[发明专利]一种支持时间范围和属性范围复合查询的区块链索引方法

说明书

本发明公开了一种支持时间范围和属性范围查询的区块链索引方法，包括基于区块序号及区块创建时间的B+树索引和基于交易属性的层次索引。基于区块序号及区块创建时间的B+树索引以区块序号、区块创建时间为健，以区块地址指针，加速了基于区块序号或交易时间的区块查询。基于交易属性的层次索引包括第1层位图索引和第2层B+树索引，第1层索引依据交易属性基于位图索引可快速查找到交易所在的区块，第2层索引依据交易属性基于区块内的B+树索引可进一步在区块内快速查找到具体的交易。本发明加速了基于交易时间与交易属性的范围查询与复合查询，从而解决了区块链系统基于交易时间与交易属性查询效率低效的问题。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，尤其涉及基于区块链索引的区块数据与交易数据的查询技术，特别是一种支持时间范围和属性范围复合查询的区块链索引方法。

背景技术

区块链系统通常将一批交易打包进区块，然后以区块为单位对这些交易进行共识、存储及执行。在数据结构上，区块链实质是一个以区块为结点的链表，每个区块中主要包含交易数据、前块哈希及元数据。区块中的交易数据是前一区块创建后到当前区块创建时，系统中发起的所有交易。针对每个区块都可计算出一个哈希值，其被称为区块哈希或区块ID。通过在区块中包含前一区块的哈希，即可以前块哈希为指针把各个孤立的区块链接起来。以区块为单位组织交易数据，并以区块哈希作为指针将孤立的区块按时间顺序链接在一起，一方面保证了交易数据的不可篡改性，另一方面也实现了交易数据的可追溯性。

为了方便新块的追加操作，区块链数据通常以日志文件的方式进行存储。目前区块链系统提供的索引机制，仅支持基于区块序号(高度)、区块哈希的区块数据检索及基于交易哈希的交易数据检索。以交易数据检索为例，索引的键是交易哈希，值是区块链文件名和交易位于区块链文件中的地址偏移量。因为并不支持基于交易时间、交易属性(如交易金额、交易类型等)的索引，所以当需要基于具体的交易时间、交易属性查询交易时，就会特别繁琐低效。例如查询交易金额大于500且小于1000的交易，其需要从区块链的第1个区块开始，把每个区块中的每个交易都反序列化，并逐个比较判断各个交易的属性是否满足查询条件，直至最后一个区块。区块链在数据结构上实质是一个以区块为结点的链表，因而整个查询过程与链表查询类似。如果需要基于多种交易属性的复合查询，如查询在某交易时间段内且交易金额在某范围的所有交易，查询过程就会更为复杂低效。相对于已经相当成熟且快速的数据库索引相比，目前的区块链系统尚缺乏完善高效的索引方案。

为了克服现有区块链系统基于交易时间与交易属性查询低效的问题，本发明提出了一种支持时间范围和属性范围复合查询的区块链索引方法，实现了基于交易时间与交易属性的高效查询。

发明内容

本发明的目的是针对现有区块链系统基于交易时间与交易属性查询低效的问题，提出了一种支持时间范围和属性范围复合查询的区块链索引方法，实现了基于交易时间与交易属性的高效查询。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种支持时间范围和属性范围复合查询的区块链索引方法，该方法包括基于区块序号及区块创建时间的B+树索引和基于交易属性的层次索引。所述基于区块序号及区块创建时间的B+树索引实现了基于区块序号或交易时间到区块存储地址的快速查询；所述基于交易属性的层次索引实现了基于交易属性到交易存储地址的快速查询；具体包括以下步骤：

步骤1：构建基于区块序号及区块创建时间的B+树索引

步骤A1：采集新的区块数据，分别提取4个参数：区块序号/区块高度、区块创建时间、区块所在的区块链文件名和区块位于区块链文件中的地址偏移量；