本申請涉及數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域，尤其涉及一種基于區(qū)塊鏈的高效數(shù)據(jù)存儲方法、裝置及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲平臺中，集中式的服務(wù)器集群控制著所有數(shù)據(jù)，這存在著單點故障、數(shù)據(jù)泄露等中心化常見的弊端。如何利用區(qū)塊鏈的優(yōu)勢高效地存儲大量的物聯(lián)網(wǎng)實時數(shù)據(jù)成為關(guān)鍵性問題，同時保障這些數(shù)據(jù)的不可篡改性也是構(gòu)建可信數(shù)字化社會的基本要求。

2、盡管區(qū)塊鏈技術(shù)有效解決了數(shù)據(jù)安全性和可靠性的問題，但在一些數(shù)據(jù)量龐大且需要頻繁上鏈的應(yīng)用場景中，也面臨著鏈上交易費用較高的挑戰(zhàn)。面對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連續(xù)不斷生成的數(shù)據(jù)，這意味著潛在的大量高頻小額交易的處理需求，而大多數(shù)現(xiàn)有區(qū)塊鏈技術(shù)尚未能高效處理這種規(guī)模的頻繁交易，故需進行批量處理方面的優(yōu)化。此外，將大量的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息摘要存儲在鏈上可能會導致鏈上信息存儲量過大，進而增加延遲。

3、現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺點：

4、(1)大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲：物聯(lián)網(wǎng)生成設(shè)備的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸性增長，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲解決方案往往難以擴展以適應(yīng)這種增長，無法有效地存儲和管理這些海量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括但不限于傳感器讀取、操作日志、狀態(tài)更新等，可能需要快速訪問和分析。

5、(2)處理效率：傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈設(shè)計并不適合處理高精度、大量的數(shù)據(jù)輸入，如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生成的數(shù)據(jù)，因為需要時間來驗證和確認每一筆交易，這限制了它們在實時數(shù)據(jù)處理上的能力。

6、(3)交易費用：盡管以太坊實現(xiàn)了從工作量證明向權(quán)益證明的重要轉(zhuǎn)變，以期望降低對環(huán)境的影響并提升網(wǎng)絡(luò)效率，gas費用的問題卻仍然存在。這是因為gas費并非單一由驗證機制決定，而是與網(wǎng)絡(luò)的使用狀況和交易的復(fù)雜性緊密相關(guān)。隨著數(shù)據(jù)存儲量和交易頻次的劇增，每一筆數(shù)據(jù)記錄和驗證都對計算資源產(chǎn)生需求，進而推高了gas費用。對于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的眾多操作來說，盡管單次交易的價值可能不大，但頻繁的交易累積下來，費用仍可能成為沉重的經(jīng)濟負擔。

7、(4)中心化風險：中心化系統(tǒng)通常存在單點故障的問題，如果該中心點受到攻擊或出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性都會受到威脅。此外，中心化系統(tǒng)可能因管理員誤操作、內(nèi)部惡意行為或外部攻擊而導致數(shù)據(jù)泄露。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請實施例的主要目的在于提供一種基于區(qū)塊鏈的高效數(shù)據(jù)存儲方法、裝置及介質(zhì)。

2、一方面，本發(fā)明提供一種基于區(qū)塊鏈的高效數(shù)據(jù)存儲方法，所述方法包括：

3、獲取待存儲數(shù)據(jù)；

4、將所述待存儲數(shù)據(jù)上傳至ipfs，對所述待存儲數(shù)據(jù)進行計算，得到第一數(shù)據(jù)；

5、將所述第一數(shù)據(jù)通過邊緣計算節(jié)點進行實時分析和處理，生成第二數(shù)據(jù)；

6、通過利用kmmr計算方法，將所述第二數(shù)據(jù)記錄在區(qū)塊鏈的相應(yīng)位置中。

7、進一步地，所述獲取待存儲數(shù)據(jù)，包括：

8、從若干個物聯(lián)網(wǎng)傳感器、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中獲取所述待存儲數(shù)據(jù)。

9、進一步地，所述將所述待存儲數(shù)據(jù)上傳至ipfs，對所述待存儲數(shù)據(jù)進行計算，得到第一數(shù)據(jù)，包括：

10、搭建bi-tsfid模型；所述bi-tsfid模型包括用戶層、邊緣網(wǎng)絡(luò)層與以太坊網(wǎng)絡(luò)層；

11、在所述用戶層中，將所述待存儲數(shù)據(jù)上傳至ipfs；

12、對所述待存儲數(shù)據(jù)進行加密算法計算，得到第一數(shù)據(jù)。

13、進一步地，所述搭建bi-tsfid模型，包括：

14、所述bi-tsfid模型的參與者包括系統(tǒng)管理員、數(shù)據(jù)存儲者、數(shù)據(jù)驗證者、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、ipfs節(jié)點、邊緣計算節(jié)點、數(shù)據(jù)存儲智能合約和身份管理智能合約。

