CN115437852B - 一种基于灾备恢复和文件分区表的快速区块链系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于灾备恢复和文件分区表的快速区块链系统及方法，属于区块链技术领域，它包括区块链子系统用于将区块数据写入所述物理存储设备中，接收第一文件分区表信息和第二文件分区表信息，并将第二文件分区表信息打包到上一区块存储位置的链接区块中；物理存储设备用于区块链子系统和灾备恢复子系统中的数据存储，并产生第一文件分区表信息和第二文件分区表信息；灾备恢复子系统用于对区块链子系统中已打包的数据进行持续数据备份，并将备份数据存入物理存储设备中。本发明通过灾备恢复子系统和数据存储文件分区表信息完善区块链架构，提供一种低成本、快速存储的区块链架构系统，实现了对区块链中区块数据的持续保护和快速确认。

Description

一种基于灾备恢复和文件分区表的快速区块链系统及方法
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种灾备恢复和文件分区表的快速区块链系统及方法。
背景技术
公有区块链在共识机制方面选择共识计算量大、确认周期长的共识机制，一般性能比较低下，如比特币区块链每秒能处理的事务数（TPS）为7笔/秒；作为高性能区块链平台的EOS，其使用DPoS共识机制，其目前的最大的TPS是3000笔/秒，基于DAG结构的IOTA系统TPS是300笔/秒，性能较低；而联盟区块链、私有区块链选择共识速度快、吞吐量大的共识机制和算法，但存在被进行恶意攻击的风险，如数据被篡改、数据区块丢失，甚至整条区块链从创世区块被恶意修改的风险。因此，如何解决目前区块链存在的问题是现阶段需要考虑的。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息只用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种基于灾备恢复和文件分区表的快速区块链系统及方法，解决了目前区块链共识计算量大以及被恶意攻击时数据丢失和被修改的问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于灾备恢复和文件分区表的快速区块链系统，它包括区块链子系统、物理存储设备和灾备恢复子系统；
所述区块链子系统包括多个数据区块，用于打包数据创世区块并将区块数据写入所述物理存储设备中，以及接收区块数据在物理存储设备中产生的第一文件分区表信息和灾备恢子系统提交的第二文件分区表信息，并将第二文件分区表信息打包到上一区块存储位置的链接区块中实现数据的可追溯；
所述物理存储设备用于区块链子系统中的数据存储和灾备恢复子系统中系统级备份、数据库备份和文件备份的数据存储，并产生区块链子系统数据存储的第一文件分区表信息返回到所述区块链子系统中和灾备恢复子系统各自数据存储的第二文件分区表信息返回到灾备恢复子系统中；
所述灾备恢复子系统用于对区块链子系统中已打包的数据进行持续数据备份，并将备份数据存入物理存储设备中，以及将第二文件分区表信息提交至区块链子系统。
所述灾备恢复子系统还用于根据备份数据的第二文件分区表信息在物理存储设备中定位到备份数据，当区块链子系统中的数据被篡改时，根据第一文件分区表信息定位区块链子系统存储到物理存储设备中的数据与备份数据一起对被篡改的区块链数据进行交叉验证。
所述第一文件分区表信息和第二文件分区表信息包括：存储的扇区信息、磁头信息、磁道信息、物理开始位置、物理结束位置、存储对象正名、存储对象扩展名、存储对象名目录、存储对象建立时间戳、存储对象最新访问时间戳、存储对象最后时间戳、起始簇号和时间戳字节长度信息。
一种基于灾备恢复和文件分区表的快速区块链系统的数据恢复方法，所述数据恢复方法包括：
区块链子系统打包数据创世区块，将区块数据写入到物理存储设备中并产生第一文件分区表信息；
