[发明专利]一种基于区块链的去中心化文件系统再平衡方法

说明书

本发明公开了一种基于区块链的去中心化文件系统再平衡方法，所述方法包括删除节点的编码数据再平衡方法，所述删除节点的编码数据再平衡方法包括以下步骤：当节点集合中的某一节点被删除时，被删除节点的代码字被广播到所有的保留节点；每个保留节点通过当前的存储内容和从删除节点传输过来的代码字，应用解码函数解码出该保留节点的数据包，并存储到该保留节点，从而生成分布式目标文件存储系统。本方法可以在纠正数据偏斜和复制因子减少的同时降低重新平衡阶段传输编码的通信负载，从而保证去中心化文件系统的性能最优。

技术领域

本发明涉及区块链应用领域，尤其涉及一种基于区块链的去中心化文件系统再平衡方法。

背景技术

在区块链应用中大规模数据存储至关重要地依赖可靠的分布式文件系统来有效地存储和处理数据。跨存储节点的数据分布不平衡是导致数据存储表现不佳的主要因素之一。为了保证区块链应用使用去中心化文件系统过程中的可靠性，在复杂的节点环境中保证可靠的复制因子，需要将数据重新平衡，以便所有节点存储大约相同数量的数据，从而减少数据偏斜。此外，为了提高文件存储系统的性能，高效地存储和处理数据，如果存储系统具有使用某些复制因子复制的数据，则重新平衡方案必须确保在重新平衡期间不会减少此复制因子。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于区块链的去中心化文件系统再平衡方法以解决上述问题。

本发明提出的一种基于区块链的去中心化文件系统再平衡方法包括删除节点的编码数据再平衡方法，所述删除节点的编码数据再平衡方法包括以下步骤：

当节点集合中的某一节点被删除时，被删除节点的代码字被广播到所有的保留节点；

通过当前的存储内容和从其他保留节点接收到的代码字，每个保留节点应用解码函数解码出被删除节点对该保留节点的数据再平衡需求，从而生成分布式目标文件存储系统。

优选地，所述删除节点的编码数据再平衡方法具体包括以下步骤：

对每个节点，令，其中表示由节点组成的集合，表示从节点集中除去节点m’和节点k后的剩下的节点集合；

对每个节点，用这样的虚拟零位填充每个包；

每个节点传输 ，其中表示异或运算；

传输过程完成之后，每个节点从传输过来的和它自身的存储内容解码它的需求 ，解码过程为：

表示去除节点的其他节点上的数据包之间的异或传输。

优选地，所述基于区块链的去中心化文件系统再平衡方法还包括增加节点的编码数据再平衡方法，所述增加节点的编码数据再平衡方法包括以下步骤：

当在节点集合中增加新节点时，根据预设的解码函数，每个先前存在的节点广播代码字到新节点；

新节点使用解码函数进行解码，并在先前存在的节点删除对应的数据包，从而生成分布式目标文件存储系统。

优选地，所述增加节点的编码数据再平衡方法具体包括以下步骤：

用表示存储在K个已有节点上的位集合的索引，

对每个，对数据包中的位，用 索引的节点表示最初存储该节点的节点集，表示从节点集上去掉节点m的其他节点，每个先前存在的节点k∈[K]，每个m为不包含节点k的节点，在其存储中都有一个标记为的数据包；

将已有的每个节点传输数据包给新的第K+1个节点，并且从原节点上删除这些数据包，使得第K+1个新节点存储了已有的每个节点发送的数据包。

与现有技术相比较，本方案可带来的有益效果如下：