CN111796845A - 数据库升级方法、状态数据查询方法、设备和存储介质 - Google Patents

数据库升级方法、状态数据查询方法、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种数据库升级方法、状态数据查询方法、设备和存储介质，该方法包括：获取数据库更新信息；保留数据库所有版本的执行程序，并生成数据库更新后版本的执行程序；依次对数据库中各待更新区块执行：在数据库待更新区块的第一区块高度小于更新高度时，查询前一个区块的第一新状态哈希；生成第二旧状态哈希、第二新状态哈希、第一状态数据；在第一区块高度等于更新高度时，查询前一个区块的第一新状态哈希；生成第二新状态哈希、第一状态数据、第二旧状态哈希与第二新状态哈希的对应关系；在第一区块高度大于更新高度时，生成第二新状态哈希和第一状态数据的方法更新状态数据库。本申请保障状态数据一致。

Description

数据库升级方法、状态数据查询方法、设备和存储介质
技术领域
本申请涉及区块链技术领域，具体涉及一种数据库升级方法、状态数据查询方法、设备和存储介质。
背景技术
当前区块链系统中绝大多数区块链是账户模型，所用到的状态数据存储使用的数据结构一般包括默克尔树(Merkle Tree)、默克尔平衡二叉树(MAVL)、Merkle PatriciaTries(MPT)树等。状态数据库对区块链的状态数据(如账户余额等)进行存储，随着区块链的运行状态数据将会越来越多，状态数据库由于性能不足等原因需要进行升级；
改善状态数据结构可以缓解状态数据库性能不足的缺陷，改善状态数据结构后，将生成新的执行程序；假设区块链中其它节点都已使用新的执行程序生成状态数据，节点A使用旧的执行程序生成状态数据，将产生节点A与其它节点所生成的状态数据后不一致的问题。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种更新状态数据库的数据库升级方法、状态数据查询方法、设备和存储介质。
第一方面，本发明提供一种适用于区块链节点的数据库升级方法，上述方法包括：
获取数据库更新信息；其中，数据库更新信息包括数据库的更新高度；
保留数据库所有版本的执行程序，并生成数据库更新后版本的第一执行程序；
依次对数据库中各待更新区块执行以下步骤：
判断数据库待更新区块的第一区块高度是否小于更新高度：
是，则根据待更新区块的前一个区块的第一旧状态哈希查询前一个区块的第一新状态哈希；以及，
根据待更新区块的第一区块数据、第一旧状态哈希、待更新区块的原始版本的第二执行程序生成第二旧状态哈希，根据第一区块数据、第一新状态哈希、第一执行程序生成第二新状态哈希和第一状态数据；以及，
生成第二旧状态哈希与第二新状态哈希的对应关系；
否，则判断第一区块高度是否等于更新高度：
是，则根据待更新区块的前一个区块的第一旧状态哈希查询前一个区块的第一新状态哈希；以及，
根据待更新区块的第一区块数据、第一新状态哈希、第一执行程序生成第二新状态哈希和第一状态数据；以及，
否，则根据待更新区块的第一区块数据、待更新区块的前一个区块的状态哈希、第一执行程序生成第二新状态哈希和第一状态数据。
第二方面，本发明提供一种适用于区块链节点的状态数据查询方法，上述方法包括：
接收状态数据查询请求信息，根据状态数据查询请求信息查找到根据第一方面的数据库升级方法升级数据库后所存储的第一状态数据并返回。
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数据库升级方法、状态数据查询方法。
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数据库升级方法、状态数据查询方法。
本发明诸多实施例提供的数据库升级方法、状态数据查询方法、设备和存储介质通过获取数据库更新信息；保留数据库所有版本的执行程序，并生成数据库更新后版本的执行程序；依次对数据库中各待更新区块执行：在数据库待更新区块的第一区块高度小于更新高度时，查询前一个区块的第一新状态哈希；生成第二旧状态哈希、第二新状态哈希、第一状态数据；在第一区块高度等于更新高度时，查询前一个区块的第一新状态哈希；生成第二新状态哈希、第一状态数据、第二旧状态哈希与第二新状态哈希的对应关系；在第一区块高度大于更新高度时，生成第二新状态哈希和第一状态数据的方法更新状态数据库的方法，保障状态数据一致。
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数据库升级方法的流程图。
图2为本发明一实施例提供的一种状态数据查询方法的流程图。
图3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。
图1为本发明一实施例提供的一种数据库升级方法的流程图。如图1所示，在本实施例中，本发明提供一种适用于区块链节点的数据库升级方法，上述方法包括：
S11：获取数据库更新信息；其中，数据库更新信息包括数据库的更新高度；
S12：保留数据库所有版本的执行程序，并生成数据库更新后版本的第一执行程序；
依次对数据库中各待更新区块执行以下步骤：
S131：判断数据库待更新区块的第一区块高度是否小于更新高度：
