CN112632064A - 一种基于handle系统的区块链增强方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于handle系统的区块链增强方法及系统，包括：在区块链的所有存储节点都部署Handle服务模块，通过Handle服务模块获取区块链中存储节点上需要进行存储的数据信息，然后对数据信息进行存储注册，得到唯一的Handle标识；通过存储节点为Handle标识贴上信息标签生成上链数据后向区块链服务模块提出上链请求；通过区块链服务模块根据上链请求按照区块链的上链规则将上链数据写入区块链新产生的区块。通过本发明能够解决区块链区块内可存储数据量不足的问题。

Description

一种基于handle系统的区块链增强方法及系统

技术领域

本发明涉及互联网技术领域，特别涉及一种基于handle系统的区块链增强方法及系统。

背景技术

目前，区块链中的数据存储方式仍然是数据库或文件这些类似的形式，存放于各节点本地的存储空间中。每次新生成的区块大小都是较为有限的，多为MB的数量级，如比特币区块链区块大小上限为1M；且新区块产生的时间间隔也是较为固定且不低于分钟数量级的，这是为了在占用合理的节点间数据传输量的情况下，实现节点间的数据同步，保证区块链的可用性。区块大小和时间间隔共同决定了区块链单位时间可存储的数据量大小。

但与实际应用的需求相比，当前区块链的单位时间可存储数据量还远远不够，而考虑到实际的合理数据传输量，区块链的区块大小提升量有限，同时时间间隔的缩短量级也十分有限，这都无法解决区块链应用所需的单位时间可存储数据量问题。

发明内容

本发明目的之一在于提供了一种基于handle系统的区块链增强方法，用以解决区块链区块内可存储数据量不足的问题。

本发明实施例提供的一种基于handle系统的区块链增强方法，包括：

在区块链的所有存储节点都部署Handle服务模块。

优选的，所述Handle服务模块执行如下操作：

获取区块链中存储节点上需要进行存储的数据信息；

对所述数据信息进行存储注册，得到唯一的Handle标识；所述存储节点为所述Handle标识贴上信息标签生成上链数据后向区块链服务模块提出上链请求；所述区块链服务模块根据所述上链请求按照区块链的上链规则将所述上链数据写入区块链新产生的区块中。

优选的，所述对所述数据信息进行存储注册，得到唯一的Handle标识，包括：

判断所述存储节点是否具有存储注册资格；

在确定所述存储节点具有存储注册资格后，接收所述存储节点上的数据信息；

对所述数据信息进行病毒检测，在确定所述数据信息不包含病毒后，为所述数据信息划分存储区域；

将所述数据信息存储至所述存储区域，并生成唯一的Handle标识，同时建立所述Handle标识与所述存储区域的映射关系；

将所述Handle标识返还给所述存储节点。

优选的，所述存储节点为所述Handle标识贴上信息标签生成上链数据后向区块链服务模块提出上链请求时，执行如下操作：

在接收到所述Handle标识后，基于所述数据信息为所述Handle标识建立信息标签；其中，所述信息标签为对所述数据信息进行存储注册之前，通过预先设定在所述存储节点上的元数据标准分类方法，对所述数据信息进行元数据标准分类，所得到的所述数据信息的数据项说明；

以所述信息标签作为数据头，所述Handle标识作为内部数据，生成上链数据，并向区块链服务模块提出上链请求。

优选的，所述通过预先设定在所述存储节点上的元数据标准分类方法，对所述数据信息进行元数据标准分类，包括：

将所述数据信息与预先存储在所述存储节点上的不同种类的元数据样本进行匹配，确定所述数据信息与所述元数据样本的相似度；其中

所述相似度通过以下式子得到：

其中，ρ_XY为所述数据信息与所述元数据样本的相似度，σ_x为数据信息集X里的数据的标准差，σ_y为元数据样本集Y里面的数据的标准差，X_i为数据信息集X里的第i个数据，Y_i为元数据样本集Y里面的第i个数据，μ_x为数据信息集X的数据均值，μ_y为元数据样本集Y的数据均值；