15、進一步地，所述將所述第一數(shù)據(jù)通過邊緣計算節(jié)點進行實時分析和處理，生成第二數(shù)據(jù)，包括：

16、將所述第一數(shù)據(jù)通過邊緣計算節(jié)點進行批量計算，生成第二數(shù)據(jù)；

17、將所述第二數(shù)據(jù)返回給物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

18、進一步地，所述通過利用kmmr計算方法，將所述第二數(shù)據(jù)記錄在區(qū)塊鏈的相應(yīng)位置中，包括：

19、設(shè)計kmmr算法；

20、所述邊緣計算節(jié)點利用所述kmmr算法將所述第二數(shù)據(jù)進行計算，生成kmmr承諾；

21、若物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備確認所述kmmr承諾，則將所述kmmr承諾放到區(qū)塊鏈上；

22、根據(jù)區(qū)塊鏈上的所述kmmr承諾，將所述第二數(shù)據(jù)記錄在區(qū)塊鏈的相應(yīng)位置中。

23、進一步地，所述設(shè)計kmmr算法，包括：

24、設(shè)計kmmr的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；所述kmmr的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括多分支的默克爾樹；

25、采用不整齊的二維數(shù)組表示kmmr。

26、進一步地，所述基于區(qū)塊鏈的高效數(shù)據(jù)存儲方法還包括：

27、通過智能合約，控制來訪者的訪問權(quán)限。

28、另一方面，本發(fā)明還提供一種基于區(qū)塊鏈的高效數(shù)據(jù)存儲裝置，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如前面所述的基于區(qū)塊鏈的高效數(shù)據(jù)存儲方法。

29、另一方面，本發(fā)明還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機可執(zhí)行指令，所述計算機可執(zhí)行指令用于使計算機執(zhí)行如前面所述的基于區(qū)塊鏈的高效數(shù)據(jù)存儲方法。

30、本申請實施例至少包括以下有益效果：本申請?zhí)峁┮环N基于區(qū)塊鏈的高效數(shù)據(jù)存儲方法、裝置及介質(zhì)，該方案獲取待存儲數(shù)據(jù)；將所述待存儲數(shù)據(jù)上傳至ipfs，對所述待存儲數(shù)據(jù)進行計算，得到第一數(shù)據(jù)；將所述第一數(shù)據(jù)通過邊緣計算節(jié)點進行實時分析和處理，生成第二數(shù)據(jù)；通過利用kmmr計算方法，將所述第二數(shù)據(jù)記錄在區(qū)塊鏈的相應(yīng)位置中。本發(fā)明能夠克服大量數(shù)據(jù)存儲在區(qū)塊鏈中高成本與低效率問題，實現(xiàn)一個高效的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲方案。

技術(shù)特征：

1.一種基于區(qū)塊鏈的高效數(shù)據(jù)存儲方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取待存儲數(shù)據(jù)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述待存儲數(shù)據(jù)上傳至ipfs，對所述待存儲數(shù)據(jù)進行計算，得到第一數(shù)據(jù)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述搭建bi-tsfid模型，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述第一數(shù)據(jù)通過邊緣計算節(jié)點進行實時分析和處理，生成第二數(shù)據(jù)，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過利用kmmr計算方法，將所述第二數(shù)據(jù)記錄在區(qū)塊鏈的相應(yīng)位置中，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述設(shè)計kmmr算法，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

9.一種基于區(qū)塊鏈的高效數(shù)據(jù)存儲裝置，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至8中任意一項所述的基于區(qū)塊鏈的高效數(shù)據(jù)存儲方法。

10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機可執(zhí)行指令，所述計算機可執(zhí)行指令用于使計算機執(zhí)行如權(quán)利要求1至8任意一項所述的基于區(qū)塊鏈的高效數(shù)據(jù)存儲方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請實施例提供了一種基于區(qū)塊鏈的高效數(shù)據(jù)存儲方法、裝置及介質(zhì)，屬于數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域。本發(fā)明方案獲取待存儲數(shù)據(jù)；將所述待存儲數(shù)據(jù)上傳至IPFS，對所述待存儲數(shù)據(jù)進行計算，得到第一數(shù)據(jù)；將所述第一數(shù)據(jù)通過邊緣計算節(jié)點進行實時分析和處理，生成第二數(shù)據(jù)；通過利用KMMR計算方法，將所述第二數(shù)據(jù)記錄在區(qū)塊鏈的相應(yīng)位置中。本發(fā)明能夠克服大量數(shù)據(jù)存儲在區(qū)塊鏈中高成本與低效率問題，實現(xiàn)一個高效的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲方案。

技術(shù)研發(fā)人員：唐華,梁楚峰,馬善思,張俊朗
受保護的技術(shù)使用者：華南師范大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21