【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信息存储，尤其涉及一种基于栅式数据结构的区块链构建方法。
技术介绍
1、随着区块链应用逐渐扩展，人们意识到不同行业对区块链的需求存在差异，而传统的通用型区块链架构往往难以满足所有特定应用的要求。一方面来讲，不同行业的应用对区块链性能和扩展性的需求各不相同，其依托区块链技术达到不同的目的，从而产生了定制化的区块链；而从另一方面看，隐私化的重要性在区块链技术中逐渐被重视，包括个人隐私、商业机密等具体问题，隐私的防护已经变为区块链技术中很大程度上需求的技术。
2、为了支撑更复杂的应用场景，区块链的多元化、定制化结构的归化愈发重要，即找到这些服务于不同应用场景的区块链结构的共性，提供一种可拓展的区块链结构，使区块链更便捷地应用于实际场景。
3、然而，现有的区块链结构对于区块链的模式化的实现研究较少，使得区块链的设计过程更为复杂，对区块链的广泛应用产生一定阻碍。同时，区块链的隐私性设计往往较为复杂，在具体的应用场景套用时可靠性较差、安全性较低，难以满足要求。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本案目的在于提出一种基于栅式数据结构的区块链构建方法，以获得能够服务不同场景的区块链模板。通过对上链信息进行加密存储并进行密钥分割成片段存储，以保证数据可靠性和隐私信息的安全性；通过使存储加密信息的区块和存储密钥片段信息的区块形成栅式结构，有利于区块链的拓展性。通过改进共识机制，提高区块链信息上链效率。通过控制能够解密的最少主体数，可调控信息上链速
2、第一方面，本案提出一种基于栅式数据结构的区块链构建方法，所述方法将数据链作为公链，将密钥链作为私有链，使密钥链与主体一一对应，当一个新的主体加入区块链时，为其建立一条密钥链；当一个信息上链时，将上链信息利用密钥加密后上传到数据链区块，并进行密钥分割，将密钥片段分配给主体，主体将分配结果存储于自己的密钥链中，存储加密信息的区块和存储密钥片段信息的区块形成栅式结构。
3、在上述技术方案的一种实施方式中，加密方法如下：
4、t＝floor[1000(cosαx-floor[cosαx])]
5、x′＝x+y
6、式中：
7、x表示待加密信息的数字化结果，floor[x]表示不大于x的最大整数，t表示密钥，α预设的非2π倍数的常数，x′为加密信息。
8、在上述技术方案的一种实施方式中，密钥分割步骤包括：
9、将密钥分成段，其中r＝n-m+1，n为主体数，m为根能够解密的最少主体数。
10、在上述技术方案的一种实施方式中，将密钥片段分配给主体，主体将分配结果存储于自己的密钥链中，具体实现步骤包括：
11、定义分配矩阵ut×n，从1，2，...，n中选择r个数，获取t种选择方法，n为主体数；
12、假设第i种选择方法选择的数为c1i，c2i，…，cri，令：
13、
14、如果uij取值为1，表示第i个片段被交给第j个主体，如果uij取值为0，则代表第j个主体不会被发送该片段；
15、当主体得到分配给各自的密钥片段时，添加一个区块至自己的密钥链，从而使密钥片段存储在密钥链中的区块高度与该密钥加密的原始信息存储在数据链中区块高度相同。
16、在上述技术方案的一种实施方式中，根据区块链出块速度需求设置能够解密的最少主体数。
17、在上述技术方案的一种实施方式中，所述方法在信息下链时，具有调用权限的主体根据其要调用信息在数据链的区块高度，向各主体要求提供所记录的主链上该区块的信息与密钥链上相应区块高度的密钥片段信息，以还原密钥；
18、利用还原的密钥，对各主体提供的所记录的信息进行解密，获得相应的解密结果，当某一解密结果加密后与解密前信息相同时，则认为该解密结果可信。
19、在上述技术方案的一种实施方式中，所述方法在获得可信解密结果后，进行共识。
20、在上述技术方案的一种实施方式中，所述方法预先存储调用权限的认证私钥，持有私钥的主体具有调用权限。
21、在上述技术方案的一种实施方式中，拥有调用权限的主体不限于区块链的参与主体。
22、第二方面，本案提出一种基于栅式数据结构的区块链装置，其特征在于：所述装置包括存储介质和处理器，存储介质存储有能够被处理器加载并执行上述任一种方法的计算机程序。
23、第三方面，本案提出一种基于栅式数据结构的区块链，所述区块链包括作为公链的数据链、作为私有链的密钥链；其中：密钥链与主体一一对应，当一个新的主体加入区块链时，为其建立一条密钥链；当一个信息上链时，将上链信息利用密钥加密后上传到数据链区块，并进行密钥分割，将密钥片段分配给主体，主体将分配结果存储于自己的密钥链中，存储加密信息的区块和存储密钥片段信息的区块形成栅式结构。
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1.一种基于栅式数据结构的区块链构建方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加密方法如下：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，密钥分割步骤包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将密钥片段分配给主体，主体将分配结果存储于自己的密钥链中，具体实现步骤包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法在获得可信解密结果后，进行共识。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法预先存储调用权限的认证私钥，持有私钥的主体具有调用权限。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，拥有调用权限的主体不限于参与区块链的主体。
9.一种基于栅式数据结构的区块链装置，其特征在于：所述装置包括存储介质和处理器，存储介质存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至8中任一种方法的计算机程序。
10.一种基于栅式数据结构的区块链，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种基于栅式数据结构的区块链构建方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加密方法如下：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，密钥分割步骤包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将密钥片段分配给主体，主体将分配结果存储于自己的密钥链中，具体实现步骤包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法在获得可信解密结果...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁涛，韩拙璞，穆程刚，贺元康，田海青，梁超，李瑾，常征，姚烨成，罗捷炀，沈鑫，骆钊，熊峻，尹钰君，李家浩，赵毅涛，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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