当得出ρ_XY∈(0,1)的值大于预设的相似度分界值W的时候,则判定所述数据信息与该种类的元数据样本相似，所述数据信息符合该种类元数据样本所对应的元数据标准分类。

优选的，所述区块链服务模块根据所述上链请求按照区块链的上链规则将所述上链数据写入区块链新产生的区块中时，执行如下操作：

根据提出上链请求的存储节点的IP地址、MAC地址及端口对所述存储节点的真实性进行认证；

在认证通过后对所述上链数据进行数据格式检验，判断所述上链数据是否符合上链标准；

在确定所述上链数据符合上链标准后，将所述上链数据写入区块链上下一个生成的区块中；

在将所述上链数据写入区块后，根据此次上链的存储节点信息通过哈希算法生成节点哈希值，根据此次上链的区块信息通过哈希算法生成区块哈希值，根据此次上链事件信息通过哈希算法生成事件哈希值，并将所述节点哈希值、所述区块哈希值和所述事件哈希值与区块上对应上链数据的链上地址建立映射关系；

将所述节点哈希值、所述区块哈希值和所述事件哈希值返回给所述存储节点。

优选的，还包括：存储节点通过对所述区块链上的上链数据的解析，提取存储的数据信息；

所述存储节点通过对所述区块链上的上链数据的解析，提取存储的数据信息，包括：

将所述节点哈希值、所述区块哈希值或所述事件哈希值提供给所述区块链服务模块；

在接收到所述区块链服务模块的查询结果后，通过所述信息标签确定需要查找的上链数据；

将所述上链数据进行读取，得到所述上链数据所对应的Handle标识；

将所述Handle标识发送给所述Handle服务模块进行解析，得到所述Handle标识所对应的存储区域，并将所述数据信息从所述存储区域提取出来。

为达到上述目的，本发明实施例还提供了一种基于handle系统的区块链增强系统，包括：

Handle服务模块,用于对所述数据信息进行存储注册，得到唯一的Handle标识；

元数据标准分类模块，用于通过预先设定在所述存储节点上的元数据标准分类方法，对所述数据信息进行元数据标准分类；

区块链服务模块，用于根据所述上链请求按照区块链的上链规则将所述上链数据写入区块链新产生的区块中；

数据信息提取模块，用于通过对所述区块链上的上链数据的解析，提取存储的数据信息。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种基于handle系统的区块链增强方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的一种基于handle系统的区块链增强方法，如图1，包括：

步骤S100在区块链的所有存储节点都部署Handle服务模块；

步骤S101获取区块链中存储节点上需要进行存储的数据信息；

步骤S102对所述数据信息进行存储注册，得到唯一的Handle标识；

步骤S103所述存储节点为所述Handle标识贴上信息标签生成上链数据后向区块链服务模块提出上链请求；

步骤S104所述区块链服务模块根据所述上链请求按照区块链的上链规则将所述上链数据写入区块链新产生的区块中。

例如，当一个存储节点需要将内部存储的数据信息上传至区块链时，需要通过预先设定在存储节点上的元数据标准分类方法，对数据信息进行元数据标准分类，得到数据信息的数据项说明，然后通过预先部署在存储节点上的Handle服务模块进行存储注册，在接收到数据信息后，为防止恶意上传，对该数据信息进行病毒查杀，在确认数据信息安全后才为该数据在Handle系统的数据库中划分存储区域，在将数据信息存储到存储区域后，生成一个唯一的Handle标识，同时建立Handle标识与存储区域的映射关系，并将Handle标识返回给存储节点。存储节点在接收到Handle标识后利用元数据标准分类后得到的数据项说明，给Handle标识建立信息标签，然后将信息标签作为一个数据头，同时将Handle标识作为内部数据主体生成上链数据，并向区块链服务模块提出数据上链请求。区块链服务模块会对提出数据上链请求的节点IP地址、MAC地址及端口进行检验对所述存储节点的真实性进行认证，从而确定此存储节点是否拥有上链资格；在确定此存储节点拥有上链资格后，对上链数据按区块链上链规则里的标准格式判断上链数据是否符合上链标准；在确定上链数据符合上链标准后，将所述上链数据写入下一个生成的区块，并记录上链地址；然后根据上传上链数据的存储节点的信息经过哈希算法生成节点哈希值，根据上链数据所在的区块的信息经过哈希算法生成区块哈希值，根据此次上链事件信息通过哈希算法生成事件哈希值，并将节点哈希值、区块哈希值、事件哈希值与上链地址建立映射关系，最后将这三个哈希值保存至存储节点。

