CN110502500A - 一种基于区块链的去中心化数据库实现方法及装置 - Google Patents

一种基于区块链的去中心化数据库实现方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于区块链的去中心化数据库实现方法，包括步骤S1、区块链接收经过数据监听程序加密并推送的日志数据，日志数据由数据监听程序从第一数据库的操作日志中监听获取，且将日志数据存储在区块链中；步骤S2、区块链接收日志解析程序发起的日志读取请求，并将请求的日志数据返回给日志解析程序进行解密和语句解析，且通过日志解析程序将解析出的数据库语句写入到第二数据库中。本发明还提供一种方法所对应的装置。本发明的技术方案很好的实现了既能够支持完整的CURD功能，又能够进行去中心化存储。

Description

一种基于区块链的去中心化数据库实现方法及装置
技术领域
本发明涉及数据库领域，特别涉及一种基于区块链的去中心化数据库实现方法及装置。
背景技术
区块链(Blockchain)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。它是比特币的一个重要概念，区块链本质上是一个去中心化的数据库，同时作为比特币的底层技术，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比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。
但是，目前区块链上保存的数据并不支持完整的CURD功能(例如，不具备关系型数据查询的能力)，这导致在具体使用时会存在诸多的不便；其中，CURD是指在做计算处理时的增加(Create)、读取查询(Read)、更改(Update)和删除(Delete)几个单词的首字母简写，CURD主要被用在描述软件系统中数据库或者持久层的基本操作功能。而对于mysql等数据库，虽然可以支持完的CURD功能，但是mysql等数据库又不具备去中心化存储的能力。因此，亟需研发一种既能够支持完整的CURD功能、又能够去中心化的数据库实现方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种基于区块链的去中心化数据库实现方法及装置，实现既能够支持完整的CURD功能，又能够进行去中心化存储。
本发明是这样实现的：一种基于区块链的去中心化数据库实现方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1、区块链接收经过数据监听程序加密并推送的日志数据，日志数据由数据监听程序从第一数据库的操作日志中监听获取，且将日志数据存储在区块链中；
步骤S2、区块链接收日志解析程序发起的日志读取请求，并将请求的日志数据返回给日志解析程序进行解密和语句解析，且通过日志解析程序将解析出的数据库语句写入到第二数据库中。
进一步地，所述的区块链接收经过数据监听程序加密并推送的日志数据，日志数据由数据监听程序从第一数据库的操作日志中监听获取具体为：
由数据发送方客户端产生一个私钥和一个公钥；
区块链接收数据发送方客户端发起的公钥配置请求，并将公钥配置到区块链中；数据监听程序接收数据发送方客户端发起的私钥配置请求，并将私钥配置到数据监听程序中；
数据监听程序将自身伪装成从库，并实时监听数据发送方客户端对第一数据库执行的操作所产生的操作日志，且将监听到的日志数据使用私钥加密后推送给区块链。
进一步地，所述的数据发送方客户端对第一数据库执行的操作包括增加、删除或者更改操作。
进一步地，所述的区块链接收日志解析程序发起的日志读取请求，并将请求的日志数据返回给日志解析程序进行解密和语句解析具体为：
数据接收方客户端通过日志解析程序向区块链发起日志读取请求，区块链根据日志读取请求将对应的日志数据以及公钥返回给日志解析程序；日志解析程序使用公钥对日志数据进行解密，并将解密后的日志数据解析成对应的数据库语句。
本发明是这样实现的：一种基于区块链的去中心化数据库实现装置，所述装置包括日志获取与存储模块以及日志解析与写入模块；
所述日志获取与存储模块，用于区块链接收经过数据监听程序加密并推送的日志数据，日志数据由数据监听程序从第一数据库的操作日志中监听获取，且将日志数据存储在区块链中；
所述日志解析与写入模块，用于区块链接收日志解析程序发起的日志读取请求，并将请求的日志数据返回给日志解析程序进行解密和语句解析，且通过日志解析程序将解析出的数据库语句写入到第二数据库中。
进一步地，所述的区块链接收经过数据监听程序加密并推送的日志数据，日志数据由数据监听程序从第一数据库的操作日志中监听获取具体为：