是，则执行步骤S132：根据待更新区块的前一个区块的第一旧状态哈希查询前一个区块的第一新状态哈希；以及，
S133：根据待更新区块的第一区块数据、第一旧状态哈希、待更新区块的原始版本的第二执行程序生成第二旧状态哈希，根据第一区块数据、第一新状态哈希、第一执行程序生成第二新状态哈希和第一状态数据；以及，
S134：生成第二旧状态哈希与第二新状态哈希的对应关系；
否，则执行步骤S135：判断第一区块高度是否等于更新高度：
是，则执行步骤S136：根据待更新区块的前一个区块的第一旧状态哈希查询前一个区块的第一新状态哈希；以及，
S137：根据待更新区块的第一区块数据、第一新状态哈希、第一执行程序生成第二新状态哈希和第一状态数据；以及，
否，则执行步骤S138：根据待更新区块的第一区块数据、待更新区块的前一个区块的状态哈希、第一执行程序生成第二新状态哈希和第一状态数据。
具体地，以当前区块链中，1～100的版本为V0，101～499的版本为V1，500以上的版本为V2为例；
节点执行步骤S11，获取数据库更新信息，数据库的更新高度为500；
节点执行步骤S12，保留数据库所有版本的执行程序，并生成数据库更新后版本的执行程序；
对于1～100，以假设待更新区块的第一区块高度是100为例；
节点执行S131：判断100是否小于500：
是，则执行步骤S132：根据block(99)的旧状态哈希sh(99)V0查询block(99)的新状态哈希sh(99)V2；以及，
节点执行步骤S133，根据block(100)的区块数据、sh(99)V0、V0版本的执行程序ep(V0)生成旧状态哈希sh(100)V0，根据sh(100)V0、sh(99)V2、ep(V2)生成新状态哈希sh(100)V2和block(100)在V2版本下的状态数据；以及，
节点执行步骤S134，生成sh(100)V0与sh(100)V2的对应关系。
对于101～499，以假设待更新区块的第一区块高度是499为例；
节点执行步骤S131：判断499是否小于500：
是，则执行步骤S132：根据待更新区块的block(498)的旧状态哈希sh(498)V1查询block(498)的新状态哈希sh(498)V2；以及，
节点执行步骤S133，根据block(499)的区块数据、sh(498)V1、V1版本的执行程序ep(V1)生成旧状态哈希sh(499)V1，根据sh(499)V0、sh(498)V1、ep(V2)生成新状态哈希sh(499)V2和block(499)在V2版本下的状态数据；以及，
节点执行步骤S134，生成sh(499)V1与sh(499)V2的对应关系；
对于500及以上，以假设待更新区块的第一区块高度是500为例；
节点执行步骤S131，判断500是否小于500：
否，则执行步骤S135：判断第500是否等于500：
是，则执行步骤S136：根据block(499)的旧状态哈希sh(499)V1查询block(499)的新状态哈希sh(499)V2；以及，
节点执行步骤S137，根据block(500)的区块数据、sh(499)V2、V2版本的ep(V2)生成新状态哈希sh(500)V2和block(500)在V2版本下的状态数据。
对于500及以上，以假设待更新区块的第一区块高度是550为例；
节点执行步骤S131，判断550是否小于500：
否，则执行步骤S135，判断第一区块高度是否等于更新高度：
否，则执行步骤S138，根据block(550)的区块数据、block(549)的状态哈希、V2版本的ep(V2)生成sh(550)V2和block(550)在V2版本下的状态数据。
上述实施例以1～100的版本为V0，101～499的版本为V1，500以上的版本为V2为例进行了示例性的阐述。在更多实施例中，区块链的版本以实际为准。
上述实施例保障状态数据一致。
优选地，旧状态哈希与相应的新状态哈希的对应关系以键值对形式存储，键值对的键根据旧状态哈希与所在区块的区块高度生成，键值对的值为相应的新状态哈希。
在现有技术中，若block(99)的状态哈希为sh(99)，若block(100)是空块，则block(100)的状态哈希与sh(99)相同，在用户无法感知区块数据，只能获取区块头时，会认为一条有多个空块的区块链发生故障，用户体验较差；上述实施例使得不同区块的状态哈希均不相同。
优选地，图1所示的方法还包括：
判断当前的区块高度与更新高度之差是否不小于预配置的第一阈值：
是，则删除区块高度小于更新高度的各区块的旧版本数据。
在不同区块链系统中，第一阈值可根据实际需求进行配置。
上述实施例删除数据库中不必要的状态数据，节省数据库空间，提高读写效率，进一步改善用户体验。
优选地，根据第一区块数据、第一新状态哈希、第一执行程序生成第二新状态哈希和第一状态数据包括：
判断第二旧状态哈希与待更新区块中的状态哈希是否相同：
是，则根据第一区块数据、第一新状态哈希、第一执行程序生成第二新状态哈希和第一状态数据。
上述实施例验证了待更新的区块是否经过篡改，若经过篡改，则结束。
图2为本发明一实施例提供的一种状态数据查询方法的流程图。如图2所示，在本实施例中，本发明提供一种适用于区块链节点的状态数据查询方法，上述方法包括：