物理存储设备将产生的区块数据存储的第一文件分区表信息返回到区块链子系统中；
灾备恢复子系统对区块链子系统写入到物理存储设备中的数据进行备份，将备份数据写入到物理存储设备中并产生第二文件分区表信息；
物理存储设备将产生的备份数据的第二文件分区表信息返回到灾备恢复子系统；
灾备恢复子系统将接收的第二文件分区表信息提交到区块链子系统中；
区块链子系统将第一文件分区表信息和第二文件分区表信息打包到上一区块存储位置的链接区块，实现数据的可追溯。
所述数据恢复方法还包括：当区块链子系统中的数据被篡改时，根据备份数据的第二文件分区表信息在物理存储设备中定位到备份数据，根据第一文件分区表信息定位区块链子系统存储到物理存储设备中的数据与备份数据一起对被篡改的区块链数据进行交叉验证。
本发明具有以下优点：一种基于灾备恢复和文件分区表的快速区块链系统及方法，通过灾备恢复子系统和数据存储文件分区表信息完善区块链架构，提供一种低成本、快速存储的区块链架构系统，实现了对区块链中区块数据的持续保护和快速确认；通过区块链子系统和灾备恢复子系统中存储的数据进行相互交叉验证，提高了区块链子系统的健壮性和可用性；通过数据存储所在的文件分区表信息进行物理存储数据的直接追溯，具有更高效地数据验证和查询性。
附图说明
图1 为本发明系统的结构示意图；
图2 为本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本发明做进一步的描述。
如图1所示，本发明其中一种实施方式聚对区块链中区块数据的存储形式和存储机制、以及可依赖的区块存储文件表信息等在区块链可追溯、防篡改方面具有直接作用因素，从具备物理防篡改特征、可追溯的角度提出一种快速区块链架构，其具体包括以下内容：
区块链子系统：区块链系统是指现有运行如PoS、DPoS、PooI验证池、实用拜占庭PBFT等分布式共识的通用区块链；其包括多个数据区块，在打包信息上进行了扩展，扩展的信息主要来源与区块链区块存储所在的物理存储设备上的第一文件分区表信息、以及区块链中上一区块数据被灾备恢复子系统备份是所存储的物理存储设备上的第二文件分区表信息。
其中，区块链区块存储所在的物理存储设备上的第一文件分区表信息来源于当前区块打包后存储到物理存储设备时，由设备返回的信息；区块链中上一区块数据被灾备恢复子系统备份时所存储的物理存储设备上的第二文件分区表信息则由灾备恢复子系统在存储备份数据时通过物理存储设备返回的信息；同时区块链子系统将接收到的灾备恢复子系统返回的备份数据存储信息的第二文件分区表信息，并打包入区块链。
物理存储设备：物理存储设备泛指常见的持久化存储介绍，如各类硬盘、光盘及分布式存储等；物理存储设备对供区块链子系统中的数据存储和灾备恢复系统中系统级备份、数据库备份、文件备份等数据存储；物理存储设备在写入以上数据时，会产生数据所存储第一文件分区表信息和第二文件分区表信息，第一文件分区表信息和第二文件分区表信息包括扇区信息、磁头信息、磁道信息、物理开始位置、物理结束位置、存储对象正名、存储对象扩展名、存储对象名目录、存储对象建立时间戳、存储对象最新访问时间戳、存储对象最后时间戳、起始簇号、时间戳字节长度信息。
灾备恢复子系统：灾备恢复子系统对系统备份、数据库备份、文件备份，支持对备份对象的持续数据保护（CDP：Continuous Data Protection）。灾备恢复子系统对区块链中已打包的数据进行持续数据备份，包括区块链子系统所运行的操作系统、存储区块链中数据的数据库、存储数据区块的数据区块文件。灾备恢复子系统把备份数据写入物理存储设备，并返回区块备份数据的文件分区表信息，供区块链子系统写入区块进行数据追溯。当区块链中的数据被篡改时，可从灾备恢复子系统中返回区块打包时备份的数据；同时灾备恢复子系统中备份的数据因写入文件分区表信息，在被篡改时可以根据区块链中存储的数据进行交叉验证。
