[发明专利]一种优化改进的Merkle树存储方法和系统

说明书

本申请公开了一种优化改进的Merkle树存储方法和系统。基于节点的相遇距离建立路径哈希列表，取出首节点作为当前节点；建立的Merkle哈希树，并计算所有节点与当前节点的相遇距离；响应于对构建的Merkle哈希树的节点进行行为检测,选择节点相遇距离小的节点作为候选节点；以及遍历当前节点的邻居节点,直至将消息转发给目标节点,最后输出最佳路径。该方案能够精确地检测网络中的自私节点,并能够保证消息的高效传输。此外由于账户信息分别由各联盟体掌握，因此不需要对账户进行随机编码，可根据交易的先验数据对MPT树中账户存储方式进行改进，以提高树的效率。

技术领域

本申请涉及计算机领域中的消息传输技术领域，具体涉及一种优化改进的Merkle树存储方法和系统。

背景技术

机会网络是一种利用节点移动带来的相遇机会实现短距离无线传输的自组织网络。该网络不需要源节点与目标节点建立完全连接。基于机会网络特点及应用场景，人们通过使用移动无线设备相互联系,形成了机会社会网络(OpportunitySocial Network)。机会社会网络中一个典型的例子是人们在日常生活中通过自身携带的智能手机四处游走，并且在彼此的传输范围内通过蓝牙或WIFI相互通信。

在以太坊中，将Merkle树和字典树结合构成MPT(Merkle Patricia Tree)树来存储多种信息，保证较高的查找效率并且能够快速计算根哈希值。但是它对树的深度是有限制的，不然攻击者可以通过操纵树的深度，执行DOS攻击，使更新变得极其缓慢。以太坊在最初的MPT树设计过程中，考虑到以太坊需要在公链中运行，因此设计了1616的存储空间进行账户信息存储，秉持对账户不可见性采用对账户地址(公钥)利用RLP编码成长度相等的字节数组，编码后账户在树中位置是随机的。一方面树的深度较深在计算根哈希的时候，需要进行多层哈希，而哈希过程也是时间开销最大的。另一方面，大量分支节点的空间浪费，对系统来说也是一笔开销。

传统的无线网络根据当前网络拓扑信息建立路由表,并根据其变化进行路由信息的维护,同时消息的传输依赖于稳定的端到端连接,而机会社会网络在网络拓扑结构不稳定时仍可保持消息的高效传输。其中节点的协作性机制对于机会社会网络来说至关重要。由于源节点与目标节点之间通信受到距离的限制,消息不能直接从源节点发送给目标节点,此时需要中间节点的协作来完成。而节点的自私对网络的危害较大,怎样应对网络中节点的自私行为,并且增强网络节点之间的协作成了亟待解决的难点。

发明内容

本申请的目的在于提出了一种优化改进的Merkle树存储方法和系统，解决了增强网络节点之间的协作的问题。拟结合MPT树的数据结构以及交易模型改进账户存储和更新方式，一次对交易中的关联账户同时修改，及通过索引找到账户的公共前缀对应的节点，并以该节点作为根节点的子树对关联账户进行修改，从而减少索引和哈希次数，提高存储效率。

第一方面，本申请实施例提供了一种优化改进的Merkle树存储方法，该方法包括：

S1：基于节点的相遇距离建立路径哈希列表，取出首节点作为当前节点；

S2：建立的Merkle哈希树，并计算所有节点与当前节点的相遇距离；

S3:响应于对构建的Merkle哈希树的节点进行行为检测,选择节点相遇距离小的节点作为候选节点；以及

S4:遍历当前节点的邻居节点,直至将消息转发给目标节点,最后输出最佳路径。

在该方法中，首先根据节点的相遇距离建立路径哈希表,由建立的Merkle哈希树判断节点是否存在自私节点,如果存在自私节点,检测自私节点所在的路径,将该自私节点删除并根据相遇距离大小选择转发节点,如果当前节点为非自私节点,则遍历当前节点的邻居节点,直至将消息转发给目标节点,最后输出最佳路径。