[发明专利]一种基于区块索引结构的数据溯源查询方法

说明书

本发明提供一种基于区块索引结构的数据溯源查询方法，涉及区块链技术领域。该方法通过修改区块链的底层数据存储结构以此来提高区块链的溯源查询能力，具体包括定义区块索引结构、索引创建、溯源查询和索引更新四部分内容；为了实现区块链溯源查询能力的提升，将索引结构分为两层：一是区块外部索引，实现区块间的跳转；二是区块内部索引，提升区块内部细粒度的交易细节查询能力。索引创建则是针对区块链溯源创建索引，即创造新区块；溯源查询：首先查询缓存表，然后查询临时表，然后查询改进区块链中的MB+树得到目标查询结果。本发明方法通过改进区块链的底层存储结构来加速追溯的过程，使区块链能够从本质上支持高效的溯源追踪查询。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种基于区块索引结构的数据溯源查询方法。

背景技术

近年来，传统的信息溯源系统存在采集信息困难、标准不统一、结构中心化的问题。业务逻辑实现均依赖于传统的数据库，数据库成为此类方案的制约瓶颈，一旦它遭到篡改或破坏，其影响是灾难性的、全局的。针对此类方案的瓶颈，区块链技术的分布式存储结构，确保了信息的真实性与完整性，因此，可以利用区块链技术链接供应链上的所有信息，针对性的解决信息溯源系统中面临的问题。针对现有的信息溯源系统方案主要分为两类：一是利用区块链本身的可追溯性，即全盘搜索区块链，这类信息溯源系统很好理解；二是利用区块链来保证信息溯源系统的安全性，而实现区块链的真正溯源查询都借于外界技术，主要是借助物联网(IoT)技术。

但若利用区块链本身的可追溯性，溯源系统的溯源查询性能显然较差。若借助外界设备的溯源系统则需要承担购买和维护这些设备的成本，而且所有的这些溯源系统中，区块链本身并不用来支持高效的溯源追踪查询。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于区块索引结构的数据溯源查询方法，基于区块索引结构，使用户不需要借助外界设备来实现数据溯源。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于区块索引结构的数据溯源查询方法，将交易数据存储在区块链的MB+树中，针对区块链溯源创建索引，包括定义区块索引结构、索引创建、溯源查询和索引更新四部分内容，具体为：

一、定义区块索引结构为双层索引结构：第一层为区块外部索引；第二层为区块内部索引；

所述区块外部索引通过创建一个临时表来实现，在临时表中，存储溯源对象ID、上一个拥有该溯源对象ID的交易数据的交易ID、和该交易数据所在的区块号preBlockNum；在存储上临时表利用B+树存储，关键字为溯源对象ID；

所述区块内部索引通过创建一个名为MB+树的索引结构来替换区块中的Merkle树来实现；在MB+树中，叶子结点负责存储全部数据，包括交易ID、溯源对象ID、交易时间、上一区块号、交易数据以及交易ID、溯源对象ID、交易时间、上一区块号和交易数据的Hash值，中间结点及根结点负责存储关键字信息、指针以及关键字信息、指针和各子结点的Hash值；

二、针对区块链溯源创建索引，即创造新区块；

步骤1：在交易数据的数量未达到设定阈值时，先将数据存入缓存表中；当交易数据数量达到设定阈值时，重复执行步骤2-4；

步骤2：插入第一笔交易数据时，首先根据该交易数据中的溯源对象ID查询区块索引结构的临时表，得到区块号preBlockNum字段，并将当前区块的区块号存入该区块号preBlockNum字段中，更新临时表；然后将交易数据和区块号preBlockNum字段封装成一个叶子结点，此叶子结点此时也是根结点；在封装成叶子结点时，同时以溯源对象ID、交易ID、交易时间、上一区块号和交易数据这5部分为参数计算该叶子结点的Hash值LeafNodeHash，如下公式所示：

LeafNodeHash＝Hash(ProductId,TransationId,Time,PreBlockNum,Data)