由数据发送方客户端产生一个私钥和一个公钥；
区块链接收数据发送方客户端发起的公钥配置请求，并将公钥配置到区块链中；数据监听程序接收数据发送方客户端发起的私钥配置请求，并将私钥配置到数据监听程序中；
数据监听程序将自身伪装成从库，并实时监听数据发送方客户端对第一数据库执行的操作所产生的操作日志，且将监听到的日志数据使用私钥加密后推送给区块链。
进一步地，所述的数据发送方客户端对第一数据库执行的操作包括增加、删除或者更改操作。
进一步地，所述的区块链接收日志解析程序发起的日志读取请求，并将请求的日志数据返回给日志解析程序进行解密和语句解析具体为：
数据接收方客户端通过日志解析程序向区块链发起日志读取请求，区块链根据日志读取请求将对应的日志数据以及公钥返回给日志解析程序；日志解析程序使用公钥对日志数据进行解密，并将解密后的日志数据解析成对应的数据库语句。
本发明具有如下优点:结合数据库以及区块链技术，区块链可以保证信息的公证力，而去中心化的数据库能在保证其信息的公证力的前提下增加方便查询的能力，因此，本申请的技术方案很好的实现了既能够支持完整的CURD功能，又能够进行去中心化存储。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的实现原理框图。
图2为本发明中的数据流转流程图。
图3为本发明一种基于区块链的去中心化数据库实现方法的执行流程图。
图4为本发明一种基于区块链的去中心化数据库实现系统的原理框图。
具体实施方式
请参阅图1至图3所示，本发明一种基于区块链的去中心化数据库实现方法的较佳实施例，所述方法包括如下步骤：
步骤S1、区块链接收经过数据监听程序加密并推送的日志数据，日志数据由数据监听程序从第一数据库的操作日志中监听获取，且将日志数据存储在区块链中，以供数据接收方可以请求获取日志数据；
步骤S2、区块链接收日志解析程序发起的日志读取请求，并将请求的日志数据返回给日志解析程序进行解密和语句解析，且通过日志解析程序将解析出的数据库语句写入到第二数据库中，即在数据接收方请求获取日志数据时，日志解析程序会将解析出的数据库语句写入到数据接收方的第二数据库中。
在本发明技术方案中，所述第一数据库和第二数据库可以是mysql、mongodb、redis等数据库。
在本发明中，所述的区块链接收经过数据监听程序加密并推送的日志数据，日志数据由数据监听程序从第一数据库的操作日志中监听获取具体为：
由数据发送方客户端产生一个私钥和一个公钥，其中，私钥用于对数据进行加密，公钥用于对数据进行解密；
区块链接收数据发送方客户端发起的公钥配置请求，并将公钥配置到区块链中，即由数据发送方客户端向区块链发起公钥配置请求，并将公钥配置给区块链；数据监听程序接收数据发送方客户端发起的私钥配置请求，并将私钥配置到数据监听程序中，即由数据发送方客户端向数据监听程序发起私钥配置请求，并将私钥配置给数据监听程序，以供数据监听程序可以使用私钥对监听到的日志数据进行加密；
数据监听程序将自身伪装成从库，并实时监听数据发送方客户端对第一数据库执行的操作所产生的操作日志(Binlog日志)，且将监听到的日志数据使用私钥加密后推送给区块链。
在本发明中，所述的数据发送方客户端对第一数据库执行的操作包括增加、删除或者更改操作。
在本发明中，所述的区块链接收日志解析程序发起的日志读取请求，并将请求的日志数据返回给日志解析程序进行解密和语句解析具体为：
数据接收方客户端通过日志解析程序向区块链发起日志读取请求，区块链根据日志读取请求将对应的日志数据以及公钥返回给日志解析程序；日志解析程序使用公钥对日志数据进行解密，并将解密后的日志数据解析成对应的数据库语句，在具体实施时，该日志解析程序可以使用阿里巴巴的canal来实现。同时，在将数据库语句写入到第二数据库后，数据接收方就可以从第二数据库中查询写入的数据库语句。
请参阅图2所示，下面以mysql数据库为例来对本发明的整个数据流转过程做进一步说明：第一mysql数据库开启Binlog日志功能，数据发送方将原始数据写入到第一mysql数据库中，并将日志数据保存到Binlog日志中；数据监听程序从Binlog日志中获取日志数据，并对日志数据进行加密后保存到区块链中；日志解析程序从区块链中请求获取公钥和加密的日志数据，日志解析程序使用公钥对加密的日志数据进行解密；日志解析程序将日志数据解析成sql语句，并将sql语句写入到第二mysql数据库中；数据接收方从第二mysql数据库查询sql语句。
