[发明专利]一种基于分组账户交易链的区块链索引结构

说明书

本发明公开了一种基于分组账户交易链的区块链索引结构，旨在提升区块链中基于账户交易链的查询效率及简化索引构建的复杂度。将账户交易链按区间划分，每个区间的末尾区块通过哈希索引相连，将账户交易链中逐区块的查询方式转换为逐区间查询方式，缩短查询路径。将账户在同一区块内部的多笔交易合并存储，账户在一个区块内至多构建一次索引，简化索引构建，优化空间复杂度。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，更具体地，涉及一种区块链系统中查询账户交易记录的索引结构。

背景技术

传统的区块链系统仅支持交易哈希为关键字的相关查询，不支持账户哈希相关的查询，查询效率低下、方式单一。基于账户交易链的查询方式，修改了以太坊中的状态树，树中的每个分支均对应着系统中的一个账户，在账户分支的叶节点中存储指向交易记录的哈希指针，根据状态树可查询区块内部交易记录。在账户的交易记录中嵌入哈希指针，将同一账户在不同区块中的交易记录串联起来，形成一条账户交易链，通过该哈希指针可快速回溯交易链，这里的哈希指针称之为一级哈希指针(FirstHash Pointer，FHP)。基于账户交易链的查询方式，提升了对账户的交易记录的查询效率，但对于交易链增长速度较快的部分活跃账户，查询账户早期交易记录时仍需要遍历一条较长的账户交易链，查询效率并未得到显著提升。并且用户在查询账户数据时，并不总是查找账户的所有历史交易记录，当账户交易链过长时，在海量的账户数据中寻找目标交易记录较为困难。此外，同一账户在短时间内产生的多笔交易可能存储在同一区块，账户交易链的索引构建方式需在同一区块内为同一账户多次构建索引，增大了索引构建的复杂度和空间复杂度。

发明内容

针对基于账户交易链在查询效率和方式上的缺陷，本发明提供了一种基于分组账户交易链的区块链数据检索方案，该方案旨在解决账户交易链过长导致的查询效率低下问题。

根据交易记录上链的时间顺序，将账户交易链按区间划分，每k(k1)个区块划分为一个区间，不足k个区块的账户只有一个区间。每个区间都有一个区间号，且账户每生成一个区块都会标识该区块在区间内所处位置。如Account_n,k(Account为账户名，n≥1且k≥1， n、k均为正整数)，表示账户Account在账户交易链的第n区间中的第k区块。在账户交易链中，账户每参与k个区块的交易，就在区块Account_n,k中的账户分支叶节点再添加1个哈希指针，指向第n-1区间的第k区块Account_n-1_,k，连接两个区间末尾区块的哈希指针为二级哈希指针(SecondHash Pointer，SHP)。用户查询历史交易时，可按SHP从最新区间的第k 区块直接访问上一个区间的第k区块，直至目标区间，然后遍历目标区间中的区块即可获取区间内的交易记录。该方案不仅支持完整的账户交易链查询，还支持账户区间记录的查询。在查询进行至目标区间之前，除最近区间外的所有的区间内仅访问了1个区块，将逐区块的遍历查询方式变更为逐区间查询，缩短了查询路径。此外，将账户在同一区块内的多笔交易记录合并存储，同一账户在每个区块内部至多构建一个索引，简化了账户的索引构建复杂度。

附图说明

图1描述了基于分组账户交易链的区块链索引结构。

图2描述了区块底部的交易记录存储结构图。

具体实施方式

步骤一：构建Merkle Patricia Tree，为所有状态发生变化的账户新建分支节点，每一个分支代表一个账户。

步骤二：查看打包入块的所有交易信息，是否存在同一账户的多笔交易记录。如果存在，将该部分交易记录合并。

步骤三：判断账户是否为新用户，如果是新用户，将账户交易链的交易区间号Group_Num和区间内的区块序号Group_BlockNum赋值为1，即Account_1,1。如果不是新用户，进入步骤二。