[發明專利]一種基于區塊鏈的數據存入和搜索方法及系統

在審

• 申請號: 202110047130.0
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112817968A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 肖玉連
• 申請（專利權）人: 肖玉連
• 主分類號: G06F16/22
• 分類號: G06F16/22;G06F16/27;G06F21/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于區塊鏈的數據存入和搜索方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取待存儲數據，利用基于索引樹的區塊鏈加密方案對待存儲數據進行加密處理，得到待存儲數據的加密索引樹數據；

將加密索引樹數據存儲到基于Bloom Filter的區塊結構中；

利用面向區塊鏈存儲的數據緩存策略將區塊中所存儲數據緩存到區塊鏈存儲系統中；

利用基于數據訪問頻率的垃圾回收方法進行區塊鏈存儲系統中垃圾數據塊的回收；

用戶利用基于索引樹的區塊鏈搜索方案對區塊鏈存儲系統中存儲數據進行搜索，實現基于區塊鏈的數據搜索。

2.如權利要求1所述的一種基于區塊鏈的數據存入和搜索方法，其特征在于，所述利用基于索引樹的區塊鏈加密方案對待存儲數據進行加密處理，包括：

1)數據擁有者輸入安全參數λ，隨機生成m維向量μ以及兩個m×m維的可逆矩陣M₁和M₂，輸出密鑰為k＝(m，M₁，M₂)；

2)使用密鑰k將待存儲數據F＝[f₁，...，f_n]加密成密文S_i＝Enc(k，f_i)，并尋找到n個未花費的交易輸出UTX_i(1≤i≤n)構造交易

3)數據擁有者計算密文S_i的每個關鍵詞w_j的TF值，構成TF向量其中m為密文S_i的關鍵詞總數；

4)利用索引樹I存儲向量D，數據擁有者根據密鑰向量μ將索引樹節點u處的向量D_u隨機分成兩個向量{D_u1，D_u2}，若μ[j]＝0，則D_u1[j]＝D_u2[j]＝D_u[j]；若μ[j]＝1，則D_u1[j]+D_u2[j]＝D_u[j]，索引樹中的每個節點u存儲的加密向量為

5)將索引樹I嵌入到交易TX_I中，并以交易TX_I的形式向全區塊鏈系統廣播，將驗證通過的交易記錄到區塊鏈上，并給數據擁有者返回一個嵌入密文的交易標識符

3.如權利要求2所述的一種基于區塊鏈的數據存入和搜索方法，其特征在于，所述將加密索引樹數據存儲到基于Bloom Filter的區塊結構中的流程為：

將Bloom Filter進行初始化，即把長度為m的二進制向量的所有比特位都設定成0，其中Bloom Filter采用的是k個哈希函數；

每個區塊所存儲的數據為加密索引樹中每個索引樹節點所存儲的數據；

如果有新的交易記錄被寫入區塊，將該交易記錄使用哈希函數映射，映射結果作為Bloom Filter中的索引位置，該位置數據置為1；然后把交易記錄添加到加密索引樹的節點中，寫入到區塊。

4.如權利要求3所述的一種基于區塊鏈的數據存入和搜索方法，其特征在于，所述利用面向區塊鏈存儲的數據緩存策略將區塊中所存儲數據進行緩存處理，包括：

1)遍歷區塊中所存儲的數據，將屬于同一用戶的區塊數據存放在同一個數據塊中；將每個數據塊的大小與物理頁進行對齊，由于閃存中最小的讀取單位是一個物理頁，每次讀取的數據塊中會包含所搜索數據塊以外的當前用戶的其他數據；

利用一段連續的虛擬地址空間對分散的物理地址空間進行映射，將虛擬地址切分成一定數量的數據塊；通過根據用戶ID對數據進行散列來分配數據塊，從而保證相同用戶的數據只會寫入到固定的數據塊中；

2)將所有數據塊的索引樹索引存儲到索引塊中，并對索引塊進行緩存處理；

3)在對區塊鏈存儲系統中的數據進行搜索時，搜索算法分為兩部分，第一部分是對數據K的查找，第二部分為對數據的緩存；首先檢查所需數據是否位于數據緩存中，若K在數據緩存中不存在，則查找對應的索引項是否在緩存中，當找到對應的緩存，則通過索引中的地址直接讀取對應的數據，同時添加數據所在的物理頁到數據緩存中，查找到數據后，添加所在索引塊到索引緩存，添加所在物理頁到數據緩存；最后返回查找到的數據。