上述技术方案的工作原理为：将存储节点内部的数据信息通过Handle服务将数据信息保存至Handle系统的数据库中，并产生唯一的Handle标识，将所产生的唯一Handle标识代替数据信息上传至区块链中，同时产生用于查阅该Handle标识的哈希值。

上述技术方案的有益效果为：通过将原本需要上传至区块链的大型数据转储至Handle系统中，转而用较小体型的Handle标识代替大型数据上链，减轻了现如今区块链区块存储容量不足的问题，另一方面由于Handle标识的唯一性和公开性，不会影响到区块链上数据的公开性。

在一个优选实施例中，所述对所述数据信息进行存储注册，得到唯一的Handle标识，包括：

判断所述存储节点是否具有存储注册资格；

在确定所述存储节点具有存储注册资格后，接收所述存储节点上的数据信息；

对所述数据信息进行病毒检测，在确定所述数据信息不包含病毒后，为所述数据信息划分存储区域；

将所述数据信息存储至所述存储区域，并生成唯一的Handle标识，同时建立所述Handle标识与所述存储区域的映射关系；

将所述Handle标识返还给所述存储节点。

上述技术方案的工作原理为：将存储节点上需要上链的数据通过Handle服务模块存储注册，Handle服务模块在收到数据信息后，先对数据信息进行防病毒检测，检测通过后再为数据信息划分存储区域；将数据信息存储至存储区域，产生一个唯一Handle标识；建立标识与存储区域的映射关系，最后将标识返回。

上述技术方案的有益效果为：对存储节点进行存储注册资格认证，方便对系统中的注册标准进行统一管理；通过防病毒检测，防止不法分子恶意上传木马病毒，保护系统的安全性；通过建立唯一标识与存储区域的映射关系，方便于利用唯一Handle标识对数据进行提取。

在一个优选实施例中，所述存储节点为所述Handle标识贴上信息标签生成上链数据后向区块链服务模块提出上链请求，包括：

在接收到所述Handle标识后，基于所述数据信息为所述Handle标识建立信息标签；其中，所述信息标签为对所述数据信息进行存储注册之前，通过预先设定在所述存储节点上的元数据标准分类方法，对所述数据信息进行元数据标准分类，所得到的所述数据信息的数据项说明；

以所述信息标签作为数据头，所述Handle标识作为内部数据，生成上链数据，并向区块链服务模块提出上链请求。

上述技术方案的工作原理为：将存储节点上预先得到的数据信息的数据项说明作为信息标签与数据信息通过Handle系统存储注册得到的Handle标识相结合后生成上链信息，向区块链服务模块提出上链请求。

上述技术方案的有益效果为：因为Handle标识不具有代表性的特征，从而通过所存储数据信息的元数据标准分类得到的数据项说明，为Handle标识添加信息标签，方便对利用信息标签对Handle标识进行查找。

在一个优选实施例中，所述通过预先设定在所述存储节点上的元数据标准分类方法，对所述数据信息进行元数据标准分类，包括：

将所述数据信息与预先存储在所述存储节点上的不同种类的元数据样本进行匹配，确定所述数据信息与所述元数据样本的相似度；其中

所述相似度通过以下式子得到：

其中，ρ_XY为所述数据信息与所述元数据样本的相似度，σ_x为数据信息集X里的数据的标准差，σ_y为元数据样本集Y里面的数据的标准差，X_i为数据信息集X里的第i个数据，Y_i为元数据样本集Y里面的第i个数据，μ_x为数据信息集X的数据均值，μ_y为元数据样本集Y的数据均值。

