[发明专利]一种区块链时空数据查询方法、系统及电子设备

说明书

本申请涉及一种区块链时空数据查询方法、系统及电子设备。所述方法包括：步骤a：将区块链系统中的时空数据插入基于Merkle树与kd树相结合的树形索引结构中，并存储在区块链模块中；对于所述区块链模块中的每个区块，在块头中引入时间元信息；步骤b：给定时空数据对应的时间范围和空间范围，利用所述区块链模块中每个区块块头中的时间元信息在有向无环图的拓扑结构G中搜索出符合所述时间范围的区块；步骤c：读取所述符合时间范围的区块块头中的基于所述Merkle树与kd树相结合的树型索引结构的根节点信息，搜索出符合所述空间范围的键数据，再根据所述键数据得到对应的时空数据。本申请非常高效，能够做到“在线式”的迅速返回符合给定要求的结果。

技术领域

本申请属于互联网数据库技术领域，特别涉及一种区块链时空数据查询方法、系统及电子设备。

背景技术

区块链技术，也被称作分布式账本技术，是一种互联网数据库技术，是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链是随着比特币等数字加密货币的日益普及而逐渐兴起的一种全新的去中心化基础架构与分布式计算范式。由于区块链具有去中心化、时序数据、集体维护、安全可信等优点，近年，它已经被广泛地应用在金融、医疗、教育等行业中，工业界与学术界也在探索区块链更多的应用场景。随着区块链技术的兴起激发了包括时空数据管理在内的各种领域的大量新应用的产生，例如，考虑在运输过程中跟踪物品的供应链场景。运输过程中要求不仅需要不断更新时空信息，还应支持时空数据的快速查询，如列出在t时间位于l处的所有数据，或者从t1到t2时间段内位于l处的所有数据。但是，当前的区块链技术并不能高效响应时空数据的查询，而针对时空数据的高效查询研究在数据库中一直备受瞩目，若能在区块链上进行高效时空数据查询，将具有广泛的应用前景。

区块链利用Merkle树对区块中的事务数据进行哈希，其中每个区块包含块头和块身，块头的作用是链接到前面的块为区块链提供完整性，块身则包含验证过的块创建过程中的数据记录。当需要查询区块链中的数据时，通过块身可以查询到当前区块的事务数据，通过块头可以找到区块链中当前区块的前一个区块。目前，对区块链中某种数据模式下数据的查询，需要从区块链上最新加入的区块开始，先查询该块块身中的事务数据，再通过块头回溯到前一个区块中查询，以此类推，遍历整条区块链的事务数据。

综上所述，现有区块链技术存在的缺点在于：1)、不支持对时空数据进行高效的管理，包括对时空数据有效的存储和对时空数据的高效查询；2)、当前区块链对数据的查询，需要从区块链上最新加入的区块开始，通过其块头追溯到前一个区块这样一个区块一个区块的进行查询，最坏情况下，查询完需要便利整条区块链的数据，显然，这样的查询十分低效与耗时，并不适合快速查询；3)、当前区块链数据查询响应方法并不适合频繁变动的时空数据的查询；4)、对于空间坐标数据也没有一些索引以加速整个过程；5)、在区块链系统中针对时空数据这些多维数据建立索引往往需要超过一个复杂索引，这样不仅十分繁琐而且开销会较大。

发明内容

本申请提供了一种区块链时空数据查询方法、系统及电子设备，旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为了解决上述问题，本申请提供了如下技术方案：

一种区块链时空数据查询方法，包括以下步骤：

步骤a：将区块链系统中的时空数据插入基于Merkle树与kd树相结合的树形索引结构中，并存储在区块链模块中；对于所述区块链模块中的每个区块，在块头中引入时间元信息；

步骤b：给定时空数据对应的时间范围和空间范围，利用所述区块链模块中每个区块块头中的时间元信息在有向无环图的拓扑结构G中搜索出符合所述时间范围的区块；

步骤c：读取符合所述时间范围的区块块头中的基于所述Merkle树与kd树相结合的树型索引结构的根节点信息，搜索出符合所述空间范围的键数据，再根据所述键数据得到对应的时空数据；