CN111723094A - 一种基于场景的区块数据分布存储方法及系统 - Google Patents

一种基于场景的区块数据分布存储方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于场景的区块数据分布存储方法及系统。该方法包括:获取节点参与的交易场景;获取节点的场景交易数据;场景交易数据包括场景ID和交易数据;场景交易数据为节点参与的交易场景产生的交易数据;根据场景ID,构建场景ID对应的第一merkle树;第一merkle树为场景ID的所有交易数据构成的merkle树;将场景ID对应的场景数据和所有交易数据存储至节点的区块的区块体;场景数据包括场景ID和场景ID对应的第一merkle树的树根;将区块体中所有场景数据作为叶子节点构建第二merkle树;将第二merkle树的树根存储至区块的区块头。本发明可以降低节点的存储冗余,同时提高数据验证的性能。

Description

一种基于场景的区块数据分布存储方法及系统
技术领域
本发明涉及区块链数据存储领域,特别是涉及一种基于场景的区块数据分布存储方法及系统。
背景技术
现有的区块链存储方案,一般是所有节点保存全量区块链数据。例如,如果一个区块链包含了2个以上业务场景,则所有节点都要同时保存所有场景的数据。同时,所有场景的业务数据是混合保存在区块中的,在检索验证某一个场景的数据时不得不遍历所有区块中的每笔交易,导致数据验证性能低,而且对于与场景无关的节点也带来了存储冗余的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于场景的区块数据分布存储方法及系统,以降低节点的存储冗余,同时提高数据验证的性能。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种基于场景的区块数据分布存储方法,包括:
获取节点参与的交易场景;不同交易场景的场景ID不同;
获取所述节点的场景交易数据;所述场景交易数据包括场景ID和交易数据;所述场景交易数据为所述节点参与的交易场景产生的交易数据;
根据所述场景ID,构建所述场景ID对应的第一merkle树;所述第一merkle树为所述场景ID的所有交易数据构成的merkle树;
将所述场景ID对应的场景数据和所有交易数据存储至所述节点的区块的区块体;所述场景数据包括所述场景ID和所述场景ID对应的所述第一merkle树的树根;
将所述区块体中所有场景数据作为叶子节点构建第二merkle树;
将所述第二merkle树的树根存储至所述区块的区块头。
可选的,所述区块用于存储所述节点参与的多个交易场景的场景交易数据。
可选的,所述将所述第二merkle树的树根存储至所述区块的区块头,之后还包括:
将所述区块打包广播至对应的节点;所述对应的节点参与的交易场景包括所述区块中存储的一个或多个交易场景;
将所述区块存储的数据在所述对应的节点中进行一致性存储。
可选的,所述将所述第二merkle树的树根存储至所述区块的区块头,之后还包括:
以场景ID为索引,查询所述节点中每个交易场景的交易数据。
本发明还提供一种基于场景的区块数据分布存储系统,包括:
交易场景获取模块,用于获取节点参与的交易场景;不同交易场景的场景ID不同;
场景交易数据获取模块,用于获取所述节点的场景交易数据;所述场景交易数据包括场景ID和交易数据;所述场景交易数据为所述节点参与的交易场景产生的交易数据;
第一merkle树构建模块,用于根据所述场景ID,构建所述场景ID对应的第一merkle树;所述第一merkle树为所述场景ID的所有交易数据构成的merkle树;
区块体数据存储模块,用于将所述场景ID对应的场景数据和所有交易数据存储至所述节点的区块的区块体;所述场景数据包括所述场景ID和所述场景ID对应的所述第一merkle树的树根;
第二merkle树构建模块,用于将所述区块体中所有场景数据作为叶子节点构建第二merkle树;
区块头数据存储模块,用于将所述第二merkle树的树根存储至所述区块的区块头。
可选的,所述区块用于存储所述节点参与的多个交易场景的场景交易数据。
可选的,还包括:
区块打包广播模块,用于在将所述第二merkle树的树根存储至所述区块的区块头之后,将所述区块打包广播至对应的节点;所述对应的节点参与的交易场景包括所述区块中存储的一个或多个交易场景;
一致性存储模块,用于将所述区块存储的数据在所述对应的节点中进行一致性存储。
可选的,还包括:
查询模块,用于将所述第二merkle树的树根存储至所述区块的区块头之后,以场景ID为索引,查询所述节点中每个交易场景的交易数据。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明的节点只保存自身参与的一个或多个场景的数据,并以场景ID为索引保存在节点所属的区块链中,节点不保存和自身无关场景的数据,从而解决了数据存储的冗余。而且,由于场景数据在存储时根据场景ID为索引存储,在查询场景数据时,可以高效查询区块链中场景中的数据,从而提高了区块链的查询性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于场景的区块数据分布存储方法的流程示意图;