当得出ρ_XY∈(0,1)的值大于预设的相似度分界值W的时候,则判定所述数据信息与该种类的元数据样本相似，所述数据信息符合该种类元数据样本所对应的元数据标准分类。

上述技术方案的工作原理为：利用存储节点上预先存储的元数据标准分类方法，将数据信息中的所有数据条目与存储节点上预先存储的各种元数据标准类型所对应的元数据样本进行相似度计算，从而得到数据信息与各种元数据标准类型所对应的相似度，将得到的相似度与预设的相似度分界值进行比较，最终确定数据信息与哪些元数据标准类型相似，从而确定数据信息符合哪些元数据标准。

上述技术方案的有益效果为：通过将数据信息与元数据样本进行相似度计算，得到相似度，再通过相似度确定数据信息与哪些元数据标准相符合，使分类判断更为快速，比人工分类更为高效且科学，更重要的是可通过实际需求对元数据样本进行改进，使分类更为准确，也能满足各种分类需求。

在一个优选实施例中，所述区块链服务模块根据所述上链请求按照区块链的上链规则将所述上链数据写入区块链新产生的区块中时，执行如下操作：

根据提出上链请求的存储节点的IP地址、MAC地址及端口对所述存储节点的真实性进行认证；

在认证通过后对所述上链数据进行数据格式检验，判断所述上链数据是否符合上链标准；

在确定所述上链数据符合上链标准后，将所述上链数据写入区块链上下一个生成的区块中；

在将所述上链数据写入区块后，根据此次上链的存储节点信息通过哈希算法生成节点哈希值，根据此次上链的区块信息通过哈希算法生成区块哈希值，根据此次上链事件信息通过哈希算法生成事件哈希值，并将所述节点哈希值、所述区块哈希值和所述事件哈希值与区块上对应上链数据的链上地址建立映射关系；

将所述节点哈希值、所述区块哈希值和所述事件哈希值返回给所述存储节点。

上述技术方案的工作原理为：区块链服务模块对提出上链请求的节点的IP地址、MAC地址及端口号进行检验，对需要上链的节点进行真实性认证，确定该节点具有上链资格；再根据区块链的上链规则对上链数据进行数据格式检验，判断上链数据是否符合上链标准，在确定符合上链标准后将上链数据写入新生成的区块中，在区块链上保存上链数据，同时记录上链数据在区块链上的链上地址，将上传节点的信息、存储上链数据的区块的信息、这次事件的相关信息分别通过哈希算法，得到三个哈希值，在将三个哈希值分别与链上地址建立映射关系后将三个哈希值返回给上链节点。

上述技术方案的有益效果为：在对上链数据进行上链时，通过区块链服务对上传节点进行身份验证，一方面保证了链上数据的安全性，另一方面利于对用户身份的统一管理；对数据格式进行数据格式检验，一方面防止恶意数据的上传，另一方面方便对链上数据进行标准化管理，从而提高区块链的查找效率；生成三个哈希值，使用户可以通过哈希值对链上数据进行快速查找。

在一个优选实施例中，还包括：存储节点通过对所述区块链上的上链数据的解析，提取存储的数据信息；

所述存储节点通过对所述区块链上的上链数据的解析，提取存储的数据信息，包括：

将所述节点哈希值、所述区块哈希值或所述事件哈希值提供给所述区块链服务模块；

在接收到所述区块链服务模块的查询结果后，通过所述信息标签确定需要查找的上链数据；

将所述上链数据进行读取，得到所述上链数据所对应的Handle标识；

将所述Handle标识发送给所述Handle服务模块进行解析，得到所述Handle标识所对应的存储区域，并将所述数据信息从所述存储区域提取出来。

上述技术方案的工作原理为：存储节点通过所述区块链服务提供的三种上链数据查询方式及通过提供节点哈希值查询、通过提供区块哈希值查询、通过提供事件哈希值查询，对上链数据进行查询；其中，

通过所述节点哈希值查询，即通过所提供的所述节点哈希值的映射关系，查找出区块链上所有与所述节点哈希值具有映射关系的上链数据的链上地址，并将所述所有链上地址内的上链数据都提取出来按照所在区块的排列顺序排列生成所述存储节点的上链历史信息，可通过元数据标准信息查找对应的上链数据从而提取所述Handle标识；

