[发明专利]一种基于稀疏随机纠删码技术的区块链安全存储方法

说明书

本发明涉及一种基于稀疏随机纠删码技术的区块链安全存储方法，与现有技术相比解决了区块链系统中各节点采取副本全冗余存储机制的缺陷。本发明包括以下步骤：原始数据的获取和预处理；新节点的生成；新节点在区块链中的加入。本发明将节点组中的轻量型节点不再存储完整的区块数据，只存储经稀疏随机纠删码处理的编码块，存储的具体内容由存储策略决定；当保证通过组内节点可以恢复完整的区块数据时，才允许节点组加入区块链网络，使得区块链系统拥有完整的功能，保证安全性的同时降低了存储开销。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体来说是一种基于稀疏随机纠删码技术的区块链安全存储方法。

背景技术

区块链技术，是从存储的角度可以视为一个去中心化的分布式账本。在区块链中，区块是用于存储交易摘要信息的载体，也是区块链中数据存储的结构单元。每一个区块包含区块头和区块体两部分，区块头中的信息用于标识区块本身、前一个区块的信息摘要以及区块在整个账本中的位置等；区块体主要用于存储交易摘要信息以及用于验证交易信息并保证交易不可篡改的MerkleTree。

然而区块链技术也存在不足之处。由于区块链系统各节点采取副本全冗余存储，在使得区块链系统中每一完整节点能够对每条信息实现自主验证、得出结果、达成共识的同时，也带来了较为严重的存储负担。

稀疏纠删码，其编码参数不受素数或有限域大小限制可灵活设置，具有较高的容灾扩展性能；采用等行重稀疏随机矩阵作为校验矩阵，具有较高的计算效率；在较大码长下能够达到近似的MDS性质，从而具有较高的存储空间利用率。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中区块链系统中各节点采取副本全冗余存储机制的缺陷，提供一种基于稀疏随机纠删码技术的区块链安全存储方法来解决上述问题，该方法可有效减少区块链系统中的存储冗余，解决丢包问题，提高了区块链系统的容错能力和数据的可靠性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于稀疏随机纠删码技术的区块链安全存储方法，包括以下步骤：

11)原始数据的获取和预处理：获取原始数据，对原始数据进行分片哈希处理，获取哈希值和物理存储的位置信息；

12)新节点的生成：经处理后的原始数据根据哈希值和物理存储的位置信息以交易的形式记录在区块链中，成为新节点；

13)新节点在区块链中的加入：根据节点的存储能力确定节点的类型，来决定新节点在区块链中的加入方式，并将新节点加入到区块链中，完成区块链数据的安全存储。

所述新节点在区块链中的加入包括以下步骤：

21)根据新节点的存储能力确定节点类型，若该节点能够存储完整的区块数据并具有独立参与区块链事务能力，则认定该节点为完整节点；若该节点只能够存储部分区块数据，需从其他节点中同步数据，解码重构完整的区块数据，则认定该节点为轻量型节点；

22)若新节点为完整节点，将新节点直接加入到区块链中；

23)若新节点为轻量型节点，则基于稀疏随机纠删码技术进行轻量型节点的加入处理。

所述基于稀疏随机纠删码技术进行轻量型节点的加入处理包括以下步骤：

31)定义节点组由轻量型节点构成，设定当保证通过组内节点能够恢复完整的区块数据时，即允许节点组加入区块链网络；

32)将新节点加入节点组，

若该节点为第一个加入节点组的节点，系统将现有的区块数据利用纠删码技术编码成多个编码块，该节点按照存储策略保存其中的一段编码块，记录存储控制信息；