一种面向区块链的降低冲突的乐观并发保序编码方法技术

本发明专利技术公开了一种面向区块链的降低冲突的乐观并发保序编码方法，称为cr‑oOPE，显著降低了冲突交易数，提高了交易提交率和系统吞吐。首先本发明专利技术提出了随机化的保序编码，使得对不同明文的编码请求计算出相同编码的概率降低；其次提出一种未定区(UDZ)的结构，将编码不同但落到编码树上同样位置的树节点放到一个未定区，这样原本冲突的相关交易就可以被提交，由于未定区中的节点的编码是随机的，并不保序，因此等下一个编码请求遍历到了一个满了的未定区，再把其中的节点的编码重排，并且重组成字树插入到编码树上；然后，本发明专利技术提出了在基于未定区的编码树上进行的编码方法和执行方法；最后，本发明专利技术提出了在基于未定区的编码树上进行查询的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种面向区块链的降低冲突的乐观并发保序编码方法
本专利技术属于区块链
，涉及到区块链中数据的隐私保护，具体是一种面向区块链的保序编码方法。
技术介绍
区块链作为一种不可篡改、历史数据可追溯的分布式账本，具有广泛的应用领域，但在当前大多数的区块链系统(例如以太坊和HyperledgerFabric)中，仅采用密码学签名来防止交易被篡改，交易内容仍以明文存储，所有参与者都可以看到。实际上，与其他数据共享方式相比，区块链的隐私保护问题在缺乏信任的参与者之间更为重要。一种直接的隐私数据保护方法是直接对隐私数据加密，数据拥有者将隐私数据加密之后上传给区块链节点并转发到区块链网络中进行共识，数据在网络中得到共识之后数据以密文的形式保存在每个节点本地的区块链账本上。现有对数据加密的方式有多种，例如同态加密(HE)，可搜索加密(SE)等，但这些加密方法效率较低，开销较大。本专利技术采用更高效的保序加密，或者称为保序编码(OPE)。保序编码是一种编码方法，它的编码的排序顺序与相应的明文顺序相匹配，这种特性的优点是系统可以对编码执行与明文相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向区块链的降低编码冲突的乐观并发保序编码方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：/n步骤1：区块链网络中所有的节点初始化本地的ZOPE树；/n步骤2：对需要上传的一条数据条目，数据拥有者将隐私字段的明文值x用密钥sk加密，将密文c发给区块链节点请求编码；/n步骤3：节点对收到的密文计算保序编码；/n步骤4：主节点收到数据拥有者发送的交易提案后，存储到本地的交易池中；/n步骤5：主节点从交易池中取出固定数量的交易打包成区块，串行地预执行区块中的每一笔交易；/n步骤6：主节点将没有冲突交易的区块在从节点之间进行投票共识，从节点对区块中的每一笔交易进行和主节点预执行一样的验证方法，如果区...

【技术特征摘要】
1.一种面向区块链的降低编码冲突的乐观并发保序编码方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
步骤1：区块链网络中所有的节点初始化本地的ZOPE树；
步骤2：对需要上传的一条数据条目，数据拥有者将隐私字段的明文值x用密钥sk加密，将密文c发给区块链节点请求编码；
步骤3：节点对收到的密文计算保序编码；
步骤4：主节点收到数据拥有者发送的交易提案后，存储到本地的交易池中；
步骤5：主节点从交易池中取出固定数量的交易打包成区块，串行地预执行区块中的每一笔交易；
步骤6：主节点将没有冲突交易的区块在从节点之间进行投票共识，从节点对区块中的每一笔交易进行和主节点预执行一样的验证方法，如果区块链中存在有冲突的交易，就拒绝这次共识投票，否则就继续进行共识；
步骤7：经过共识的区块将被写入每个节点的本地账本，并且本地的ZOPE树也会被更新；
步骤8：授权查询用户在ZOPE树上对密文进行查询。


2.根据权利要求1中所述的保序编码方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：
步骤3-1：区块链节点与数据拥有者用交互式的方式遍历ZOPE树；
步骤3-2：如果遍历过程中区块链节点遇到一个满的UDZ，先用随机化的编码计算方法计算当前正在编的编码y，然后将c和y，连同这个UDZ中所有的节点一起发给数据拥有者请求排序这些节点；数据拥有者收到后重排这些节点，并且发起一笔TX_SORT类型的交易提案，其中隐私字段是密文，其他非隐私字段是明文，连同排好序的节点，ZOPE树上的路径和当前ZOPE树的版本号v_tree一起发给主节点；
步骤3-3：如果遍历过程中区块链节点发现ZOPE树需要重平衡，就将树中所有UDZ结构中的节点发给数据拥有者请求排序；数据拥有者收到后重排这些节点，并且发起一笔TX_SORT类型的交易提案，连同排好序的节点和当前的全局UDZ版本号v_udz一起发给主节点；
步骤3-4：如果最后遍历到一个空的位置，区块链节点就用随机化的编码计算方法计算当前正在编的编...

【专利技术属性】
技术研发人员：李青青，戚晓冬，陈之豪，张召，金澈清，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31