双向链接区块链结构制造技术

技术编号:23293570 阅读:43 留言:0更新日期:2020-02-08 22:37
本发明专利技术涉及一种在电子存储器中防篡改存储数据的方法。该方法包括:提供一个双向链接的区块链结构(100);生成一个用于扩展区块链结构(100)的附加区块(112),该附加区块包含待存储数据(210)并且设置用于与区块链结构(100)的最后区块(110)双向链接,其中区块链结构(100)的最后区块(110)包含存储的数据;计算用于最后区块(110)与附加区块(112)的双向链接的第一区块相关链接函数(122),其中该链接函数(122)的计算包括在使用存储在最后区块(110)中的数据和要存储在附加区块(112)中的数据(210)的情况下计算所述最后区块和附加区块(110,112)的组合的区块相关校验值,以及将组合校验值与区块无关的链接过程独立函数关联;将第一区块相关链接函数(122)添加至最后区块(110)和附加区块(112)。

Two way link blockchain structure

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双向链接区块链结构本专利技术涉及一种用于存储数据的方法和电子数据存储系统。本专利技术尤其涉及在双向链接的区块链结构中防篡改存储数据的方法和电子数据存储系统。改变或甚至有目的地篡改电子存储器中的数字编码数据的可能性是一项技术挑战。从现有技术中知道了区块链结构,即用于数据保险的区块链结构。该区块链结构是单向链接区块链结构。例如相应的区块链结构被用于记录密码货币交易比如比特币支付系统。在此,区块链结构提供布置在区块中的数据组的可扩容名单。在现有技术中,各个区块的完整性通过单向链接在采用呈哈希值形式的单独区块密码校验值情况下被保险。由于每个区块包含在先区块的包括存储于在先区块内的密码校验值在内的密码校验值,故得到区块链接。在此,每个区块包括校验值,其基于所有在先区块的内容。因此难以事后篡改这种区块链,因为为此不是只须篡改一个单独区块,而是要篡改所有的后续区块,因为每个后续区块的校验值尤其基于待篡改的区块。如果待篡改的区块确实被篡改,则其校验值改变。改变的校验值不再匹配于后续区块的校验值,由此可以识别出篡改并且在借助校验值检查时引人注目。但是,已知的区块链结构仅实现单向链接和进而数据保险,因为在链接时总是仅考虑在先区块的数据内容。因此,可以依据链接来检查一个在先区块链结构的一个在先区块是否已被篡改。但无法检查在先区块链结构是否完整。尤其无法检查区块链结构的一部分是否有可能已被缩减。此外,无法检查最后区块是否已被篡改。在区块链结构的检查和保障中,还采用常见的哈希方法。区块链结构的单独区块通过哈希值单向相互关联。为了人们可以检查这种具有单向相互关联的区块的区块链结构是否被篡改,人们不仅需要单独区块的所有信息,还需要其各自的哈希值。此外,这种区块链结构的检查必须以相应区块链结构的第一区块开始并以最后区块结束。本专利技术基于以下任务,提供一种改进的用于防篡改存储数据的方法。本专利技术所基于的任务分别利用独立权利要求的特征来完成。在从属权利要求中说明了本专利技术的实施方式。实施方式包括一种用于采用双向链接的区块链结构在电子存储器中防篡改存储数据的方法。该方法包括:·提供一个双向链接的区块链结构,·提供待存储数据,·产生一个附加区块以扩展该区块链结构,该附加区块可包含待存储数据并且设置用于与该区块链结构的最后区块双向链接,其中该区块链结构的最后区块包含存储数据,·计算用于最后区块与附加区块的双向链接的第一区块相关链接函数,其中该链接函数的计算包括:o采用存储在最后区块中的数据和待存储在附加区块中的数据计算所述最后区块和附加区块的组合的区块相关校验值,o将组合校验值与区块无关的链接过程独立函数关联,·添加第一区块相关链接函数至最后区块,·添加第一区块相关链接函数至附加区块,·存储被扩展了附加区块的区块链结构。实施方式可以具有以下优点,它们允许提供双向链接的区块链,其区块借助区块相关双向链接函数相互链接。所述链接此时允许双向检查区块链结构的真实性或是否篡改。此时该区块链结构并非只能在一个方向上、而是在两个方向上被检查。区块链结构是指形成区块链的数据结构。“区块链”是指整齐有序的数据结构,其包含多个相互链接的数据块。尤其是,区块链是指数据库,其完整性即防事后篡改的保险性通过在各自后随的数据组中存储在先数据组的校验值比如像哈希值得到保障。在此,校验值对应配属于在先数据组的内容并且明确无疑地表征该内容。如果在先数据组的内容被改变,则它不再满足校验特征,由此所述改变变得清楚可见。在已知的区块链结构情况下,比如该区块链的每个区块明确无疑地通过一个哈希值来识别并且关联区块链中的一个包含哈希值的在先区块。关于区块链的例子,参阅https://en.wikipedia.org/wiki/Block_chain_(database)和“掌握比特币”(见第7章区块链,第161页及后页)。区块链概念例如在2008年由中本聪(笔名)撰写的涉及密码货币比特币背景的白皮书中有描述(“比特币:P2P电子现金系统”(https://bitcoin.org/bitcoin.pdf))。在此实施例中,区块链的每个区块在其标头中包含所有在先区块标头的哈希。