一种基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法技术

本发明专利技术属于区块链技术领域，公开了一种基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法，基于分布式对等网络的双层数据库系统结构；低时间复杂度的数据自检与节点间互检方法；模块化可配置的系统架构。本发明专利技术解决了传统数据系统存在单点失效的问题，建立了基于B+树高效的索引结构，突破了传统区块链架构查询性能低下的瓶颈。解决了对海量数据的高速校验的难题，实现了在双层数据库架构中数据的防篡改和防删除，满足了企业对敏感数据可信存储的需求；实现了系统功能的可定制和可扩展，满足不同业务场景差异性的安全需求，降低了企业在实际部署过程中成本。本发明专利技术实现了在双层数据库架构中数据的防篡改和防删除，实现了系统功能的可定制和可扩展。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法
本专利技术属于区块链
，尤其涉及一种基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法。
技术介绍
目前：数据库系统属于基础和支撑软件，广泛应用于政务商务、军事国防、航空航天、银行证券、医疗卫生等国家重大行业，属于被国外卡脖子的关键技术。在当今社会信息化、智能化的趋势下，数据是信息系统的核心与基础，数据安全是关系到国家安全、社会稳定的关键因素。2020年3月中共中央政治局常务委员会召开会议，指出要加快数据中心等新型基础设施建设进度；2020年4月中共中央、国务院印发的《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》将数据列为五大核心要素之一。数据库系统作为数据存储、管理与加工的基础与支撑，其安全性与高效性对于发展数据中心等新型基础设施建设、发挥数据基础性资源和战略性资源的作用、探索以数据为关键要素的新增长方式具有重大意义。尽管数据库系统对于经济发展与新型基础设施建设具有重要意义，其在安全性方面存在着以下挑战：1)传统中心化数据库在数据存储时面临单点失效的风险，2)数据库系统中存储的数据容易被非本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法，其特征在于，所述基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法包括：/n基于分布式对等网络的双层数据库系统结构：通过分层设计将数据分为两层，底层为采用区块链数据结构存储的数据变化增量，链式数据结构拥有较高的尾部写入性能，顶层是由底层数据变化增量得到的数据最终状态集，采用块式结构存储，同时使用B+树建立索引；/n低时间复杂度的数据自检与节点间互检方法：底层采用区块链数据结构进行存储，通过定期对链式结构的合法性自检，并通过节点间通讯修正被篡改的数据，顶层存储数据的最终状态，顶层数据库在对数据进行操作前进行自检；/n模块化可配置的系统架构：提供了可插拔地自...

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法，其特征在于，所述基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法包括：
基于分布式对等网络的双层数据库系统结构：通过分层设计将数据分为两层，底层为采用区块链数据结构存储的数据变化增量，链式数据结构拥有较高的尾部写入性能，顶层是由底层数据变化增量得到的数据最终状态集，采用块式结构存储，同时使用B+树建立索引；
低时间复杂度的数据自检与节点间互检方法：底层采用区块链数据结构进行存储，通过定期对链式结构的合法性自检，并通过节点间通讯修正被篡改的数据，顶层存储数据的最终状态，顶层数据库在对数据进行操作前进行自检；
模块化可配置的系统架构：提供了可插拔地自动清理功能，支持模块化的共识机制替换方案，支持在已有区块链双层架构下，在应用层进行所需要的功能性扩展。


2.如权利要求1所述的基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法，其特征在于，所述基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法包括：
(1)基于分布式对等网络的双层数据库系统结构；
(2)低时间复杂度的数据自检与节点间互检方法；
(3)模块化可配置的系统架构。


3.如权利要求2所述的基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法，其特征在于，所述基于分布式对等网络的双层数据库系统结构包括以下步骤：
步骤一，通过分层设计将数据分为两层；
步骤二，底层为采用区块链数据结构存储的数据变化增量，链式数据结构拥有较高的尾部写入性能；
步骤三，顶层是由底层数据变化增量得到的数据最终状态集，采用块式结构存储，同时使用B+树建立索引。


4.如权利要求3所述的基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法，其特征在于，所述步骤一通过分层设计将数据分为两层包括以下步骤：底层为采用区块链数据结构存储的数据变化增量，顶层是由底层数据变化增量得到的数据最终状态集；底层采用关系型数据库进行结构化存储，顶层采用业务所需的数据库类型。


5.如权利要求3所述的基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法，其特征在于，所述步骤二中底层为采用区块链数据结构存储的数据变化增量，链式数据结构拥有较高的尾部写入性能，包括以下步骤：
(1)通过API接受用户的上链请求；
(2)将该上链请求以待上链交易的形式在节点间广播；
(3)共识出块时间到达时，节点将当前待上链交易打包为区块；
(4)遵循区块链数据结构，存储在底层区块链数据库中。


6.如权利要求3所述的基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法，其特征在于，所述步骤三中顶层是由底层数据变化增量得到的数据最终状态集，采用块式结构存储，同时使用B+树建立索引，拥有较高的查询性能，包括以下步骤：
(1)每当节点出块时，或从其他节点获取更新区块时，会将新区块中的数据变化增量复现到顶层状态数据库中，顶层状态数据库为最新状态；
(2)利用B+树建立索引。


7.如权利要求2所述的基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法，其特征在于，所述低时间复杂度的数据自检与节点间互检方法包括以下步骤：
(1)底层采用区块链数据结构进行存储，通过定期对链式结构的合法性自检，并通过节点间通讯修正被篡改的数据；
(2)顶层数据库在对数据进行操作前进行自检。


8.如权利要求7所述的基于区块链的高性能防篡改数据库的构建方法，其特征在于，所述步骤一中底层采用区块链数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴华，胡中元，李小强，任彦冰，王运帷，王航，张俊伟，郭晶晶，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61