通过所述区块哈希值查询，即通过所提供的所述区块哈希值的映射关系，查找出区块链上相对应的区块的链上地址，并将所述区块内的所有上链数据都提取出来生成区块内信息，可通过元数据标准信息查找对应的上链数据从而提取所述Handle标识；

通过所述事件哈希值查询，即通过所提供的所述事件哈希值的映射关系，查找出区块链上相对应上链事件的链上地址，并将所述链上地址内的上链数据提取出来，从而提取所述上链数据内的所述Handle标识；

在得到所述Handle标识后，将所述Handle标识发送给所述Handle系统进行解析，得到所述Handle标识所对应的存储区域，并将所述数据信息从所述存储区域提取出来。

上述技术方案的有益效果为：提供三种查询方式，适用于不同的查询需求，其中包括通过节点哈希值进行查询：其查询结果为一个区块链节点所上链的所有数据按照所在区块的先后顺序进行排列后的集合，适用于需要对节点上链工作历史进行查询的用户，由于节点哈希值一般由节点自身保管，所以能保证节点的隐私安全性；通过区块哈希值进行查询：其查询结果为上链数据所在区块的所有数据的集合，适用于对区块情况进行查询的用户；通过事件哈希值进行查询：其查询结果为上链数据在区块链上具体的链上地址，适用于对某一次上链数据的准确查找。通过节点哈希值、区块哈希值查找出来的链上数据的集合也可以通过数据的元数据标准信息进行准确定位，查找出想要的上链数据。值得注意的是区块链的开放性原则开放的是链上数据，而节点及用户的相关信息对区块链的其他用户来说是不可知的，本技术方案很好的遵循了这一点的规则。

为达到上述目的，本发明实施例还提供了一种基于handle系统的区块链增强系统，包括：

Handle服务模块,用于对所述数据信息进行存储注册，得到唯一的Handle标识；

元数据标准分类模块，用于通过预先设定在所述存储节点上的元数据标准分类方法，对所述数据信息进行元数据标准分类；

区块链服务模块，用于根据所述上链请求按照区块链的上链规则将所述上链数据写入区块链新产生的区块中；

数据信息提取模块，用于通过对所述区块链上的上链数据的解析，提取存储的数据信息。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：用Handle服务模块,对所述数据信息进行存储注册，得到唯一的Handle标识，使Handle系统和存储节点之间通过Handle服务模块建立连接，交换数据信息和Handle标识。用元数据标准分类模块，通过预先设定在所述存储节点上的元数据标准分类方法，对所述数据信息进行元数据标准分类，从而方便对数据信息所对应的Handle标识打上信息标签。用区块链服务模块，根据所述上链请求按照区块链的上链规则将所述上链数据写入区块链新产生的区块中；用数据信息提取模块，通过对所述区块链上的上链数据的解析，提取存储的数据信息。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种基于handle系统的区块链增强方法，其特征在于，包括：

在区块链的所有存储节点都部署Handle服务模块。

2.如权利要求1所述的基于handle系统的区块链增强方法，其特征在于，所述Handle服务模块执行如下操作：

获取区块链中存储节点上需要进行存储的数据信息；

对所述数据信息进行存储注册，得到唯一的Handle标识；所述存储节点为所述Handle标识贴上信息标签生成上链数据后向区块链服务模块提出上链请求；所述区块链服务模块根据所述上链请求按照区块链的上链规则将所述上链数据写入区块链新产生的区块中。

3.根据权利要求1所述的一种基于handle系统的区块链增强方法，其特征在于，所述对所述数据信息进行存储注册，得到唯一的Handle标识，包括：

判断所述存储节点是否具有存储注册资格；

在确定所述存储节点具有存储注册资格后，接收所述存储节点上的数据信息；

对所述数据信息进行病毒检测，在确定所述数据信息不包含病毒后，为所述数据信息划分存储区域；

将所述数据信息存储至所述存储区域，并生成唯一的Handle标识，同时建立所述Handle标识与所述存储区域的映射关系；

将所述Handle标识返还给所述存储节点。

4.根据权利要求2所述的一种基于handle系统的区块链增强方法，其特征在于，所述存储节点为所述Handle标识贴上信息标签生成上链数据后向区块链服务模块提出上链请求时，执行如下操作：

