[发明专利]用于利用区块链技术扩充数据库应用的系统和方法

说明书

公开了一种用于利用区块链技术扩充数据库应用的方法。该方法涉及将数据库应用所进行的数据修改记录至对应的数据库以及区块链上，以进行全局共识确认。这是在不改变现有应用架构的情况下完成的，并且对现有应用进行了最少的代码改变。需要与区块链同步的数据库中的记录经受共识投票，并且未经授权的数据库改变被回滚，从而赋予传统数据库应用不可篡改和不可否认的特性。因此，数据库中的记录是全局一致的。现有的数据库应用可以部署在区块链上，而无需对代码进行大量修改。多个应用可以通过公共的区块链同步数据，这极大地简化了构建区块链应用。

技术领域

本申请总体上涉及区块链系统，并且具体地涉及利用区块链技术扩充数据库应用。

背景技术

企业应用传统上使用通常由表示层、业务层和数据存储或持久层组成的分层或层状架构。表示层包括提供用户接口以促进用户交互的软件部件。业务逻辑层包含实现应用于数据的业务规则或业务逻辑的软件部件。存储层包含用于存储持久性数据和提供相关数据访问服务的软件部件。

尽管每一层中的部件和服务的混合方面存在相当大的变化，但是数据存储层通常包括关系数据库管理系统(RDBMS)或NOSQL数据库以实现数据存储服务。

适用于企业级应用的关系数据库管理系统通常支持即使在出现错误的情况下也应保证有效性的事务(transaction)。事务是可能同时发生的单独的、不可分割的操作。事务处理系统管理事务的并发处理、实现数据的共享、确保数据的完整性并且管理事务执行的优先级。

因此，数据库事务由被称为原子性、一致性、隔离性和持久性(简称为“ACID”)的一组属性表征。原子性意味着对数据的所有改变都如他们为单个操作一样执行。一致性要求数据在事务开始和事务结束时处于一致状态。隔离性意味着事务的中间状态对其他事务是不可见的。持久性意指在事务成功完成后，即使在系统出现故障的情况下对数据的改变也持续存在并且不被撤销。

数据库应用中通常有下述基本要求：在数据库事务中，一个操作涉及多个数据库操作，并且这些记录必须全部成功或一起失败。例如，资金从一个银行帐户向另一个的转移是单个数据库事务，即使该转移涉及多次改变，例如从一个帐户取款和计入另一个账户。

另一方面，区块链事务经由共识(consensus)进行工作。区块链技术借助于集体参与和参与者之间的共识来维护可靠的事务记录。区块链通常被理解和描述为分布式账本技术(DLT)，由被称为节点的多个联网设备共同维护。因此，区块链可以被认为是分布式数据库系统。

当传统企业应用向区块链迁移时，需要保留相关数据库事务操作的特性。

想要使用区块链技术的常规企业应用替换了与存储层接口的业务逻辑层中的代码，其中使用适合于区块链的特性的新的相关业务逻辑代码。毫不奇怪，这是昂贵、耗时且费力的工作。这造成了将传统数据库应用迁移至区块链领域的困难障碍。

阻止常规数据库应用采用区块链技术的另一挑战是区块链事务完成性能。在区块链中，存在共识机制，由于该共识机制，每个区块链事务在将事务写入链中的区块之前，需要等待大多数节点确认事务。因此，区块链事务通常会在它可以最终同意(commit)之前持续若干秒或者甚至几分钟。另一方面，在数据库应用中，同意数据库事务的数据写入操作通常是即时的，并且因此一般交易(trading)数据库系统具有以毫秒为单位进行测量的响应时间。

因此，需要减轻上述问题中的至少一些的改进的系统和方法。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种在数据库和区块链中同时处理事务的方法。该方法包括：根据事务修改数据库的第一表，并且合成(compose)对应于事务的数据操作记录并且将数据操作记录插入区块链中以用于共识投票。该方法还包括：在共识投票成功时，通过修改数据库中与该事务对应的第二表来同意该事务，并且否则回滚该事务，从而保持第二表不改变。