本发明的技术方案在具体应用时，可用于需公证的溯源数据的按条件查询，且多笔需公证的数据同时写入错误时可接受数据回滚。以食品安全为例，肉类食品流经活猪养殖经营者、屠宰场、猪肉批发、猪肉零售、消费者，活猪养殖经营者、屠宰场、猪肉批发、猪肉零售分别将肉类批次信息保存进A、B、C、D这4个表中，消费者可以将4张表的信息整合进一个视图，并根据批次id直接查询出该批次肉类的追溯信息链；区块链可以保证信息的公证力，而去中心化的数据库能在保证其信息的公证力的前提下增加方便查询的能力。
在上述例子中，屠宰场需消费一只活猪，然后生成不同类型的猪肉，此操作具有原子性；如果没有事务性的保障下，错误的程序处理可能会在区块链上传播错误的信息，且无法纠正。而后期补正的数据将缺乏可信度，如屠宰场消耗一只活猪后，可能因为各种原因(比如可能是程序出错，也可能是因为疫情)没同时生成猪肉；屠宰场后面录入的数据可能会是屠宰场为了弥补损失，补充录入的猪肉，而该猪肉会因为时间差，来源可能为非链，有失公证力。所以，通过去中心化的数据库将在保证数据传播的公证性的同时，也保证了数据录入的原子性，事务性和易编程序性。
请参阅图1、图2以及图4所示，本发明一种基于区块链的去中心化数据库实现系统的较佳实施例，所述系统包括日志获取与存储模块以及日志解析与写入模块；
所述日志获取与存储模块，用于区块链接收经过数据监听程序加密并推送的日志数据，日志数据由数据监听程序从第一数据库的操作日志中监听获取，且将日志数据存储在区块链中，以供数据接收方可以请求获取日志数据；
所述日志解析与写入模块，用于区块链接收日志解析程序发起的日志读取请求，并将请求的日志数据返回给日志解析程序进行解密和语句解析，且通过日志解析程序将解析出的数据库语句写入到第二数据库中，即在数据接收方请求获取日志数据时，日志解析程序会将解析出的数据库语句写入到数据接收方的第二数据库中。
在本发明技术方案中，所述第一数据库和第二数据库可以是mysql、mongodb、redis等数据库。
在本发明中，所述的区块链接收经过数据监听程序加密并推送的日志数据，日志数据由数据监听程序从第一数据库的操作日志中监听获取具体为：
由数据发送方客户端产生一个私钥和一个公钥，其中，私钥用于对数据进行加密，公钥用于对数据进行解密；
区块链接收数据发送方客户端发起的公钥配置请求，并将公钥配置到区块链中，即由数据发送方客户端向区块链发起公钥配置请求，并将公钥配置给区块链；数据监听程序接收数据发送方客户端发起的私钥配置请求，并将私钥配置到数据监听程序中，即由数据发送方客户端向数据监听程序发起私钥配置请求，并将私钥配置给数据监听程序，以供数据监听程序可以使用私钥对监听到的日志数据进行加密；
数据监听程序将自身伪装成从库，并实时监听数据发送方客户端对第一数据库执行的操作所产生的操作日志(Binlog日志)，且将监听到的日志数据使用私钥加密后推送给区块链。
在本发明中，所述的数据发送方客户端对第一数据库执行的操作包括增加、删除或者更改操作。
在本发明中，所述的区块链接收日志解析程序发起的日志读取请求，并将请求的日志数据返回给日志解析程序进行解密和语句解析具体为：
数据接收方客户端通过日志解析程序向区块链发起日志读取请求，区块链根据日志读取请求将对应的日志数据以及公钥返回给日志解析程序；日志解析程序使用公钥对日志数据进行解密，并将解密后的日志数据解析成对应的数据库语句，在具体实施时，该日志解析程序可以使用阿里巴巴的canal来实现。同时，在将数据库语句写入到第二数据库后，数据接收方就可以从第二数据库中查询写入的数据库语句。
请参阅图2所示，下面以mysql数据库为例来对本发明的整个数据流转过程做进一步说明：第一mysql数据库开启Binlog日志功能，数据发送方将原始数据写入到第一mysql数据库中，并将日志数据保存到Binlog日志中；数据监听程序从Binlog日志中获取日志数据，并对日志数据进行加密后保存到区块链中；日志解析程序从区块链中请求获取公钥和加密的日志数据，日志解析程序使用公钥对加密的日志数据进行解密；日志解析程序将日志数据解析成sql语句，并将sql语句写入到第二mysql数据库中；数据接收方从第二mysql数据库查询sql语句。
本发明的技术方案在具体应用时，可用于需公证的溯源数据的按条件查询，且多笔需公证的数据同时写入错误时可接受数据回滚。以食品安全为例，肉类食品流经活猪养殖经营者、屠宰场、猪肉批发、猪肉零售、消费者，活猪养殖经营者、屠宰场、猪肉批发、猪肉零售分别将肉类批次信息保存进A、B、C、D这4个表中，消费者可以将4张表的信息整合进一个视图，并根据批次id直接查询出该批次肉类的追溯信息链；区块链可以保证信息的公证力，而去中心化的数据库能在保证其信息的公证力的前提下增加方便查询的能力。
