[发明专利]一种基于关键字索引的区块链高效检索及可靠性验证方法

权利要求书

1.一种基于关键字索引的区块链高效检索及可靠性验证方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤S1：对所述区块链中的区块构建基于关键字索引的可验证默克尔哈希树MVT；矿工为每一笔交易创建包含交易Hash、关键字Tags、数据存在证明Prove三个字段的叶子节点，构建树时将交易所有关键字存储到布隆过滤器中；

步骤S2：对所述区块链进行针对关键字的可验证高效检索；区块链全节点根据用户发送的关键字检索请求，检索所有包含关键字的交易，并返回可验证结果集合VRS；

步骤S3：对所述可验证结果集合VRS进行正确性和完整性验证；用户根据可验证结果集合VRS的MVT认证路径和数据不存在证明π对检索结果进行正确性和完整性验证；

所述步骤S1具体包括：

步骤A1：矿工为每一笔交易创建包含交易Hash、关键字Tags、数据存在证明Prove三个字段的叶子节点，组成一个叶子节点列表；

步骤A2：将该叶子节点列表以两两节点的关键字集合的Jaccard系数从大到小的顺序进行排序，Jaccard系数定义如下：

Tag_i、Tag_j为关键字；

步骤A3：将排序后的叶子节点列表进行迭代合并，两两向上合并成非叶子节点，新生成节点的关键字newTags为其两孩子节点关键字Tags的并集，即：

newTags＝Tags_a∪Tags_b

步骤A4：对步骤A3生成的所有非叶子节点计算数据存在证明Prove字段，该字段用于检索完整性的验证；

步骤A5：将区块内所有交易的关键字存储到布隆过滤器中；

所述步骤S2具体包括：

步骤B1：用户发送所有包含目标关键字的交易检索请求；

步骤B2：区块链全节点根据用户发送的目标关键字检索请求，检索所有包含目标关键字的交易，从最新区块开始，首先利用布隆过滤器判断目标关键字是否在当前区块，若在则进入步骤B3，否则进入步骤B4；

步骤B3：从所述MVT的根节点开始，判断目标关键字与该节点是否匹配；若匹配且该节点非叶子节点则将该节点的数据存在证明Prove_i加入可验证结果集合VRS中，并向下进行递归操作，若为叶子节点则将交易加入结果集RS中；若不匹配，则调用ProveMatch函数生成数据不存在证明π加入可验证结果集合VRS中并直接返回；

步骤B4：对所述区块的前驱区块重复执行步骤B2-B3，直至创世区块；

步骤B5：将RS，VRS作为检索结果返回给用户；

所述步骤S3具体包括：

步骤C1：用户收到检索结果后首先进行正确性验证，若所述结果集RS非空，则利用RS中交易以及可验证结果集合VRS中的验证路径重构MVT根节点与区块头MVT根节点对比验证；

步骤C2：用户进行完整性验证，对于不匹配的对象，调用VerifMatch函数判断该区块目标关键字的交易是否不存在。

2.根据权利要求1所述的基于关键字索引的区块链高效检索及可靠性验证方法，其特征在于，步骤A4中数据存在证明Prove字段生成方法为：

输入关键字Tags＝(Tag₁，Tag₂，...，Tag_n)和公钥pk，计算数据存在证明Prove的值其中g为系统参数，sk为矿工私钥。

3.根据权利要求1所述的基于关键字索引的区块链高效检索及可靠性验证方法，其特征在于，所述步骤B3中ProveMatch函数具体为：输入两个集合X₁，X₂，如果则存在两个多项式Q₁，Q₂使得P(X₁)Q₁+P(X₂)Q₂＝1，计算出多重集不相交证明

4.根据权利要求1所述的基于关键字索引的区块链高效检索及可靠性验证方法，其特征在于，所述步骤C2中VerifMatch函数具体为判断公式是否成立，其中e为系统中的双线性映射。