因此,区块顺序被单一确定并且出现链结构。通过如此实现的单独区块相互链接而做到了在没有同样修改所有后续区块的情况下无法实现事后修改原先区块。区块链的安全性例如可被如此提高,其被公布或者公众可获得,因此允许将现有区块链拷贝与其它公布的或可获得的同一区块链拷贝比较。数据校验值是对应于相应数据的值,其如此单一表征数据,即数据的完整性可以依据校验标记值被检查。呈校验和形式的校验值提供了例如一个值,其从原始数据来算出并且配置用于识别数据中的至少一个位缺陷。根据用于校验和的计算规则有多复杂,可以识别出超过一个的缺陷或者也可以修正。已知的校验值或者说校验和例如可以基于数据值的加和、横额、奇偶校验位、数据加权均值的计算或者更复杂的计算方法,比如像循环冗余检验或采用哈希函数。组合的区块相关校验值是这样的校验值,其不仅取决于第一区块的数据、也取决于第二区块的数据。根据实施方式,它在此可以是如下校验值,其在采用待考虑数据的关联的情况下来计算。根据其它实施方式,它可以是下述校验值,其被称为多个校验值的关联,例如第一区块的数据的第一校验值与第二区块的数据的第二校验值的关联。这样的关联例如可以是算术关联如加、减、乘和/或除。在单向链接区块链结构的情况下,校验值在采用该区块链结构的一个区块情况下被计算并且被添加至与该区块单向链接的附加区块。依据添加区块的校验值,该区块的完整性或与添加区块单向链接的相应区块的数据的完整性可被检查。为此,例如在采用相应区块的数据情况下来复核该校验值并且将其与由添加区块提供的校验值比较。如果两个校验值一致,则该区块的完整性或与添加区块单向链接的相应区块的数据的完整性得以保证。在根据实施方式的双向链接的区块链结构情况下,校验值不仅在采用区块链结构的最后区块的数据情况下、也在采用要与该区块双向链接的附加区块的数据情况下被计算。依据添加区块的这种组合校验值,可根据添加区块的数据检查该区块完整性或与该添加区块双向链接的相应区块的数据完整性。为此,例如在采用相应区块的数据和添加区块的数据情况下复核包含该校验值的区块相关链接函数并且将其与由添加区块提供的区块相关链接函数比较。如果两个链接函数一致,则该区块的完整性或与添加区块双向链接的相应区块的数据的完整性就像附加区块完整性或附加区块数据完整性那样得以保持。如果双向链接函数不仅被添加至附加区块、也被添加至与附加区块双向链接的区块,则也可以基于要被添加至区块链结构的相应区块的双向链接函数进行完整性检查。换言之,在两个区块双向链接时,可以不仅基于存储在两个区块中第一个中的双向链接函数进行完整性检查,也可基于存储在两个区块中第二个中的双向链接函数进行完整性检查。依据与添加区块双向链接的最后区块的加入区块相关双向链接函数计算中的组合校验值,可以不同于已知的单向链接区块链结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用双向链接的区块链结构(100)在电子存储器中防篡改存储数据的方法,其中,该方法包括:/n·提供双向链接的区块链结构(100),/n·提供待存储数据(210),/n·生成用于扩展该区块链结构(100)的附加区块(112),该附加区块包含待存储数据(210)并且设置用于与该区块链结构(100)的最后区块(110)双向链接,其中,该区块链结构(100)的最后区块(110)包含存储数据,/n·计算用于最后区块(110)与附加区块(112)的双向链接的第一区块相关链接函数(122),其中,该链接函数(122)的计算包括:/no在采用存储在最后区块(110)中的数据和待存储在附加区块(112)中的数据(210)的情况下,计算所述最后区块和附加区块(110,112)的组合的区块相关校验值,/no将组合校验值与区块无关的链接过程独立函数关联,/n·将第一区块相关链接函数(122)添加至最后区块(110),/n·将第一区块相关链接函数(122)添加至附加区块(112),/n·存储被扩展了附加区块(112)的区块链结构(130)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170602 DE 102017209381.11.一种采用双向链接的区块链结构(100)在电子存储器中防篡改存储数据的方法,其中,该方法包括:
·提供双向链接的区块链结构(100),
·提供待存储数据(210),
·生成用于扩展该区块链结构(100)的附加区块(112),该附加区块包含待存储数据(210)并且设置用于与该区块链结构(100)的最后区块(110)双向链接,其中,该区块链结构(100)的最后区块(110)包含存储数据,
·计算用于最后区块(110)与附加区块(112)的双向链接的第一区块相关链接函数(122),其中,该链接函数(122)的计算包括:
o在采用存储在最后区块(110)中的数据和待存储在附加区块(112)中的数据(210)的情况下,计算所述最后区块和附加区块(110,112)的组合的区块相关校验值,
o将组合校验值与区块无关的链接过程独立函数关联,
·将第一区块相关链接函数(122)添加至最后区块(110),
·将第一区块相关链接函数(122)添加至附加区块(112),
·存储被扩展了附加区块(112)的区块链结构(130)。


