[发明专利]一种海量信息的区块链验证方案

说明书

区块链可以保证信息的唯一性和非篡改性。但是区块链存储的数据量有限，无法支持海量的数据上链。本发明提出一种海量数据的区块链验证方案。节点采用链下的扩展默克尔树来保存所需的数据条，在链下数据在默克尔树中变动时，仍然能够有效地验证数据条的有效性和唯一性。

技术领域

本发明涉及去中心化的系统包括区块链和其他分布式系统，具体来说是一种海量信息的区块链验证方案。

背景技术

区块链由于有不可篡改的特性，可以广泛用于溯源、存证等应用。通常的做法是在区块链上保存某个存储数据集合的哈希。可以在需要的时候公布这个数据集合，以验证这个数据集合在确定的区块链中的位置被存储。但是这样的方案速度慢、运算复杂，成本比较高。

一种解决的办法是采用扩展默克尔树在链下存储数据，将根哈希记录到区块链中。同时，每个数据条获得一个对应的默克尔证明。如果扩展默克尔树的实现支持唯一性，例如采用排序默克尔树，这个默克尔证明可以唯一地确认这个数据条。

本发明解决默克尔树在变动时，仍然能够有效验证数据的有效性和唯一性。

发明内容

本发明由以下几部分组成：

一种海量信息的区块链验证方案，包括：

信息提供方存储信息的数据条记录在链下存储的扩展默克尔树，并获得从所述默克尔树的叶节点哈希到根哈希的有效默克尔证明；

周期性将所述默克尔树根哈希存入一个或者多个区块链系统；

用户可以向所述区块链查询所述默克尔证明的根哈希，如所述根哈希存在于所述区块链，则验证数据条确实为信息提供方添加。

用户可以向所述信息提供方的查询系统，查询获得所述数据条的最新默克尔证明；

用户可以向所述区块链查询所述最新默克尔证明的根哈希，如所述根哈希属于所述区块链的最新记录，则验证数据条为最新记录。

比较所述最初的默克尔证明A与所述最新默克尔证明B, 两者如有重叠部分，则验证所述数据条当前有效。

由此可以衍生出一种海量信息的区块链有效且唯一验证方案，其特征是：

信息提供方存储信息的数据条记录在链下存储的支持唯一性的扩展默克尔树；

上述方案验证当前有效性，则验证所述数据条当前有效且唯一。

上述支持唯一性的扩展默克尔树存储方案，其特征是:

所述默克尔树的同属一个父节点的两个叶节点分别存储所述数据的排序部分、所述数据的其他部分；

所述父节点可以存储：所述父节点的叶节点数据的排序部分作为最小排序值、所述数据的排序部分作为最大排序值，所述数据的哈希；

所述默克尔树的其他非叶节点可以存储：所述节点的所有子节点中的最小排序值、最大排序值，所有子节点组合的哈希。

所述默克尔树支持数据条的添加、删除、移动操作，以及树的重新平衡操作，并相应更新默克尔树的根哈希；

所述默克尔树的叶节点以及所述叶节点的直接父节点作为一个整体，被添加、被删除、被移动。

所述数据可以更新，必须符合以下条件：所述数据的排序值不变。

所述数据可以更新，必须符合以下条件：以所述数据的排序部分作为公钥，合法签名的新的数据值。

所述数据可以更新，必须符合以下条件：所述数据的原有值中设定的更新条件。

上述的方案实现的一个具体装置，其特征是:

网络接口；存储器；和耦合网络接口和存储器的处理器；

处理器配置为：

存储器存储所述默克尔树或扩展排序默克尔树；

通过网络接口接收数据的存储、查询、更新请求，验证有效性后更新所述存储器；