[发明专利]一种基于区块链的链化数据库及操作方法

说明书

本发明公开了一种基于区块链的链化数据库及操作方法。本发明调换执行顺序为：排序‑执行‑共识。在共识阶段，各个组织尝试着对于任意阶段之后的各组织的状态达成共识。如果可以，则相应的结果放在联盟里面。如果有一个组织不能和大家达成共识，就必须执行恢复操作。如果没办法达成共识，则所有组织都执行恢复操作。与现有技术相比，本发明具有以下优势：本发明根据任意阶段至共识阶段的流程，结合了数据库操作和区块链技术，构造了任意共识系统的流程架构，进而实现数据库中数据的不可篡改、可追溯等特性。本发明还具有高效性、易用性。

技术领域

本发明涉及区块链领域，尤其涉及一种基于区块链的链化数据库及操作方法。

背景技术

目前政府与政府之间、政府与企业之间、企业与企业之间的联系与结合越来越紧密。这种联系与结合不仅仅是政策上、流程上的联合，更是各种信息系统和业务系统之间的对接。而这些数据的对接中产生或需要读取的数据都依赖于数据库的维护以及数据库的权限管理。尤其在供应链管理中，生产、制造、物流、分销、零售、政府监管等参与方需要上游企业和制造企业合作维护一个供应数据库。这个数据库关系企业的商业机密和财务数据，所以不能将数据库放在云端进行开放的访问和读取。

因此，这些数据库中的数据需要满足加密、防伪、可追溯、以及对不同的对象共享不同的数据内容等特性。而这些正是区块链技术的长处和优势，即通过区块链技术既可以保证数据库防篡改和追溯性，又可以解决数据的分布式同步共享问题。

但是，简单的将区块链技术与数据库结合并不是有效的。因为其中存在着许多亟待解决的方案和技术难题。对传统的区块链、联盟链来说，直接将数据库进行上链操作，面临着如下的问题：1.数据需要重新迁移；2.数据库应用需要重写；3.相关操作人员需要重新培训；4.整个业务系统对外接口要改为区块链技术为主的接口，加大了数据库的整合和维护代价。

在现有的联盟链中，大家遵循着排序-共识-执行的顺序。在排序阶段，一批交易按一定顺序排列。在共识阶段，这些参与联盟链的组织依照某种协议对已排好序的交易达成共识。如果能够达成共识，则每个组织在本地执行相应交易。最后，每个组织能达到相同的状态。

但是在这个流程中有很强的假设，即每个组织在自己本地执行相应交易时不会发生问题。由于每条交易对应着一个数据库操作，如果每个组织使用的是不同的数据库，则很难保证每个组织能达到相应的状态或者组织内部修改某条数据。

这些问题能否解决、关键技术是否高效，取决于新的方案设计在结合区块链的优势的同时，能否避免传统方案中存在的问题。

发明内容

为了解决这些问题，本发明将链化已有的数据库，在降低数据上链难度的同时，以″链″作为信息通信和业务流程的载体，提高通道和数据存储的安全可控性；并最终使这些数据库通过链化数据库技术达到同步、互联、交互、安全、可控、保险、易用。

本发明的具体技术方案如下：

排序阶段：在排序阶段，一批交易输入按顺序排列成一个数据块。这里的输入可以是各个组织将要采取的数据库举动，简称为举动块。

执行阶段：在执行阶段，每个组织收到一个在排序阶段产生的数据库举动。各个组织在验证数字签名后，在自己本地的关系数据库上执行该举动。该举动会对本地数据库产生相应的后果，而共识协议就是基于这些后果达成的。每个组织可以收到不同的举动块，也可以对于相同的举动块有不同的解读，并作用在不同的本地数据库上。

共识阶段：在共识阶段，各个组织会根据在执行阶段产生的后果达到共识。首先，大家会对于某个特定的后果达成共识。如果某个组织的后果与共识后果一致，则该组织将它加载在自己本地的链上，并进入下一轮。只有在大家都一致时，我们才说达到共识。

恢复阶段：如果有组织与共识后果不一致，则该组织会从这个状态中恢复。