2.根据权利要求1的方法,其中,该区块链结构(100)的最后区块(110)还包括该最后区块(110)与该区块链结构(100)的倒数第二区块(108)的双向链接的第二区块相关链接函数,其中,将第一区块相关链接函数(122)添加至最后区块(110)包括:将第一区块相关链接函数(122)与第二区块相关链接函数关联。


3.根据前述权利要求之一的方法,其中,该区块无关的链接过程独立函数是包含许多区块无关的链接过程独立函数的函数集中的一个函数,其中,该函数集的每个函数分别配属有一个序数,并且以第一序数开始,该第一序数对应于该链结构的第一区块和第二区块之间的双向链接的区块链结构(100)的第一双向链接,该函数集的函数根据预定的缔合规范而设置用于以升序分别单独配属该双向链接的区块链结构(100)的两个区块的双向链接并被用来计算取决于相应两个区块的链接函数(122)。


4.根据权利要求3的方法,其中,该区块无关的链接过程独立函数包含第M阶多项式,其中,M是自然数。


5.根据权利要求4的方法,其中,该区块无关的链接过程独立函数包含第M阶多项式与指数函数的关联,其中,该指数函数的指数包含大于等于2阶的多项式。


6.根据前述权利要求之一的方法,其中,最后区块和附加区块(110,112)的组合的区块相关校验值的计算包括:将哈希函数用到存储在最后区块(110)中的数据和待存储在附加区块(112)中的数据(210)。


7.根据权利要求1至5之一的方法,其中,在该区块链结构(100)的区块中的数据分别被存储在一个正方形(TxT)矩阵结构(160,170)中,其中,T是大于等于2的自然数,其中,最后区块和附加区块(110,112)的组合的区块相关校验值的计算包括:
o计算第一矩阵结构(160)的每列(162)的和,其由存储在最后区块(110)中的数据和待存储在附加区块(112)中的数据(210)的两个矩阵结构(160,170)提供,
o计算第二矩阵结构(170)的每行(172)的和,其由存储在最后区块(110)中的数据和待存储在附加区块(112)中的数据(210)的两个矩阵结构(160,170)提供,
o计算第i列的和与第i行的和的组合和,其中,i是自然数并且从1变至T,
o通过所述组合和的相互关联来形成组合的区块相关校验值。


8.根据权利要求7的方法,其中,所述组合和的相互关联包括组合和的排列成行。


9.根据前述权利要求之一的方法,其中,该双向链接的区块链结构(100)的前后相继的区块分别被双向相互链接,其中,两个双向相互链接的区块都分别包括共用的区块相关链接函数(122),其中,该共用的区块相关链接函数(122)分别包括在两个前后相继的区块中存储的数据的组合的区块相关校验值。


10.根据权利要求之一的方法,其中,该区块链结构(100)被一个缩短的区块链结构(150)替换,其中,该缩短的区块链结构(150)被缩短了该区块链结构(100)的至少一个内链段(142),其中,该内链段(142)包含至少一个区块。


11.根据权利要求10的方法,其中,该方法还包括:
·提供区块无关的若干变换函数,它们配置用于将区块相关的链接函数(122)的区块无关的链接过程独立函数相互变换,
·检查缩短的区块链结构(150)是否一致,其中,该缩短的区块链结构(150)的从其之间取出该内链段(142)的两个紧邻区块的区块相关链接函数(122)的区块无关的链接过程独立函数在采用变换函数情况下被相互变换并且变换结果被检查是否一致。


12.根据权利要求11的方法,其中,该区块无关变换函数配置用于分别将区块相关链接函数(122)的区块无关的链接过程独立函数作为升算子变换为根据升序的下一较高的区块无关的链接过程独立函数和/或作为降算子分别将区块相关链接函数的区块无关的链接过程独立函数变换为根据升序的下一较低的区块无关链接过程独立函数。


13.根据前述权利要求之一的方法,其中,该区块相关链接函数(122)kM(x)具有以下形式:
kM(x)=g(DN,DN+1)fM(x)
其中,g(DN,DN+1)表示区块链结构(100)的第N和第(N+1)区块的组合的区块相关校验值,DN表示存储在第N区块中的数据,DN+1表示待存储在第(N+1)区块中的数据(210),其中,该区块无关链接过程独立函数fM(x)具有以下形式:



其中,M表示自然数,其明确无疑地对应配属于独立链接过程,其中,b和c分别表示一个固定参数,而x表示一个变量,其中,表示具有以下形式的厄米特多项式:



【专利技术属性】
技术研发人员:A·维尔克M·帕依斯切克I·科马罗夫
申请(专利权)人:联邦印刷有限公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1