[發(fā)明專利]基于可認證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的區(qū)塊鏈語義分析的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110260177.5
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113011978B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀新征;光焱;李繼
• 申請（專利權(quán)）人: 河南大學
• 主分類號: G06Q40/04
• 分類號: G06Q40/04;G06Q20/36;G06Q20/40
• 代理公司: 西安研創(chuàng)天下知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 楊鳳娟

本發(fā)明公開了基于可認證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的區(qū)塊鏈語義分析的方法，通過完整展示將可認證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作性語義轉(zhuǎn)化為指示性語義的過程，由于monad概念過于抽象，所以本文重點描述了auth和unauth代碼的分析過程，以具體實例展示如何將非純函數(shù)組合在一起。采用monad方法可直接借助源編譯器語言實現(xiàn)新的語言功能，因此可避免修改編譯器的語法樹，同時便于在不同程序編譯器之間移植新的語言功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于可認證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的區(qū)塊鏈語義分析的方法。

背景技術(shù)

可認證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(Authenticated?Data?Structure)是基于Merkle樹的二叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。用戶從樹上獲得某個數(shù)據(jù)的同時，還得到從根到數(shù)據(jù)的路徑信息，后者稱為證明流。依靠證明流能校驗所獲得數(shù)據(jù)的真實性。例如，比特幣的超級賬本底層采用了Merkle樹結(jié)構(gòu)，即區(qū)塊鏈是基于Merkle樹實現(xiàn)的。在區(qū)塊鏈中，merkle樹充當著一個代表性的角色，一個區(qū)塊中的所有交易信息都被它歸納總結(jié)，大大提高區(qū)塊鏈的效率，經(jīng)過實踐測試其能有效防止中間人攻擊。Merkle樹啟發(fā)研究人員，按照鏈表、字典等方式組織的數(shù)據(jù)也可重新設(shè)計為基于Merkle樹的可認證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但對每類非二叉樹結(jié)構(gòu)都需重新設(shè)計。

在不同適用場景下，需要用到區(qū)塊鏈的可認證性質(zhì)，但采用樹形結(jié)構(gòu)并不是實現(xiàn)特定算法的最優(yōu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如，不同行業(yè)都有電子證據(jù)保全需求，而基于區(qū)塊鏈技術(shù)實現(xiàn)電子證據(jù)保全，本質(zhì)上就是使用Merkle樹的可認證結(jié)構(gòu)完成。但并非所有電子證據(jù)保全算法都適用于二叉樹結(jié)構(gòu)，有的可能需要圖，有的可能需要Hash鏈表。這就導致了算法需求一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，證據(jù)保全的防篡改性需要另一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。如果要實現(xiàn)兩者的融合，就必需要通過編程人員付出大量重復性勞動。

Miller?et.等人從Merkle樹中抽取出生成證明流和驗證證明流的操作性語義(operational?sematics)，將兩者寫入編譯器，然后作為一種新的程序設(shè)計語言特性提供給編程人員，從而能讓非二叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使用可認證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行數(shù)據(jù)驗證。這種實驗性的方法是在OCaml編譯器上實現(xiàn)的。但不足之處是，研究人員在具體實施時需要掌握HackOCaml和特定于OCaml編譯器的Camlp4語法樹轉(zhuǎn)換技術(shù)，因此難以移植到其他編譯器中實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種具有通用性的方法，通過Monad轉(zhuǎn)換，將這種非二叉樹轉(zhuǎn)為可認證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即Merkle樹，減少程序員的重復工作。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

基于可認證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的區(qū)塊鏈語義分析的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取比特幣區(qū)塊中非二叉樹結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)；

S2：基于Monad技術(shù)將非二叉樹結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可認證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

S3：使用得出的可認證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行比特幣交易驗證。

進一步地，步驟S2的具體操作步驟包括：

S21：輸入非二叉樹結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)；

S22：從Merkle樹中抽取出生成證明流和驗證證明流的操作性語義，并寫入編譯器；

S23：將編譯器中的所述操作性語義進行Monad轉(zhuǎn)化，成為等價的指示性語義；

S24：將得到的所述指示性語義轉(zhuǎn)化為目標編譯器語言編碼的庫文件；

S25：調(diào)用所述目標編譯器語言編碼的庫文件將輸入的非二叉樹結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為可認證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

進一步地，步驟S25中所述的可認證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基于Merkle樹的二叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。