[发明专利]一种基于区块链的在分布式数据库中进行交易查询的方法

说明书

本发明提供了一种基于区块链的在分布式数据库中进行交易查询的方法，包括如下步骤：步骤S101，设计Bloom过滤器，根据设计好的Bloom过滤器找出包含指定交易ID的候选区块；步骤S102，对候选区块进行遍历筛选，找出包含交易ID的目标交易所在的具体区块，然后构造验证消息VerifyMessage；步骤S103，通过解析VerifyMessage，对区块所在交易路径进行完整性验证；步骤S104，根据验证结果，返回对应信息，实现基于区块链的分布式数据库中任意交易的查询。采用本发明的方法，实现基于区块链的分布式数据库中任意交易的查询，提高区块链数据的利用率。

技术领域

本发明涉及一种区块链技术领域，特别是涉及一种基于区块链的在分布式数据库中进行交易查询的方法。

背景技术

从数据的角度来看，区块链本质是一种分布式数据库，这里的“分布式”是指区块链技术利用链式存储结构不仅解决了分布式数据存储问题，也解决了存储时的分布式一致性问题。区块链技术利用分布式记账簿保证数据可靠传输和访问，利用可自动执行的智能合约来编程和操作数据。

区块链技术中涉及多项与交易查询有关的技术，如布隆过滤器(Bloom过滤器)，是一个允许用户描述特定的关键词组合而不必精确表述的基于概率的过滤方法，Bloom过滤器实际上是一个很长的二进制向量和一系列随机映射函数，可以用于检索一个元素是否在一个集合中，Bloom过滤器的优点是空间效率和查询时间都远远超过了一般算法，缺点是有一定的误识别率和删除困难以及误差。另外，如Merkle树，是一种哈希二叉树，它是一种用作快速归纳和校验大规模数据完整性的数据结构。区块链中的每个区块都包含了当前区块的所有交易，用Merkle树表示，这种二叉树包含加密哈希值，在比特币网络中，Merkle树被用来归纳一个区块中的所有交易，同时生成整个交易集合的数字指纹，生成一棵完整的Merkle树需要递归地对哈希节点对进行哈希，并将新生成的哈希节点插入到Merkle树中，直到只剩一个哈希节点，该节点就是Merkle树的根，Merkle Tree大多用来进行比对以及验证处理，如比特币钱包服务就用Merkle Tree的机制来做“百分百准备金证明”，在处理比对或验证的应用场景中时，特别是在分布式环境下进行比对或验证时，Merkle Tree会大大减少数据的传输量以及计算的复杂度。

然而，目前基于区块链技术的比特币项目中没有一种这样的交易查询方式，即针对任意指定的交易，查询到交易的有效性及其所属区块，目前的情况下，如果只有一个交易ID，区块链的历史账本中的大量数据又得不到有效利用的情况下，想要判断这个交易是否有效是十分困难的。

发明内容

有鉴于此，本发明设计了一种基于区块链的在分布式数据库中进行交易查询的方法，包括如下步骤：

步骤S101，设计Bloom过滤器，根据设计好的Bloom过滤器找出包含指定交易ID的候选区块；

步骤S102，对候选区块进行遍历筛选，找出包含交易ID的目标交易所在的具体区块，然后构造验证消息VerifyMessage；

步骤S103，通过解析VerifyMessage，对区块所在交易路径进行完整性验证；

第四步S104，根据验证结果，返回对应信息，实现基于区块链的分布式数据库中任意交易的查询。

优选的，所述步骤S101中设计Bloom过滤器的具体方法为：对于每个区块内的所有交易ID，通过K个哈希函数进行哈希运算，然后将运算结果映射在一个大小为M的位数组内，每个交易ID经过哈希函数使Bloom过滤器里的位数组中的若干位由0置1，同一个区块中，经过区块中所有交易的输入，使得Bloom的位数组所有对应的位为1从而完成所述区块的Bloom过滤器设计。

优选的，所述位数组的大小M的最优值和所述哈希函数个数K的最优值是根据每个区块内的交易的数量N和允许误差的P计算得到的，其中，