[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

说明书

本发明属于区块链数据检索技术领域，具体为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。本发明方法包括基于关键字索引的可验证默克尔哈希树构建，针对关键字的可验证高效检索，检索结果集可靠性验证。为支持区块链上对于高效检索包含目标关键字以及支持检索结果可靠性验证的功能，本发明提出基于关键字索引的可验证默克尔哈希树结构，实现目标关键字的高效检索，并引入布隆过滤器加速不同区块间的检索，同时提出对于检索结果可靠性验证方法。本发明能够有效的提高区块链上对包含目标关键字数据检索的效率，并且为轻节点用户提供检索结果可靠性验证，使得用户能够对检索数据的正确性和完整性进行验证。

技术领域

本发明属于区块链数据检索技术领域，具体涉及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。

背景技术

区块链从最初的数字货币逐渐扩展到各行各业，因此对区块链上数据检索功能的要求也越来越高。但当前区块链的检索能力十分的低下，只支持通过交易哈希来获取对应的交易，完全无法满足检索的需求。例如想要检索所有包含某个关键字的交易，只能通过遍历所有的交易进行检索，效率十分的低下。同时，目前用户对于区块链上数据检索的方式主要是通过轻节点向区块链网络中的全节点发送检索请求，而区块链网络又是一个不可信的网络，因此需要考虑检索结果的可信性。针对区块链上数据的检索的研究中，通过将区块链数据导入到外部数据库实现检索的丰富性与高效性，但数据的可靠性得不到保障；通过向区块链默克尔树引入相关索引，加强区块链的检索能力，并利用默克尔树保障检索结果的正确性，但并不能保障检索结果的完整性，对于检索可靠性性除了保障检索结果的正确性也应当考虑到检索结果的完整性，即全节点是否返回了用户所需要的全部的结果。检索结果的完整性在云储存领域的研究比较多，但区块链数据检索的领域鲜有研究，因此有必要构建能够高效检索能力的区块链的同时，还能对检索结果进行可靠性验证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检索效率高、可靠性好的基于关键字索引的区块链检索及可靠性验证方法。

本发明提供的基于关键字索引的区块链高效检索及可靠性验证方法，具体步骤为：

步骤S1：对所述区块链中的区块进行可验证默克尔哈希树(Merkle VerifiableTree,MVT)构建；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(Verifiable Result Set,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。

下面进一步介绍各步骤的具体内容：

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