[发明专利]一种区块链终端数据可信查询系统及其实现方法

说明书

本发明提供一种区块链终端数据可信查询系统，包括：全节点、MCV(Merkle‑Root Calculation Verification，默克尔树计算验证)节点及SCV(Simplified Comparison Verification，简单对比验证)节点，该区块链终端数据可信查询系统的实现方法通过数据同步模型、层次化验证机制模型和数据解析模型进行。针对区块链查询场景中缺乏数据验证的问题提出区块链终端数据可信查询系统，采用层次化的验证机制，提高数据可信度和查询效率，提前完成复杂且耗时的计算验证工作，当收到查询请求时，只进行简单快速的对比验证工作即可。所以，层次化验证机制可以减少查询时需要等待验证的时间，即查询方等待数据的时间不包含耗时的计算验证时间，而只包含对比验证以及后续的数据解析所消耗的时间。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，特别涉及一种区块链终端数据可信查询系统及其实现方法。

背景技术

随着人们对数据可信查询的需求日益增长，传统数据库由于其中心化、以及可能遭到网络攻击而导致数据被篡改的问题也成为大众关注的焦点。随着科技的发展，区块链技术应运 而生，由于其自身的一些特点，可以更好地实现数据的可信查询。区块链可看作一个分布式 的共享数据库，存储的数据具有不可篡改、公开透明等特征。传统分布式存储就是将数据分散地存储在多台物理位置相互独立的数据库设备中，分担存储负荷，相比于集中式的存储系 统，不存在单存储服务器的瓶颈问题、损坏情况，提高了存储系统的扩展性、可靠性以及数 据的传输效率。但传统的数据库无论是分布式的还是集中式的，都需要管理员进行控制。区 块链概念下，除了传统的物理分布式的特点，还具有分布式共治的特征，主要体现在其对数据的写入权限是每个节点所有的，不存在单一中心节点的控制，任意节点存储的数据都要经 过区块链网络下所有节点的共识，达成一致才会将此数据保存在区块链。

从行业领域的角度来看，目前区块链在全球范围内的金融、存证、保险、供应链、溯源、 知识产权等多个领域都有落地的成功案例，部分现已进入实践阶段。区块链可应用于征信、 交通、溯源等多种行业，目的是利用区块链分布式、公开透明、不可篡改等特性，保证存储数据的真实可信。在以上众多成功的落地案例中，区块链的主要作用是提供了一个可信、公 开、透明的数据库平台，用户在查询时可以从中获取数据。相比于传统的数据库，作为分布 式数据库的区块链技术可以提高查询数据的可信度，但是，现有的区块链查询系统缺乏数据 验证机制，只是一味地认为区块链数据绝对可信，查询时也是直接从区块链获取数据，并未对其进行验证。在区块链的众多应用领域中，其中，溯源被认为是区块链最适合的应用领域 之一，也是近年来区块链发展的重要方向。2018年10月中国信息通信研究院牵头发布了《区 块链溯源应用白皮书》，明确地针对区块链溯源应用，阐述了溯源基本含义、相关技术、应 用案例以及未来展望等。同年，工信部发布的《2018年中国区块链产业白皮书》总结了区块 链的部分应用实例：中国食品链的“链橙”系统、京东品质溯源防伪联盟溯安链、基于根源 链的白酒防伪智能锁酒瓶盖。零售巨头沃尔玛利用IBM基于超级账本结构的区块链解决方案，成功地完成了两个区块链试点，实现对中国猪肉和美洲芒果的安全溯源。2019年4月，国内 物流领域的知名电商京东集团，再次发布《京东区块链技术白皮书(2019)》，主要从解决 业务痛点的角度出发，深挖京东体系内外的众多业务场景，并首先将品质溯源作为典型的应用案例进行阐述。除了以上区块链溯源具体地落地项目以外，在学术界利用区块链、物联网、 智能合约技术在物流溯源的研究也较为丰富。Galvez(2018)指出将区块链技术应用于食品供应 链，具有信息透明、交易高效以及安全等优点。伏阳阳对现有跨境电商物流模式进行了研究， 提出了基于区块链的跨境电商物流溯源的体系架构及方法，并表明区块链技术的发展可能会助力跨境电商物流创造新的生态环境。Abeyratne(2016)、Biswas(2017)分别提出将区块链用于 纸板箱、葡萄酒的物流溯源系统。郭珊珊提出了一种基于供应链的可信溯源在区块链技术上 的一种实现方法。基于区块链的食品安全溯源系统通过技术架构的分析，提出将区块链恰当植入食品溯源体系的方案。吕芙蓉提出使用区块链技术和物联网技术重构农产品质量安全追 溯体系的创新思路，并利用智能合约按照规则自动化执行指令的特点，将国家监管政策、行 业标准等重要内容写入智能合约。通过智能合约保证食品的质量安全及整个物流的可追溯性。 Lin(2018)指出未来可以利用智能合约脚本技术在食品安全溯源系统中定义一套自动报警代码，帮助工作人员及时发现问题并处理。Westerkamp(2018)进一步提出在基于区块链的供应链溯 源系统中将智能合约作为产品制造的配方，生产完成后利用ERC721(Ethereum Request for Comments)对产成品生成独一无二的数字标识，以此解决农产品在供应链中经过多次转换后 较难溯源的情况。Badzar旨在探索区块链技术在物流中的应用潜力，重点是提高供应商和消 费者的信息透明度，实现对物流中产品的可信溯源。Kumar提出将区块链技术用于大米的物 流溯源中，跟踪查询大米的所有状态，以此来验证大米的质量。林军等将区块链技术、物联 网技术及智能合约应用于农业中，旨在构建一个高可信、可追溯的智慧农业系统，其中也包括仓储、配送等物流环节的溯源监测。