S21：接收状态数据查询请求信息，根据状态数据查询请求信息查找到根据图1所示的实施例及其各优选实施例所示的数据库升级方法升级数据库后所存储的第一状态数据并返回。
图3为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。
如图3所示，作为另一方面，本申请还提供了一种设备300，包括一个或多个中央处理单元(CPU)301，其可以根据存储在只读存储器(ROM)302中的程序或者从存储部分308加载到随机访问存储器(RAM)303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM303中，还存储有设备300操作所需的各种程序和数据。CPU301、ROM302以及RAM303通过总线304彼此相连。输入/输出(I/O)接口305也连接至总线304。
以下部件连接至I/O接口305：包括键盘、鼠标等的输入部分306；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307；包括硬盘等的存储部分308；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309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器310也根据需要连接至I/O接口305。可拆卸介质311，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310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308。
特别地，根据本公开的实施例，上述任一实施例描述的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执行程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分309从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质311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 (7)

1.一种数据库升级方法，其特征在于，适用于区块链节点，所述方法包括：
获取数据库更新信息；其中，所述数据库更新信息包括数据库的更新高度；
保留所述数据库所有版本的执行程序，并生成所述数据库更新后版本的第一执行程序；
依次对所述数据库中各待更新区块执行以下步骤：
判断所述数据库待更新区块的第一区块高度是否小于所述更新高度：
是，则根据所述待更新区块的前一个区块的第一旧状态哈希查询所述前一个区块的第一新状态哈希；以及，
根据所述待更新区块的第一区块数据、所述第一旧状态哈希、所述待更新区块的原始版本的第二执行程序生成第二旧状态哈希，根据所述第一区块数据、所述第一新状态哈希、所述第一执行程序生成第二新状态哈希和第一状态数据；以及，
生成所述第二旧状态哈希与所述第二新状态哈希的对应关系；
否，则判断第一区块高度是否等于所述更新高度：
是，则根据所述待更新区块的前一个区块的第一旧状态哈希查询所述前一个区块的第一新状态哈希；以及，
根据所述待更新区块的第一区块数据、所述第一新状态哈希、所述第一执行程序生成第二新状态哈希和第一状态数据；
否，则根据所述待更新区块的第一区块数据、所述待更新区块的前一个区块的状态哈希、所述第一执行程序生成第二新状态哈希和第一状态数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，旧状态哈希与相应的新状态哈希的对应关系以键值对形式存储，所述键值对的键根据旧状态哈希与所在区块的区块高度生成，所述键值对的值为相应的新状态哈希。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
判断当前的区块高度与所述更新高度之差是否不小于预配置的第一阈值：
是，则删除区块高度小于所述更新高度的各区块的旧版本数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一区块数据、所述第一新状态哈希、所述第一执行程序生成第二新状态哈希和第一状态数据包括：
判断所述第二旧状态哈希与所述待更新区块中的状态哈希是否相同：
是，则根据所述第一区块数据、所述第一新状态哈希、所述第一执行程序生成第二新状态哈希和第一状态数据。
5.一种状态数据查询方法，其特征在于，适用于区块链节点，所述方法包括：
接收状态数据查询请求信息，根据所述状态数据查询请求信息查找到根据权利要求1-4中任一项所述的方法升级数据库后所存储的第一状态数据并返回。
6.一种设备，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1-5中任一项所述的方法。
7.一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1-5中任一项所述的方法。
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