[发明专利]一种基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法

说明书

本发明属于区块链技术领域，公开了一种基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法，基于分布式对等网络的双层数据库系统结构；低时间复杂度的数据自检与节点间互检方法；模块化可配置的系统架构。本发明解决了传统数据系统存在单点失效的问题，建立了基于B+树高效的索引结构，突破了传统区块链架构查询性能低下的瓶颈。解决了对海量数据的高速校验的难题，实现了在双层数据库架构中数据的防篡改和防删除，满足了企业对敏感数据可信存储的需求；实现了系统功能的可定制和可扩展，满足不同业务场景差异性的安全需求，降低了企业在实际部署过程中成本。本发明实现了在双层数据库架构中数据的防篡改和防删除，实现了系统功能的可定制和可扩展。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，尤其涉及一种基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法。

背景技术

目前：数据库系统属于基础和支撑软件，广泛应用于政务商务、军事国防、航空航天、银行证券、医疗卫生等国家重大行业，属于被国外卡脖子的关键技术。在当今社会信息化、智能化的趋势下，数据是信息系统的核心与基础，数据安全是关系到国家安全、社会稳定的关键因素。2020年3月中共中央政治局常务委员会召开会议，指出要加快数据中心等新型基础设施建设进度；2020年4月中共中央、国务院印发的《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》将数据列为五大核心要素之一。数据库系统作为数据存储、管理与加工的基础与支撑，其安全性与高效性对于发展数据中心等新型基础设施建设、发挥数据基础性资源和战略性资源的作用、探索以数据为关键要素的新增长方式具有重大意义。

尽管数据库系统对于经济发展与新型基础设施建设具有重要意义，其在安全性方面存在着以下挑战：1)传统中心化数据库在数据存储时面临单点失效的风险，2)数据库系统中存储的数据容易被非法篡改，且难以发觉。因此，确保数据库存储系统中数据的高可用性与不可篡改性是数据安全的关键。

为了解决上述问题，基于区块链的分布式数据库应运而生。相比于传统数据库，其具备去中心化、不可篡改性、公开透明等优势。然而现有的区块链数据库仍不能满足企业业务系统的需求，存在的主要问题包括：1)现有的大多数区块链数据库采用非关系存储结构，其在数据检索时存在效率低效的问题；2)现有的区块链数据库在数据储存层面不支持定制化扩展，需要企业做大量额外的适配才能适用于已有业务系统。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有的大多数区块链数据库采用非关系存储结构，其在数据检索时存在效率低效的问题。

(2)现有的区块链数据库在数据储存层面不支持定制化扩展，需要企业做大量额外的适配才能适用于已有业务系统。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法。

本发明是这样实现的，一种基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法，所述基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法包括：

基于分布式对等网络的双层数据库系统结构：通过分层设计将数据分为两层，底层为采用区块链数据结构存储的数据变化增量，链式数据结构拥有较高的尾部写入性能，顶层是由底层数据变化增量得到的数据最终状态集，采用块式结构存储，同时使用B+树建立索引；

低时间复杂度的数据自检与节点间互检方法：底层采用区块链数据结构进行存储，通过定期对链式结构的合法性自检，并通过节点间通讯修正被篡改的数据，顶层存储数据的最终状态，顶层数据库在对数据进行操作前进行自检；

模块化可配置的系统架构：提供了可插拔地自动清理功能，支持模块化的共识机制替换方案，支持在已有区块链双层架构下，在应用层进行所需要的功能性扩展。

进一步，所述基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法包括：

(1)基于分布式对等网络的双层数据库系统结构；