[发明专利]一种基于门限秘密共享的区块链分片存储方法

说明书

本发明涉及一种基于门限秘密共享的区块链分片存储方法。包括数据存储与数据读取两部分。在数据存储过程中，通过将交易数据数字化分片后，再利用改进Shamir门限构造k‑1次多项式，并从中选取n个点作为n个数据分片，之后构造n个数据区块分发给其他的节点进行存储。在数据读取过程中，通过向其他节点请求k个分片数据区块，再利用拉格朗日插值算法，依次恢复出数字化分片，再将这些数字化分片进行拼接并恢复出交易数据。本发明提供了交易数据的安全性与隐私性保护，数据的可靠性得到有效提高，共识节点所需存储空间显著减少。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体的说是一种基于门限秘密共享的区块链分片存储方法。

背景技术

2008年比特币概念的提出，标志着区块链技术的诞生。区块链技术是一种技术组合，其对数据的存储依赖于相关的数据结构，同时运用密码学知识、P2P网络架构、共识算法等机制来保障数据的可靠传输、存储以及访问等。

得益于区块链技术能够在无需相互信任的节点间建立一个可信任的分布式系统，实现数据的不可篡改且可溯源等特点，目前区块链技术已越来越被广泛关注并应用到各行各业中。

然而，存储问题一直是区块链技术有待解决的主要问题之一。就比特币系统而言，对于每个全节点，其需要存储的整个完整区块链的容量大小已达几百GB，对于整个区块链网络，所需存储空间与区块链的容量大小相差巨大，这使得存储空间被极大的消耗和浪费。而且数据量以及节点数量将会随着时间的推移越来越多，整条区块链的存储大小以及整个区块链网络所需的存储空间也将越来越大，这也是目前区块链技术难以在数据量较大的业务场景应用的主要原因之一。

发明内容

针对现有技术中存在的区块链系统需要极大的存储空间消耗与浪费的问题，本发明要解决的技术问题是提供一种基于门限秘密共享的区块链分片存储方法，以减少每个节点所需存储的数据量，从而提高区块链技术在数据量较大的业务场景应用的可能。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于门限秘密共享的区块链分片存储方法，包括数据存储方法和数据读取方法；

所述数据存储方法包括以下步骤：首先将交易数据进行数字化分片得到数字分片，再利用改进Shamir门限构造k-1次多项式，并从中选取n个点作为n个分片数据，之后构造n个分片数据区块分发给其他的节点进行存储；

所述数据读取方法包括以下步骤：首先向其他节点请求k个分片数据区块，再利用拉格朗日插值算法依次恢复出数字分片，再将这些数字分片进行拼接并恢复出交易数据。

所述将交易数据进行数字化分片得到数字分片，包括以下步骤：

首个完成工作量证明的节点将交易数据T字符串化后，先将字符串转为二进制形式，再将二进制形式的字符串转为十进制数字T`；

根据门限参数(k，n)将十进制数字T`分成k-1份，即T`＝d₁|d₂…|d_k-1，其中，k表示要恢复出十进制数字T`所需的数据分片数量，n表示存储有数据分片的节点数量，d<sub>i</sub>表示十进制数字T`的某一部分，即数字分片，1≤i≤k-1。

所述利用改进Shamir门限构造k-1次多项式，包括以下步骤：

首先选取素数p，且p>max(d_max，n)，其中d_max＝max(d_i)，d_i表示数字分片，1≤i≤k-1，n表示存储有数据分片的节点数量；