一种基于区块链的工业互联网数据标识利用跳跃表的索引交互系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于区块链的工业互联网数据标识利用跳跃表的索引交互系统，属于区块链技术领域。本发明专利技术基于区块链技术和跳跃表数据结构，将工业互联网数据标识及其标识解析后的详细数据进行拆分隔离，区分后的公开标识信息进行上链防止被篡改，而所有的数据在区块链上存储并支持相应授权角色的特权访问且受可信硬件监督。而标识解析后的详细数据以跳跃表的数据结构形式存放在链下数据库中。本发明专利技术与现有技术相比，本发明专利技术解决了大量数据上链造成的资源浪费与区块链处理效率拖沓的问题，工业标识与数据分离存储增加了数据安全性并且大幅度提升检索效率。幅度提升检索效率。幅度提升检索效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的工业互联网数据标识利用跳跃表的索引交互系统


[0001]本专利技术涉及一种基于区块链的工业互联网数据标识利用跳跃表的索引交互系统，属于区块链、工业互联网和数据标识在特定数据结构
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跳跃表下高效可信交互


技术介绍

[0002]作为工业互联网网络体系的一个重要组成部分，工业互联网标识，是支撑工业互联网互联互通的神经中枢，其作用类似于互联网领域的域名解析系统(DNS)，其研究具有重要的意义。工业互联网标识利用标识，对机器和物品进行唯一性的定位和信息查询，是实现全球供应链系统和企业生产系统的精准对接、产品的全生命周期管理和智能化服务的前提和基础。基于跳跃表的标识信息交互方法是利用特殊数据结构实现对传统链表查询方法的改进，随机化的层级分配利用空间换时间，将一维链表单层升级为二维多层结构，牺牲些许空间而取得大幅效率的提升。让工业标识与其对应数据的检索寻址更方便高效，在一定程度上提升工业互联网网络内部协同速率、维护整个网络内数据交互的安全、促进社会高质量发展。
[0003]而对于现有标识解析整体架构是基于国际根节点、国家顶级节点、二级标识解析节点、企业标识解析节点、公共递归解析节点所组成。每次的交互需要在各级节点递归进行，解析的效率不受保证且数据存在泄露等不安全行为。当查询效率以分秒级乃至更微小的频度延迟时，于用户查询而言，造成极度不友好的用户体验和信息获取不及时，对整个工厂来说，整条产业链会因此造成工作滞后，带来难以估量的损失，甚至工业社会整体的生产力也随之降低。
专利
技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于区块链的工业互联网数据标识利用跳跃表的索引交互系统，从而解决上述问题。
[0005]本专利技术的技术方案是：一种基于区块链的工业互联网数据标识利用跳跃表的索引交互系统，包括标识数据信息采集模块、标识上链信息预处理模块、信息处理模块、链下数据信息处理模块、请求响应模块、区块链上的可信监督模块、链上标识模块、智能合约调度模块、区块链下的数据库模块、跳跃表结构模块、索引寻址模块；
[0006]所述信息处理模块分别与标识数据信息采集模块、链下数据信息处理模块进行双向数据连接，所述信息处理模块与标识上链信息预处理模块连接，信息处理模块将标识数据信息采集模块传入的标识
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数据信息进行拆分处理，拆分后的标识、数据分别交给链下数据信息处理模块和标识上链信息预处理模块，从而区别于现有的冗余机制——标识，避免数据整体上链造成资源堵塞、浪费。
[0007]所述信息处理模块采用标识数据分离模式，将由标识数据信息采集模块传入的收集信息分为工业数据标识传入标识上链信息预处理模块；将由工业标识唯一对应的数据信
息根据相应协议合约规定格式打包传入链下数据信息处理模块。以此保证数据的隐私性，确保标识、数据不会被人轻易获取变更，同时还能将特定标识信息透明化。
[0008]所述请求响应模块与链下数据信息处理模块、智能合约调度模块进行双向数据连接，所述请求响应模块与索引寻址模块进行连接；作为中间件打通链上链下交互的第一道关卡。
[0009]所述链上标识模块与区块链主链进行双向数据连接，所述区块链主链、链上标识模块、智能合约调度模块与可信监督信号模块连接；智能合约调度模块内部存在特定检索函数，其不可更改的特性在处理标识索引请求时可以不受任何影响；
[0010]所述跳跃表结构模块包括设计跳跃表数据结构的层级分配模块和进行寻址的索引寻址查询模块。层级分配模块保证跳跃表最高层级不超过[log
1/p N]‑
1，索引寻址查询模块能达到O(logn)的时间复杂度。在跳跃表结构模块中使用了跳跃表数据结构来对标识与链下数据库交互的索引寻址方法进行效率方面的提升，以有序的方式在层次化的链表中保存元素，效率和平衡树媲美。查找、删除、添加等操作都可以在对数期望时间下完成。