在接收到所述Handle标识后，基于所述数据信息为所述Handle标识建立信息标签；其中，所述信息标签为对所述数据信息进行存储注册之前，通过预先设定在所述存储节点上的元数据标准分类方法，对所述数据信息进行元数据标准分类，所得到的所述数据信息的数据项说明；

以所述信息标签作为数据头，所述Handle标识作为内部数据，生成上链数据，并向区块链服务模块提出上链请求。

5.根据权利要求4所述的一种基于handle系统的区块链节点信息隐私加密方法，其特征在于，所述通过预先设定在所述存储节点上的元数据标准分类方法，对所述数据信息进行元数据标准分类，包括：

将所述数据信息与预先存储在所述存储节点上的不同种类的元数据样本进行匹配，确定所述数据信息与所述元数据样本的相似度；其中

所述相似度通过以下式子得到：

其中，ρ_XY为所述数据信息与所述元数据样本的相似度，σ_x为数据信息集X里的数据的标准差，σ_y为元数据样本集Y里面的数据的标准差，X_i为数据信息集X里的第i个数据，Y_i为元数据样本集Y里面的第i个数据，μ_x为数据信息集X的数据均值，μ_y为元数据样本集Y的数据均值；

当得出ρ_XY∈(0,1)的值大于预设的相似度分界值W的时候,则判定所述数据信息与该种类的元数据样本相似，所述数据信息符合该种类元数据样本所对应的元数据标准分类。

6.根据权利要求1所述的一种基于handle系统的区块链增强方法，其特征在于，所述区块链服务模块根据所述上链请求按照区块链的上链规则将所述上链数据写入区块链新产生的区块中时，执行如下操作：

根据提出上链请求的存储节点的IP地址、MAC地址及端口对所述存储节点的真实性进行认证；

在认证通过后对所述上链数据进行数据格式检验，判断所述上链数据是否符合上链标准；

在确定所述上链数据符合上链标准后，将所述上链数据写入区块链上下一个生成的区块中；

在将所述上链数据写入区块后，根据此次上链的存储节点信息通过哈希算法生成节点哈希值，根据此次上链的区块信息通过哈希算法生成区块哈希值，根据此次上链事件信息通过哈希算法生成事件哈希值，并将所述节点哈希值、所述区块哈希值和所述事件哈希值与区块上对应上链数据的链上地址建立映射关系；

将所述节点哈希值、所述区块哈希值和所述事件哈希值返回给所述存储节点。

7.根据权利要求1所述的一种基于handle系统的区块链节点信息隐私加密方法，其特征在于，还包括：存储节点通过对所述区块链上的上链数据的解析，提取存储的数据信息；

所述存储节点通过对所述区块链上的上链数据的解析，提取存储的数据信息，包括：

将所述节点哈希值、所述区块哈希值或所述事件哈希值提供给所述区块链服务模块；

在接收到所述区块链服务模块的查询结果后，通过所述信息标签确定需要查找的上链数据；

将所述上链数据进行读取，得到所述上链数据所对应的Handle标识；

将所述Handle标识发送给所述Handle服务模块进行解析，得到所述Handle标识所对应的存储区域，并将所述数据信息从所述存储区域提取出来。

8.一种基于handle系统的区块链节点信息隐私加密系统，其特征在于，包括：

Handle服务模块,用于对所述数据信息进行存储注册，得到唯一的Handle标识；

元数据标准分类模块，用于通过预先设定在所述存储节点上的元数据标准分类方法，对所述数据信息进行元数据标准分类；

区块链服务模块，用于根据所述上链请求按照区块链的上链规则将所述上链数据写入区块链新产生的区块中；

数据信息提取模块，用于通过对所述区块链上的上链数据的解析，提取存储的数据信息。

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