[發(fā)明專利]一種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、節(jié)點(diǎn)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911038474.4
• 申請(qǐng)日: 2019-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111241589A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張秦濤;聶光耀;劉奇;丁健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F21/64
• 分類號(hào): G06F21/64;G06F16/23;G06F16/27
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的交易方法以及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。節(jié)點(diǎn)在接受到客戶端發(fā)送的請(qǐng)求后，直接在本地狀態(tài)機(jī)上模擬執(zhí)行生成一個(gè)模擬執(zhí)行結(jié)果，并將此模擬執(zhí)行結(jié)果與用戶執(zhí)行邏輯打包，復(fù)制給其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行防篡改檢驗(yàn)；網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)收到消息包后，從中取出用戶執(zhí)行邏輯在本地進(jìn)行執(zhí)行生成模擬執(zhí)行結(jié)果，然后再對(duì)比消息包中的模擬執(zhí)行結(jié)果；如果兩份結(jié)果不一致，代表存在數(shù)據(jù)篡改情況，回復(fù)驗(yàn)證失敗給發(fā)起節(jié)點(diǎn)；如果兩份結(jié)果一致，回復(fù)驗(yàn)證成功給發(fā)起節(jié)點(diǎn)；驗(yàn)證發(fā)起節(jié)點(diǎn)收到足夠多的驗(yàn)證回復(fù)后，匯總判斷，判斷驗(yàn)證失敗的請(qǐng)求直接被丟棄，判斷驗(yàn)證成功的請(qǐng)求以模擬執(zhí)行結(jié)果集進(jìn)行pbft共識(shí)復(fù)制邏輯，直至狀態(tài)復(fù)制結(jié)束或失敗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，尤其涉及一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N將數(shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學(xué)方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。區(qū)塊鏈根據(jù)去中心化的協(xié)議，構(gòu)建了一個(gè)分布式的結(jié)構(gòu)體系，讓價(jià)值交換的信息通過(guò)分布式傳播發(fā)送給全網(wǎng)，通過(guò)分布式記賬確定信息數(shù)據(jù)內(nèi)容，蓋上時(shí)間戳后生成區(qū)塊數(shù)據(jù)，再通過(guò)分布式傳播發(fā)送給各個(gè)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)分布式存儲(chǔ)。

智能合約是隨著區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生的一種新特性，智能合約實(shí)質(zhì)上是交易雙方合約的代碼化實(shí)例，它根據(jù)雙方合約規(guī)定對(duì)接收到的信息進(jìn)行回應(yīng)，可以接收和存儲(chǔ)價(jià)值，也可以輸出信息和價(jià)值，它扮演著一個(gè)可被信任的系統(tǒng)，總是按照事先約定的規(guī)則執(zhí)行操作。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，是建立在關(guān)系模型基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)庫(kù)，借助于集合代數(shù)等數(shù)學(xué)概念和方法來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。當(dāng)前大部分業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)關(guān)系均可以用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的模型來(lái)定義。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)查詢語(yǔ)言SQL是一種基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的語(yǔ)言，可以通過(guò)此類語(yǔ)言對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索和操作。

基于現(xiàn)有的區(qū)塊鏈方案，無(wú)法實(shí)現(xiàn)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)管理能力，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的事務(wù)操作。因此，難以滿足大型數(shù)據(jù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)管理的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，包括交易方法和節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了用戶可以在保持對(duì)原有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)使用方式的情況下，將對(duì)傳統(tǒng)區(qū)塊鏈的使用方式也向數(shù)據(jù)庫(kù)使用方式轉(zhuǎn)變，并將二者融合為一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)同管理兩塊數(shù)據(jù)。本發(fā)明數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)兼容關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的大部分特性，包括SQL支持、關(guān)系型結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)、ACID事務(wù)保證等。同時(shí)增加了更多的區(qū)塊鏈特性，具備區(qū)塊鏈防竄改的特征，其中包括具備防篡改的拜占庭共識(shí)協(xié)議、事務(wù)區(qū)塊鏈、智能合約等特性。

第一方面，本發(fā)明提供了一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方法：請(qǐng)求接受節(jié)點(diǎn)在接受到客戶端發(fā)送的請(qǐng)求后，直接在本地狀態(tài)機(jī)上模擬執(zhí)行生成一個(gè)模擬執(zhí)行結(jié)果，并將此模擬執(zhí)行結(jié)果與用戶執(zhí)行邏輯打包，復(fù)制給其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行防篡改檢驗(yàn)；網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)收到消息包后，從中取出用戶執(zhí)行邏輯在本地進(jìn)行執(zhí)行生成模擬執(zhí)行結(jié)果，然后再對(duì)比消息包中的模擬執(zhí)行結(jié)果；如果兩份結(jié)果不一致，代表存在數(shù)據(jù)篡改情況，回復(fù)驗(yàn)證失敗給發(fā)起節(jié)點(diǎn)；如果兩份結(jié)果一致，回復(fù)驗(yàn)證成功給發(fā)起節(jié)點(diǎn)；驗(yàn)證發(fā)起節(jié)點(diǎn)收到足夠多的驗(yàn)證回復(fù)后，匯總判斷，判斷驗(yàn)證失敗的請(qǐng)求直接被丟棄，判斷驗(yàn)證成功的請(qǐng)求以模擬執(zhí)行結(jié)果集進(jìn)行pbft共識(shí)復(fù)制邏輯，直至狀態(tài)復(fù)制結(jié)束或失敗。

相比與現(xiàn)有技術(shù)，在共識(shí)之前增加了防篡改驗(yàn)證邏輯，且使用通過(guò)驗(yàn)證的模擬執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行復(fù)制，既達(dá)到了防篡改設(shè)計(jì)，又能維護(hù)好狀態(tài)的一致性。

第二方面，本發(fā)明提供了一種包含鏈上與鏈下數(shù)據(jù)的事務(wù)處理方法：客戶端發(fā)起鏈上鏈下事務(wù)操作，事務(wù)中同時(shí)包含了鏈上數(shù)據(jù)更新操作集和鏈下數(shù)據(jù)更新操作集；服務(wù)端事務(wù)請(qǐng)求接收節(jié)點(diǎn)在接收到請(qǐng)求后，開(kāi)啟一個(gè)事務(wù)管理器，按照事務(wù)請(qǐng)求中的操作順序進(jìn)行處理，進(jìn)行事務(wù)預(yù)提交，產(chǎn)生兩份事務(wù)處理邏輯日志緩存，同時(shí)向鏈上事務(wù)緩存池中增加鏈上事務(wù)產(chǎn)生的事務(wù)日志，事務(wù)日志包括事務(wù)執(zhí)行邏輯；以鏈上事務(wù)產(chǎn)生的事務(wù)日志發(fā)起背書(shū)流程，如果背書(shū)流程成功，請(qǐng)求接收節(jié)點(diǎn)以起共識(shí)流程。如果共識(shí)流程成功，請(qǐng)求接收節(jié)點(diǎn)將包括了鏈上事務(wù)和鏈下事務(wù)產(chǎn)生的預(yù)提交進(jìn)行真正提交，其他節(jié)點(diǎn)只接收到了鏈上事務(wù)，所以只對(duì)鏈上事務(wù)進(jìn)行提交，至此，請(qǐng)求接受節(jié)點(diǎn)完成了鏈上鏈下事務(wù)操作。