查询优化的分布式分类账系统技术方案

本文公开了用于高效地创建和更新查询优化的分布式分类账的分布式分类账系统和方法。特别地，本公开引入了用于通过使用数据的快照并将新快照表和索引附加到先前的快照表和索引来在将新块添加到分布式分类账时高效地更新索引的方法和装置。

Distributed ledger system for query optimization

This paper discloses a distributed ledger system and system for efficiently creating and updating query optimization of distributed ledgers. In particular, the present disclosure introduces methods and devices for efficiently updating indexes when new blocks are added to a distributed ledger by using snapshots of data and attaching new snapshots and indexes to previous snapshots and indexes.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】查询优化的分布式分类账系统相关申请的交叉引用本申请要求2016年9月28日提交的名称为“QUERYOPTIMIZEDDISTRIBUTEDLEDGERSYSTEM”的美国非临时专利申请系列号No.15/279,051的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本公开一般地涉及分布式分类账（ledger）系统，并且特别地涉及用于高效地创建和更新查询优化的分布式分类账的方法和装置。
技术介绍
分布式分类账（DL）是指用于记录一系列事务并且用于确保那些事务的完整性的非集中式数据库系统。分布式分类账由节点的对等网络维护，其中每个节点都具有分布式分类账的副本并具有相同的权力（authority）以添加到其。事物的系列，可以是任何种类的数据。一旦添加，不能在未检测到的情况下更改或删除数据。这提供了数据的固有可信度。为了有用，必须将数据索引为可搜索的数据库。索引需要大量的存储空间以及停机时间，这阻止每个节点维护单独的搜索索引，但是当依赖另一个节点来维护可搜索的数据库时，分布式分类账中固有的数据完整性可能丢失。附图说明为了提供对本公开及其特征和优势的更完整的理解，结合附图参考以下描述，其中相同的附图标记表示相同的部分，其中：图1是根据各种实施例的查询优化的分布式分类账系统的示例实施例的简化框图。图2A是示出了根据各种实施例的用于针对事务数据的快照对分布式分类账索引的方法的简化框图。图2B是示出了三元组索引的简化图。图3是示出了根据各种实施例的四个事务的集合的Merkle根计算（rootcalculation）的简化框图。图4是示出了根据各种实施例的核实来自分布式分类账的事务数据的快照的方法的简化框图。图5是示出了根据各种实施例的用于创建和更新查询优化的分布式分类账的方法的简化框图。图6A-6C是示出了根据各种实施例的用于创建和更新查询优化的分布式分类账的方法的简化流程图。附图的图不一定按比例绘制，因为在不脱离本公开的范围的情况下，它们的尺寸可以显著变化。具体实施方式本文公开了用于高效地创建和更新查询优化的分布式分类账的分布式分类账系统和方法。分布式分类账（通常称为区块链，超级分类账（hyperledger）或分类账，并且在本文中可互换使用）是分布式数据库，其维护抵抗篡改和修订的数据记录的不断增长列表。特别地，如下面更详细描述的那样，本公开引入了用于通过使用数据的快照并将新的快照表和索引附加到先前的快照表和索引来在将新块添加到分布式分类账时高效地更新索引的方法和装置。分布式分类账将事务数据记录在“块”中。块随时间被组织成线性序列（即，分布式分类账，分类账或区块链）。新的事务不断进入新的区块中，新的区块被添加到链的末端。每个块包括时间戳和链接信息（通常是散列值），链接信息将当前块链接到之前的块。链接信息虑及核实分布式分类账的完整性。使用分布式散列算法对分布式分类账事务进行完整性保护，该分布式散列算法要求每个事务处理器（例如，节点或矿机（miner））就分类账中的下一个块达成一致（agreeto）。通过多个节点的共识（consensus）来实现完整性，因为每个节点通常维护分类账的副本，因此多个副本可用于交叉引用和核实事务数据的准确性。如果大多数节点就分类账的内容达成一致，那么那些被一致同意的内容就成为分类账的“真相”;不同意的节点将接受大多数节点的真相。完整性是可证明的，因为攻击者将不得不危害大多数节点并修改其分类账的副本，这将是极端困难的并且很可能是不可能的。因此，即使正在规则地添加块，每个添加的块中的事务数据也是可靠且准确的。当前的分布式分类账系统主要被优化用于清除和同步事务（即，计算和确认散列值）。对事务数据进行索引和查询需要大量资源，包括处理能力，存储空间和停机时间，这只随着分类账继续添加块而增加。分类账可以在一年内生成几十亿字节（gigabyte）（GB）的数据。例如，比特币，众所周知的区块链，每10分钟生成一个新的块。每个比特币块通常包含大约1MB的事务数据，因此每天生成大约144MB的数据，这相当于每年添加52.5GB。分布式分类账系统可以是公共的，私有的和/或基于订户的。基于订阅的分布式分类账与订阅（并且通常支付）以接收对分类账的访问的节点共享数据，通常用于事务数据的通用用途，包括分析和决策支持。在以下详细描述中，参考形成其一部分的附图，并且其中通过图示的方式示出了可以实践的实施例。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行结构或逻辑改变。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义。