数据的查询功能(需要用到的情况很少)，又能保证存储状态数据的完整性及降低占用存储资源的空间。

在更多实施例中，步骤S15与图1所示的步骤S12,13,14的执行顺序并没有严格的界定，可以先后执行，也可以穿插执行，还可以是同时执行。

图3为本发明一实施例提供的另一种区块链状态数据存储方法的流程图。如图1所示，在本实施例中，本发明提供一种区块链状态数据存储方法，包括：

S21、在执行第一区块中的各交易后，分别判断待存储的各项第一状态数据为终结状态或非终结状态：

S22、根据终结状态的各项第一状态数据生成第二根哈希；

S23、将第二根哈希和非终结状态数据的各项第一状态数据哈希后存入状态树；

S24、生成状态数的树根哈希；

删除终结状态的各项第一状态数据。

具体地，执行第一区块的各交易后，生成了state5，state6，state7，state8等状态数据，其中state5，state6为非终结状态数据，判断上述状态数据哪些为非终结状态哪些为终结状态后，将终结状态数据state7，state8生成第二根哈希hash3，如hash3＝hash(state7+state8)，或者hash3＝hash(state8+state7)等生成方式，并判断终结状态数据state7，state8是否在现有状态树中存在对应的非终结状态数据，若有，则删除该数据(比如原本的状态树中的非终结状态为某一订单交易tx1，此时，tx1对应的状态数据为非终结状态，数据存储在状态树中，而在本区块中，有人发送订单交易tx2接单，合约执行完该tx2后，tx1对应的数据状态由非终结状态改变为终结状态，因此要删除原本存储在状态树中的非终结状态数据)。然后将第二根哈希和各非终结状态数据存入状态树以更新状态树，获取状态树的树根哈希hash4，并将hash4存在区块头中，删除各终结状态数据state7，state8。

在更多实施例中，步骤S22,S23,S24的执行顺序并不受上述实施例的限制。

本实施将终结状态数据统一生成根哈希，与非终结状态数据一起存储状态树，保证了数据的完整性，并大大见笑了非终结状态数据所占用的空间。

图4为图3所示方法的一种优选实施方式的流程图。如图1所示，在本实施例中，上述方法还包括：

S25、将终结状态的各项第一状态数据存储在若干节点的本地数据库中以供进行终结状态数据信息的查询。

具体地，可以将终结状态数据存储到设定的几个区块链节点中，当需要查询终结状态的数据时，可以向该几个节点的某一个或者某几个发出请求信息，后续还可以对该若干区块链节点返回的各终结状态数据信息进行对比以判断数据的真实性。通过将终结状态的数据存储到设定的几个节点，既能保证了终结状态数据的查询功能(需要用到的情况很少)，又能保证存储状态数据的完整性及降低占用存储资源的空间。

图5为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。

如图5所示，作为另一方面，本申请还提供了一种设备500，包括一个或多个中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM503中，还存储有设备500操作所需的各种程序和数据。CPU501、ROM502以及RAM503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。

以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。

特别地，根据本公开的实施例，上述任一实施例描述的区块链状态数据存储方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行区块链状态数据存储方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。

作为又一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例的装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，该程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的区块链状态数据存储方法。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这根据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，各所述单元可以是设置在计算机或移动智能设备中的软件程序，也可以是单独配置的硬件装置。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离本申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种区块链状态数据存储方法，其特征在于，所述方法包括：

在执行第一区块中的各交易后，分别判断待存储的各项第一状态数据为终结状态或非终结状态：若所述第一状态数据为非终结状态，则将所述第一状态数据存入状态树；否则，删除所述状态树中对应的非终结状态的状态数据；

生成所述状态树的树根哈希；

根据终结状态的各项第一状态数据生成第一根哈希，根据所述第一根哈希更新终结状态数据根哈希；

根据所述树根哈希和更新后的终结状态数据根哈希生成所述第一区块的区块高度的状态根哈希；

删除所述终结状态的各项第一状态数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将终结状态的各项第一状态数据存储在若干节点的本地数据库中以供进行终结状态数据信息的查询。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一根哈希更新终结状态数据根哈希包括：

获取第一区块的前一个区块高度的第二区块的终结状态根哈希、所述第一区块的所述第一根哈希；

根据第二区块的终结状态根哈希和所述第一根哈希再次哈希以更新第一区块的终结状态根哈希。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述终结状态哈希值初始值为空。

5.一种区块链状态数据存储方法，其特征在于，所述方法包括：

在执行第一区块中的各交易后，分别判断待存储的各项第一状态数据为终结状态或非终结状态：

根据终结状态的各项第一状态数据生成第二根哈希；

将所述第二根哈希和非终结状态数据的各项第一状态数据哈希后存入状态树；

生成所述状态数的树根哈希；

删除所述终结状态的各项第一状态数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将终结状态的各项第一状态数据存储在若干节点的本地数据库中以供进行终结状态数据信息的查询。

7.一种设备，其特征在于，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1-6中任一项所述的方法。

8.一种存储有计算机程序的存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。