[發明專利]基于余數系統的區塊鏈存儲優化系統及方法

在審

• 申請號: 202010421531.3
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111723149A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 高鎮;郭朝暉;趙明;楊晉生
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F16/27
• 分類號: G06F16/27;G06F16/21;G06Q20/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種基于余數系統的區塊鏈存儲優化系統，其特征是，包括：

結合余數RNS模塊：RNS由一組稱為“余數基”的模數m_i組成，i＝1,2,3…L，模數間兩兩互質，為全部模數的最小公倍數，稱之為“動態范圍”；小于動態范圍的任意正整數X≤M-1都能夠通過對余數基進行高斯求模運算，在RNS中表示成一個余數向量{x₁,x₂,x₃…x_L}，這種由原始數據到余數系統的映射稱之為“前向轉換”；本模塊通過選定一組小于賬戶數據位寬的素數作為余數基，對賬戶數據進行“前向轉換”，把賬戶數據映射為一組余數向量；

節點數據更新模塊：利用RNS對于線性操作具有并行性的特點，當轉賬交易執行完畢，賬戶內容需要變動時，在各個節點獨立并行地更新本地余數進而實現數據的更新；

數據恢復模塊：通過“中國剩余定理”CRT(Chinese remainder theorem)，把分布式存儲在各個節點的模數、余數加權組合在一塊，進行數據的恢復。

2.如權利要求1所述的基于余數系統的區塊鏈存儲優化系統，其特征是，數據恢復模塊中，在已知一組余數基{m₁,m₂,m₃…m_n}和RNS下對應的余數向量{x₁,x₂,x₃…x_n}時，壓縮前的原始數據通過式子唯一求得，其中稱之為M_i的“逆元”，滿足原始數據X一定滿足X≤M-1，式子被稱之為中國剩余定理CRT，通過CRT，把分布式存儲在各個節點的模數、余數加權組合在一塊，實現數據的恢復。

3.一種基于余數系統的區塊鏈存儲優化方法，其特征是，步驟如下：前向轉換步驟：RNS由一組稱為“余數基”的模數m_i組成，i＝1,2,3…L，模數間兩兩互質，為全部模數的最小公倍數，稱之為“動態范圍”；小于動態范圍的任意正整數X≤M-1都能夠通過對余數基進行高斯求模運算，在RNS中表示成一個余數向量{x₁,x₂,x₃…x_L}，這種由原始數據到余數系統的映射稱之為“前向轉換”；通過選定一組小于賬戶數據位寬的素數作為余數基，對賬戶數據進行“前向轉換”，把賬戶數據映射為一組余數向量；

節點數據更新步驟。利用RNS對于線性操作具有并行性的特點，當轉賬交易執行完畢，賬戶內容需要變動時，在各個節點獨立并行地更新本地余數進而實現數據的更新；

數據恢復步驟：通過CRT，可以把分布式存儲在各個節點的模數、余數加權組合在一塊，進行數據的恢復；具體步驟是，在已知一組余數基{m₁,m₂,m₃…m_n}和RNS下對應的余數向量{x₁,x₂,x₃…x_n}時，壓縮前的原始數據通過式子唯一求得，其中稱之為M_i的“逆元”，滿足原始數據X一定滿足X≤M-1。