可以以最有助于理解所要求保护的主题的方式将各种操作依次描述为多个离散动作或操作。然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作必须依赖于顺序。特别是，这些操作可能不按呈现顺序执行。所描述的操作可以以与所描述的实施例不同的顺序执行。可以执行各种附加操作，和/或在另外的实施例中可以省略所描述的操作。本说明书使用短语“在一个实施例中”或“在实施例中”，其中每个都可指代相同或不同实施例中的一个或多个。此外，关于本公开的实施例使用的术语“包括”，“包含”，“具有”以及诸如此类的术语是同义的。附图不一定按比例绘制。尽管本文已说明和描述了特定实施例，但本领域的普通技术人员将理解，打算实现相同目的的任何布置可替代所示出的特定实施例。许多改编对于本领域普通技术人员来说是清楚的。因此，本申请旨在涵盖任何改编或变化。图1是查询优化的分布式分类账系统的示例实施例的简化框图。分布式分类账系统100可以包括一个或多个事务节点102，一个或多个数据节点104，以及可选地，经由网络118彼此通信的一个或多个应用程序节点106。在一些实施例中，分布式分类账系统100可以包括数百或数千个节点102,104,106。事务节点102计算散列值以清除事务，公布块，确认已共布块的散列值，以及同步分类账中的事务。事务节点102可以包括一个或多个处理器108，用于计算和确认散列值，核实事务，向网络中的其他节点广播块，以及执行其他操作。例如，比特币和以太坊（ethereum）是公共分布式分类账，其将工作计算的证明用于矿机的事务共识。一个或多个处理器108可以执行与节点相关联的任何类型的指令，以实现本说明书中详述的操作。一个或多个处理器可以包括但不限于中央处理单元（CPU），数字信号处理器（DSP），精简指令集计算机（RISC），复杂指令集计算机（CISC），微处理器，微控制器，现场可编程门阵列（FPGA）或其任何组合。可以适当地以硬件，软件，固件或其组合来实现处理器。处理器的软件或固件实现可包括以任何合适的编程语言编写的计算机可执行或机器可执行指令，以执行所描述的各种功能。处理器的硬件实现可以被配置为执行计算机可执行或机器可执行指令以执行所描述的各种功能。节点可以包括芯片组（未示出），用于控制一个或多个处理器与节点的一个或多个其他部件之间的通信。处理器还可以包括一个或多个专用集成电路（ASIC）或专用标准产品（ASSP），用于处理特定的数据处理功能或任务。事务节点102可以包括用于存储信息和数据的一个或多个存储器元件110，信息和数据具体地是分类账112。一个或多个存储器元件110可以包括一个或多个易失性和/或非易失性存储器设备，例如，但是不限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对分布式分类账索引的方法，所述方法包括：接收事务数据的第一快照;标识第一快照的属性;核实第一快照;将第一快照的属性复制到第一主表;为第一快照的第一属性构造第一索引;和公布用于第一快照的第一属性的第一索引的完成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.28 US 15/2790511.一种用于对分布式分类账索引的方法，所述方法包括：接收事务数据的第一快照;标识第一快照的属性;核实第一快照;将第一快照的属性复制到第一主表;为第一快照的第一属性构造第一索引;和公布用于第一快照的第一属性的第一索引的完成。2.如权利要求1所述的方法，还包括：为第一快照的第二属性构造第一索引;和公布用于第二属性的第一索引的完成。3.如权利要求2所述的方法，还包括：针对第一快照的每个标识的属性重复构造第一索引并公布第一索引的完成的操作。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，还包括：接收事务数据的第二快照;标识第二快照的属性;核实第二快照;将第二快照的属性复制到第二主表;为第二快照的第一属性构造第二索引;和公布用于第二快照的第一属性的第二索引的完成。5.如权利要求4所述的方法，还包括：连结第一主表和第二主表;和连结第一索引和第二索引。6.如权利要求4-5中任一项所述的方法，还包括：针对第二快照的每个标识的属性重复构造第二索引并公布第二索引的完成的操作。7.如权利要求6所述的方法，还包括：连结第一主表和第二主表;和连结用于每个索引的属性的第一索引和第二索引。8.如权利要求5-7中任一项所述的方法，还包括：接收事务数据的第三快照;标识第三快照的属性;核实第三快照;将第三快照的属性复制到第三主表;为第三快照的第一属性构造第三索引;和公布用于第三快照的第一属性的第三索引的完成。9.如权利要求8所述的方法，还包括：连结权利要求5的连结主表和第三主表;和连结权利要求5的连结索引和用于第一属性的第三索引。10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，还包括：接收查询分布式分类账事务数据的请求;和处理关于索引的属性的查询。11.如权利要求10所述的方法，其中，使用分布式查询处理在多个数据节点上执行对索引的属性执行查询。12.如权利要求1所述的方法，其中，通过计算Merkle根来执行核实事务数据。13.如权利要求4所述的方法，其中，通过计算第一快照的Merkle根与第二快照的Merkle根之间的德尔塔来执行核实事务数据。14.一种用于对分布式分类账索引的系统，所述系统包括：一个或多个事务节点，所述事务节点被配置为：广播事务数据的块;一个或多个数据节点，所述数据节点被配置为：接收事务数据的第一快照;标识第一快照的属性;核实第一快照;将第一快照的属性复制到第一主表;为第一快照的第一属性构造第一索引;和公布用...

【专利技术属性】
技术研发人员：NM史密斯，VJ齐默，R普尔纳钱德兰，C科钦，IG马蒂克，
申请(专利权)人：迈克菲有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US