图2为本发明场景交易数据的结构图;
图3为本发明区块保存场景交易数据的示意图;
图4为本发明不同节点之间存储数据的示意图;
图5为本发明查询数据的示意图;
图6为本发明基于场景的区块数据分布存储系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明基于场景的区块数据分布存储方法的流程示意图。如图1所示,本发明基于场景的区块数据分布存储方法包括以下步骤:
步骤100:获取节点参与的交易场景。不同节点参与的交易场景可能不同,对于每个节点,本发明的存储方法为:每个节点只存储自身参与的交易场景的交易数据。因此,对于任意一个节点在存储数据时,首先需要获取该节点参与的交易场景。每个交易场景有对应的场景ID,不同交易场景的场景ID不同。
步骤200:获取节点的场景交易数据。场景交易数据为该节点参与的交易场景产生的交易数据。图2为本发明场景交易数据的结构图,如图2所示,场景交易数据包括场景ID和交易数据,每个交易完成后会产生交易数据,并结合该场景的场景ID生成场景交易数据。
步骤300:根据场景ID,构建场景ID对应的第一merkle树。对于每一个场景交易数据,根据该场景交易数据中的场景ID,结合当前区块中已存储的交易数据,基于当前区块中该场景ID对应的所有交易数据构建merkle树,得到该场景ID对应的第一merkle树。
图3为本发明区块保存场景交易数据的示意图,如图3所示,场景1、场景2和场景4为当前节点参与的场景。场景1中,基于场景1-交易A和场景1-交易B,构建场景1的第一merkle树;场景2中,基于场景2-交易C构建场景2的第一merkle树;场景4中,基于场景4-交易D和场景4-交易E构建场景4的第一merkle树。
步骤400:将场景ID对应的场景数据和所有交易数据存储至节点的区块的区块体。场景数据包括场景ID和场景ID对应的第一merkle树的树根。以图3为例,对于场景1,将场景1的第一merkle树的树根和场景1的场景ID组合生成场景1的场景数据,将场景1对应的所有交易数据(场景1-交易A和场景1-交易B)及场景数据均存储至区块体;对于场景2,将场景2的第一merkle树的树根和场景2的场景ID组合生成场景2的场景数据,将场景2对应的所有交易数据(场景2-交易C)及场景数据均存储至区块体;对于场景4,将场景4的第一merkle树的树根和场景4的场景ID组合生成场景4的场景数据,将场景4对应的所有交易数据(场景4-交易D和场景4-交易E)及场景数据均存储至区块体。至此,区块体中存储了场景1、场景2和场景4的交易数据。
步骤500:将区块体中所有场景数据作为叶子节点构建第二merkle树。区块体中存储了多个交易场景的场景数据,以图3为例,区块体中存储场景1的场景数据、场景2的场景数据和场景4的场景数据,则将场景1的场景数据、场景2的场景数据和场景4的场景数据作为叶子节点构建merkle树,得到第二merkle树。
步骤600:将第二merkle树的树根存储至区块的区块头。至此,完成当前场景交易数据的存储。在每一次产生场景交易数据时,均根据步骤300-步骤600的步骤,实现区块体中交易数据和场景数据的存储更新,以及区块头中第二merkle树的树根即场景树根的存储更新。
对于每个节点的每个区块,其存储着所述节点参与的多个交易场景的场景交易数据。当当前区块存储完成后,将区块打包广播至对应的节点,将所述区块存储的数据在所述对应的节点中进行一致性存储。此处对应的节点是指与区块中存储的交易场景有相同交易场景的节点,即对应的节点参与的交易场景包括所述区块中存储的一个或多个交易场景。在对应的节点中,存储该区块数据的区块与该区块一致。图4为本发明不同节点之间存储数据的示意图,如图4所示,场景1由节点M和节点N参与,场景2由节点M和节点N参与,场景3只有节点N参与。在节点M中采用区块M11存储场景1-交易A和场景2-交易B的数据,对应在节点N中采用区块N11存储场景1-交易A和场景2-交易B的数据,则区块N11存储的数据与区块M11存储的数据一致。例如,当区块M11中除了存储场景1-交易A和场景2-交易B的数据,还存储有场景4-交易D和场景4-交易E,则对应的区块N11中也对应还存储有场景4-交易D和场景4-交易E。
对应的在节点M中采用区块M12存储场景2-交易C的数据,对应在节点N中采用N13对区块M12存储的数据进行一致性存储。对于场景3产生的场景3-交易E,由于节点M不参与场景3,故在节点M中不进行存储,只在节点N中采用区块N12进行存储。若其他节点也参与场景3,则对应在其他节点中也对存储区块N12的数据进行一致性存储。
不同的节点之间,对于同一场景数据的区块进行一致性存储,但是不同节点的区块高度可以不一致,即不同节点中区块的个数可以不一致。
完成数据存储后,进行数据查询时,以场景ID作为索引,便可以查询每个节点中每个交易场景的交易数据。图5为本发明查询数据的示意图,如图5所示,由于节点只保存和自身相关场景的数据,并且以场景ID作为索引,所以查询场景交易时可以直接根据场景ID进行查询。
