[發(fā)明專利]一種區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享方法、系統(tǒng)、設(shè)備及終端

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111123138.7
• 申請(qǐng)日: 2021-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113986853A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳昊;李貝;賀小偉;王賓;李思遠(yuǎn);張鈺;徐爾剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F16/174
• 分類(lèi)號(hào): G06F16/174;G06F16/176;G06F16/27;G06F21/60;G06F21/64;G06F11/10
• 代理公司: 西安長(zhǎng)和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 何畏

本發(fā)明屬于區(qū)塊鏈多個(gè)數(shù)據(jù)擁有者的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和共享技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享方法、系統(tǒng)、設(shè)備及終端，所述區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享方法包括：將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分片后使用Huffman算法進(jìn)行壓縮后，使用糾刪碼技術(shù)將分片數(shù)據(jù)編碼為多個(gè)數(shù)據(jù)塊后存儲(chǔ)在云中，并將云端生成的文件hash存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈中；當(dāng)數(shù)據(jù)請(qǐng)求者請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)擁有者使用糾刪碼技術(shù)恢復(fù)原始數(shù)據(jù)即可進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。本發(fā)明使用基于Huffman樹(shù)的壓縮方法對(duì)分片數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，提高RS糾刪碼的編解碼效率，同時(shí)也降低了云的存儲(chǔ)壓力；在少數(shù)數(shù)據(jù)擁有者不愿進(jìn)行數(shù)據(jù)共享或數(shù)據(jù)丟失的情況下，利用RS糾刪碼技術(shù)進(jìn)行解碼便可恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于區(qū)塊鏈多個(gè)數(shù)據(jù)擁有者的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和共享技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及 一種區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享方法、系統(tǒng)、設(shè)備及終端。

背景技術(shù)

目前，區(qū)塊鏈?zhǔn)怯蓪?duì)等網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)維護(hù)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，它由密碼學(xué)、數(shù) 據(jù)庫(kù)、P2P網(wǎng)絡(luò)、共識(shí)算法和智能合約等技術(shù)綜合而成的一門(mén)新興技術(shù)。其中智 能合約是一種旨在以信息化方式傳播、驗(yàn)證和執(zhí)行合同的計(jì)算機(jī)協(xié)議，允許在 區(qū)塊鏈中進(jìn)行可信交易，因此通過(guò)智能合約可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的不斷發(fā)展，為了解決區(qū)塊鏈存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)導(dǎo)致效率低下 等問(wèn)題，提出了一種基于云的鏈下存儲(chǔ)方式，其主要思想是將原本存儲(chǔ)在區(qū)塊 鏈中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到非區(qū)塊鏈存儲(chǔ)系統(tǒng)中，并按照某種規(guī)則生成存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的唯一 標(biāo)識(shí)，當(dāng)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)需要訪問(wèn)完整數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)該數(shù)據(jù)的唯一標(biāo)識(shí)便可在非區(qū) 塊鏈存儲(chǔ)系統(tǒng)中獲取原始數(shù)據(jù)。

Huffman編碼是一種可變長(zhǎng)編碼方式，依據(jù)字符在需要編碼文件中出現(xiàn)的概 率進(jìn)行排序，挑選概率最小的兩個(gè)組合并合并為一組分支，從而構(gòu)造出Huffman 樹(shù)。Huffman壓縮是一種采用Huffman編碼的無(wú)損壓縮算法，一般用于減少存 儲(chǔ)空間壓縮文件。因此，在區(qū)塊鏈中引入Huffman壓縮可減少云的鏈下存儲(chǔ)空 間。

糾刪碼屬于編碼理論的一種保護(hù)和恢復(fù)數(shù)據(jù)的方法，由于糾刪碼技術(shù)在保 護(hù)和恢復(fù)數(shù)據(jù)過(guò)程中取得了較好的效果，并且在保證數(shù)據(jù)安全性的前提下降低 存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)，因此被引入了存儲(chǔ)領(lǐng)域。其中，里德-索羅門(mén)(RS)算法是存儲(chǔ)系統(tǒng) 中常用的一種糾刪碼算法，RS算法對(duì)m個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，生成m+n個(gè)編碼 塊，任取m塊便可解碼出原始數(shù)據(jù)，即RS算法最多容忍n個(gè)數(shù)據(jù)塊或者編碼 塊同時(shí)丟失。但現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于將Huffman壓縮技術(shù)與里德-索羅門(mén)(RS)算法 相結(jié)合應(yīng)用于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享中的技術(shù)方案尚未見(jiàn)報(bào)道。因此，亟需一 種新的基于Huffman壓縮和糾刪碼技術(shù)的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享方法、系統(tǒng)。

通過(guò)上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及缺陷為：

(1)區(qū)塊鏈存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致效率低下等問(wèn)題。

(2)現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于將Huffman壓縮技術(shù)與里德-索羅門(mén)(RS)算法相結(jié) 合應(yīng)用于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享中的技術(shù)方案尚未見(jiàn)報(bào)道。

解決以上問(wèn)題及缺陷的難度為：

(1)既要使Huffman壓縮技術(shù)對(duì)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮提高RS糾刪碼的編解 碼效率和數(shù)據(jù)共享的效率，又要保證使用Huffman壓縮技術(shù)壓縮后的數(shù)據(jù)的真 實(shí)性；

(2)借助鏈下存儲(chǔ)方案是現(xiàn)在最為廣泛應(yīng)用的模式，該方案可提高區(qū)塊鏈 的運(yùn)行效率，但如何高效保證基于云的鏈下存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)安全性是一個(gè)難點(diǎn)；

(3)由于現(xiàn)有數(shù)據(jù)量大且數(shù)據(jù)類(lèi)型多樣，選取合適的存儲(chǔ)與共享方案并保 證數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)和可靠數(shù)據(jù)共享是一個(gè)難點(diǎn)。

解決以上問(wèn)題及缺陷的意義為：

(1)現(xiàn)階段基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)共享方案多應(yīng)用于單一數(shù)據(jù)擁有者，而在實(shí) 際的應(yīng)用場(chǎng)景中，一個(gè)數(shù)據(jù)可能同時(shí)屬于多個(gè)數(shù)據(jù)擁有者，該方案解決了當(dāng)數(shù) 據(jù)屬于多個(gè)數(shù)據(jù)擁有者時(shí)難以決定是否進(jìn)行數(shù)據(jù)共享的難題；