如图2所示，本发明的另一种实时方式涉及一种基于灾备恢复和文件分区表的快速区块链系统的数据恢复方法，其包括以下步骤：
S1、区块链子系统打包数据创世区块，将区块数据写入到物理存储设备中并产生第一文件分区表信息；
S2、物理存储设备将产生的区块数据存储的第一文件分区表信息返回到区块链子系统中；
S3、灾备恢复子系统对区块链子系统写入到物理存储设备中的数据进行备份，将备份数据写入到物理存储设备中并产生第二文件分区表信息；
S4、物理存储设备将产生的备份数据的第二文件分区表信息返回到灾备恢复子系统；
S5、灾备恢复子系统将接收的第二文件分区表信息提交到区块链子系统中；
S6、区块链子系统将第一文件分区表信息和第二文件分区表信息打包到上一区块存储位置的链接区块，实现数据的可追溯。
进一步地，当区块链子系统中的数据被篡改时，根据备份数据的第二文件分区表信息在物理存储设备中定位到备份数据，根据第一文件分区表信息定位区块链子系统存储到物理存储设备中的数据与备份数据一起对被篡改的区块链数据进行交叉验证。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于灾备恢复和文件分区表的快速区块链系统，其特征在于：它包括区块链子系统、物理存储设备和灾备恢复子系统；
所述区块链子系统包括多个数据区块，用于打包数据创世区块并将区块数据写入所述物理存储设备中，以及接收区块数据在物理存储设备中产生的第一文件分区表信息和灾备恢子系统提交的第二文件分区表信息，并将第二文件分区表信息打包到上一区块存储位置的链接区块中实现数据的可追溯；
所述物理存储设备用于区块链子系统中的数据存储和灾备恢复子系统中系统级备份、数据库备份和文件备份的数据存储，并产生区块链子系统数据存储的第一文件分区表信息返回到所述区块链子系统中和灾备恢复子系统各自数据存储的第二文件分区表信息返回到灾备恢复子系统中；
所述灾备恢复子系统用于对区块链子系统中已打包的数据进行持续数据备份，并将备份数据存入物理存储设备中，以及将第二文件分区表信息提交至区块链子系统；
所述灾备恢复子系统还用于根据备份数据的第二文件分区表信息在物理存储设备中定位到备份数据，当区块链子系统中的数据被篡改时，根据第一文件分区表信息定位区块链子系统存储到物理存储设备中的数据与备份数据一起对被篡改的区块链数据进行交叉验证。
2.根据权利要求1所述的一种基于灾备恢复和文件分区表的快速区块链系统，其特征在于：所述第一文件分区表信息和第二文件分区表信息包括：存储的扇区信息、磁头信息、磁道信息、物理开始位置、物理结束位置、存储对象正名、存储对象扩展名、存储对象名目录、存储对象建立时间戳、存储对象最新访问时间戳、存储对象最后时间戳、起始簇号和时间戳字节长度信息。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于灾备恢复和文件分区表的快速区块链系统的数据恢复方法，其特征在于：所述数据恢复方法包括：
区块链子系统打包数据创世区块，将区块数据写入到物理存储设备中并产生第一文件分区表信息；
物理存储设备将产生的区块数据存储的第一文件分区表信息返回到区块链子系统中；
灾备恢复子系统对区块链子系统写入到物理存储设备中的数据进行备份，将备份数据写入到物理存储设备中并产生第二文件分区表信息；
物理存储设备将产生的备份数据的第二文件分区表信息返回到灾备恢复子系统；
灾备恢复子系统将接收的第二文件分区表信息提交到区块链子系统中；
区块链子系统将第一文件分区表信息和第二文件分区表信息打包到上一区块存储位置的链接区块，实现数据的可追溯；
还包括：当区块链子系统中的数据被篡改时，根据备份数据的第二文件分区表信息在物理存储设备中定位到备份数据，根据第一文件分区表信息定位区块链子系统存储到物理存储设备中的数据与备份数据一起对被篡改的区块链数据进行交叉验证。
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