对应上述的基于场景的区块数据分布存储方法,本发明还提供一种基于场景的区块数据分布存储系统。图6为本发明基于场景的区块数据分布存储系统的结构示意图,如图6所示,本发明基于场景的区块数据分布存储系统包括:
交易场景获取模块601,用于获取节点参与的交易场景;不同交易场景的场景ID不同。
场景交易数据获取模块602,用于获取所述节点的场景交易数据;所述场景交易数据包括场景ID和交易数据;所述场景交易数据为所述节点参与的交易场景产生的交易数据。
第一merkle树构建模块603,用于根据所述场景ID,构建所述场景ID对应的第一merkle树;所述第一merkle树为所述场景ID的所有交易数据构成的merkle树。
区块体数据存储模块604,用于将所述场景ID对应的场景数据和所有交易数据存储至所述节点的区块的区块体;所述场景数据包括所述场景ID和所述场景ID对应的所述第一merkle树的树根。
第二merkle树构建模块605,用于将所述区块体中所有场景数据作为叶子节点构建第二merkle树。
区块头数据存储模块606,用于将所述第二merkle树的树根存储至所述区块的区块头。
作为另一实施例,本发明基于场景的区块数据分布存储系统还包括:
区块打包广播模块,用于在将所述第二merkle树的树根存储至所述区块的区块头之后,将所述区块打包广播至对应的节点;所述对应的节点参与的交易场景包括所述区块中存储的一个或多个交易场景。
一致性存储模块,用于将所述区块存储的数据在所述对应的节点中进行一致性存储。
作为另一实施例,本发明基于场景的区块数据分布存储系统还包括:
查询模块,用于将所述第二merkle树的树根存储至所述区块的区块头之后,以场景ID为索引,查询所述节点中每个交易场景的交易数据。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于场景的区块数据分布存储方法,其特征在于,包括:
获取节点参与的交易场景;不同交易场景的场景ID不同;
获取所述节点的场景交易数据;所述场景交易数据包括场景ID和交易数据;所述场景交易数据为所述节点参与的交易场景产生的交易数据;
根据所述场景ID,构建所述场景ID对应的第一merkle树;所述第一merkle树为所述场景ID的所有交易数据构成的merkle树;
将所述场景ID对应的场景数据和所有交易数据存储至所述节点的区块的区块体;所述场景数据包括所述场景ID和所述场景ID对应的所述第一merkle树的树根;
将所述区块体中所有场景数据作为叶子节点构建第二merkle树;
将所述第二merkle树的树根存储至所述区块的区块头。
2.根据权利要求1所述的基于场景的区块数据分布存储方法,其特征在于,所述区块用于存储所述节点参与的多个交易场景的场景交易数据。
3.根据权利要求1所述的基于场景的区块数据分布存储方法,其特征在于,所述将所述第二merkle树的树根存储至所述区块的区块头,之后还包括:
将所述区块打包广播至对应的节点;所述对应的节点参与的交易场景包括所述区块中存储的一个或多个交易场景;
将所述区块存储的数据在所述对应的节点中进行一致性存储。
4.根据权利要求1所述的基于场景的区块数据分布存储方法,其特征在于,所述将所述第二merkle树的树根存储至所述区块的区块头,之后还包括:
以场景ID为索引,查询所述节点中每个交易场景的交易数据。
5.一种基于场景的区块数据分布存储系统,其特征在于,包括:
交易场景获取模块,用于获取节点参与的交易场景;不同交易场景的场景ID不同;
场景交易数据获取模块,用于获取所述节点的场景交易数据;所述场景交易数据包括场景ID和交易数据;所述场景交易数据为所述节点参与的交易场景产生的交易数据;
第一merkle树构建模块,用于根据所述场景ID,构建所述场景ID对应的第一merkle树;所述第一merkle树为所述场景ID的所有交易数据构成的merkle树;
区块体数据存储模块,用于将所述场景ID对应的场景数据和所有交易数据存储至所述节点的区块的区块体;所述场景数据包括所述场景ID和所述场景ID对应的所述第一merkle树的树根;
第二merkle树构建模块,用于将所述区块体中所有场景数据作为叶子节点构建第二merkle树;
区块头数据存储模块,用于将所述第二merkle树的树根存储至所述区块的区块头。
6.根据权利要求5所述的基于场景的区块数据分布存储系统,其特征在于,所述区块用于存储所述节点参与的多个交易场景的场景交易数据。
7.根据权利要求5所述的基于场景的区块数据分布存储系统,其特征在于,还包括:
区块打包广播模块,用于在将所述第二merkle树的树根存储至所述区块的区块头之后,将所述区块打包广播至对应的节点;所述对应的节点参与的交易场景包括所述区块中存储的一个或多个交易场景;
一致性存储模块,用于将所述区块存储的数据在所述对应的节点中进行一致性存储。
8.根据权利要求5所述的基于场景的区块数据分布存储系统,其特征在于,还包括:
查询模块,用于将所述第二merkle树的树根存储至所述区块的区块头之后,以场景ID为索引,查询所述节点中每个交易场景的交易数据。
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