在上述例子中，屠宰场需消费一只活猪，然后生成不同类型的猪肉，此操作具有原子性；如果没有事务性的保障下，错误的程序处理可能会在区块链上传播错误的信息，且无法纠正。而后期补正的数据将缺乏可信度，如屠宰场消耗一只活猪后，可能因为各种原因(比如可能是程序出错，也可能是因为疫情)没同时生成猪肉；屠宰场后面录入的数据可能会是屠宰场为了弥补损失，补充录入的猪肉，而该猪肉会因为时间差，来源可能为非链，有失公证力。所以，通过去中心化的数据库将在保证数据传播的公证性的同时，也保证了数据录入的原子性，事务性和易编程序性。
综上所述，本发明具有如下优点：结合数据库以及区块链技术，区块链可以保证信息的公证力，而去中心化的数据库能在保证其信息的公证力的前提下增加方便查询的能力，因此，本申请的技术方案很好的实现了既能够支持完整的CURD功能，又能够进行去中心化存储。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种基于区块链的去中心化数据库实现方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤S1、区块链接收经过数据监听程序加密并推送的日志数据，日志数据由数据监听程序从第一数据库的操作日志中监听获取，且将日志数据存储在区块链中；
步骤S2、区块链接收日志解析程序发起的日志读取请求，并将请求的日志数据返回给日志解析程序进行解密和语句解析，且通过日志解析程序将解析出的数据库语句写入到第二数据库中。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的去中心化数据库实现方法，其特征在于：所述的区块链接收经过数据监听程序加密并推送的日志数据，日志数据由数据监听程序从第一数据库的操作日志中监听获取具体为：
由数据发送方客户端产生一个私钥和一个公钥；
区块链接收数据发送方客户端发起的公钥配置请求，并将公钥配置到区块链中；数据监听程序接收数据发送方客户端发起的私钥配置请求，并将私钥配置到数据监听程序中；
数据监听程序将自身伪装成从库，并实时监听数据发送方客户端对第一数据库执行的操作所产生的操作日志，且将监听到的日志数据使用私钥加密后推送给区块链。
3.根据权利要求2所述的一种基于区块链的去中心化数据库实现方法，其特征在于：所述的数据发送方客户端对第一数据库执行的操作包括增加、删除或者更改操作。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的去中心化数据库实现方法，其特征在于：所述的区块链接收日志解析程序发起的日志读取请求，并将请求的日志数据返回给日志解析程序进行解密和语句解析具体为：
数据接收方客户端通过日志解析程序向区块链发起日志读取请求，区块链根据日志读取请求将对应的日志数据以及公钥返回给日志解析程序；日志解析程序使用公钥对日志数据进行解密，并将解密后的日志数据解析成对应的数据库语句。
5.一种基于区块链的去中心化数据库实现装置，其特征在于：所述装置包括日志获取与存储模块以及日志解析与写入模块；
所述日志获取与存储模块，用于区块链接收经过数据监听程序加密并推送的日志数据，日志数据由数据监听程序从第一数据库的操作日志中监听获取，且将日志数据存储在区块链中；
所述日志解析与写入模块，用于区块链接收日志解析程序发起的日志读取请求，并将请求的日志数据返回给日志解析程序进行解密和语句解析，且通过日志解析程序将解析出的数据库语句写入到第二数据库中。
6.根据权利要求5所述的一种基于区块链的去中心化数据库实现装置，其特征在于：所述的区块链接收经过数据监听程序加密并推送的日志数据，日志数据由数据监听程序从第一数据库的操作日志中监听获取具体为：
由数据发送方客户端产生一个私钥和一个公钥；
区块链接收数据发送方客户端发起的公钥配置请求，并将公钥配置到区块链中；数据监听程序接收数据发送方客户端发起的私钥配置请求，并将私钥配置到数据监听程序中；
数据监听程序将自身伪装成从库，并实时监听数据发送方客户端对第一数据库执行的操作所产生的操作日志，且将监听到的日志数据使用私钥加密后推送给区块链。
7.根据权利要求6所述的一种基于区块链的去中心化数据库实现装置，其特征在于：所述的数据发送方客户端对第一数据库执行的操作包括增加、删除或者更改操作。
8.根据权利要求5所述的一种基于区块链的去中心化数据库实现装置，其特征在于：所述的区块链接收日志解析程序发起的日志读取请求，并将请求的日志数据返回给日志解析程序进行解密和语句解析具体为：
数据接收方客户端通过日志解析程序向区块链发起日志读取请求，区块链根据日志读取请求将对应的日志数据以及公钥返回给日志解析程序；日志解析程序使用公钥对日志数据进行解密，并将解密后的日志数据解析成对应的数据库语句。
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