[0011]跳跃表是一个随机化的数据结构，实质就是一种可以进行二分查找的有序链表、它利用了“空间换时间”的思想，大幅增加了增删改查的性能。
[0012]所述层级分配模块中i
‑
1级链中的元素属于i级链的概率为p，字典中预期的最大数目为N，所构成[log
1/p N]‑
1为跳跃表最高层级高度，索引寻址查询模块能达到O(logn)的时间复杂度，其中n为表中元素个数。
[0013]跳跃表内层级分配模块的分配模式中n
‑
1级链中的元素属于n级链的概率为p。假设随机数生成器值域为[0,RANDMAX]。则下一次所产生的随机数≤CutOff＝p*RANDMAX的概率为p。因此，若下一随机数≤CutOff，则新元素应在1级链上。而接续下一个随机数≤CutOff，则该元素属于2级链。重复过程直到得到一随机数＞CutOff为止。故可以利用随机函数≤CutOff作为循环条件将层级自增的规则为要插入的元素分配级。依托层级分配模块，在有N个元素的跳表中，级数最高层MaxLevel的最大值为[log
1/p N]‑
1。
[0014]所述标识数据信息采集模块用于将边缘设备上工厂标识信息、设备标识信息、个人标识信息打包编码交给信息处理模块进一步分析、处理。
[0015]所述信息处理模块采用标识数据分离模式，将由标识数据信息采集模块传入的收集信息分为工业数据标识，传入标识上链信息预处理模块；将由工业标识唯一对应的数据信息根据相应协议合约规定格式打包传入链下数据信息处理模块。以此保证数据的隐私性，确保标识、数据不会被人轻易获取变更，同时还能将特定标识信息透明化。
[0016]所述请求响应模块，用于响应区块链中智能合约调度模块传入的信息更改、查询指令，将指令解析后反馈给智能合约调度模块、链下数据信息处理模块和索引寻址模块。
[0017]所述智能合约调度模块用于对链上标识发起查询请求，调度在智能合约内部设定不可更改的函数，函数包括但不限于全局标识查询请求、单个标识索引请求。
[0018]所述索引寻址模块，用于接收请求响应模块传来的信号进行标识到数据寻址的第一步操作，信号输入模块后触发函数将索引输出到跳跃表结构模块。
[0019]本专利技术还包括数据库模块，用于接收跳跃表结构模块传来的信号进行标识到数据寻址的最后一步操作，经过跳跃表数据结构匹配的索引直接与数据库连接进行数据交互。
[0020]所述可信监督模块、区块链网络、索引寻址模块、数据库模块与上述所有模块高效
协同，打破链上链下数据交互壁垒，通过硬件特性维护一个绝对安全的环境，在不失效率的条件下保障信息交互安全。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022](1)在标识
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数据处理框架内，通过信息处理模块、标识上链信息预处理模块、链下数据信息处理模块，可建立一个差分式的可信任的标识
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数据分离系统框架，通过将标识数据信息采集模块传来的信息进行标识与数据分离处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的工业互联网数据标识利用跳跃表的索引交互系统，其特征在于：包括标识数据信息采集模块、标识上链信息预处理模块、信息处理模块、链下数据信息处理模块、请求响应模块、可信监督模块、链上标识模块、智能合约调度模块、数据库模块、跳跃表结构模块、索引寻址模块；所述信息处理模块分别与标识数据信息采集模块、链下数据信息处理模块进行双向数据连接，所述信息处理模块与标识上链信息预处理模块连接，信息处理模块将标识数据信息采集模块传入的标识
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数据信息进行拆分处理，拆分后的标识、数据分别交给链下数据信息处理模块和标识上链信息预处理模块；所述请求响应模块与链下数据信息处理模块、智能合约调度模块进行双向数据连接，所述请求响应模块与索引寻址模块进行连接；所述链上标识模块与区块链主链进行双向数据连接，所述区块链主链、链上标识模块、智能合约调度模块与可信监督信号模块连接；所述跳跃表结构模块包括设计跳跃表数据结构的层级分配模块和进行寻址的索引寻址查询模块。2.根据权利要求1所述的基于区块链的工业互联网数据标识利用跳跃表的索引交互系统，其特征在于：所述层级分配模块中i
‑
1级链中的元素属于i级链的概率为p，字典中预期的最大数目为N，所构成[log
1/p N]<...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈韬，张嘉政，柏粉花，刘英莉，曾凯，于卓，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：