[发明专利]一种空间数据管理方法、装置、存储介质及区块链系统

权利要求书

1.一种空间数据管理方法，其特征在于，包括：建立底层KV数据库和空间默克尔树，空间数据存储在所述底层KV数据库中，所述空间默克尔树用于管理所述空间数据；

所述空间默克尔树中设有中间节点、叶子节点和资源节点，其中：

所述中间节点中的字段包含第一哈希值、第一范围数据、第一指针数组、孩子节点的数量、第一父节点指针，所述第一哈希值由所述中间节点的所有孩子节点共同获取，所述第一范围数据为所述中间节点所表示的最小边界矩形的范围，所述第一指针数组中的元素为指向该中间节点的各孩子节点的第一指针，所述孩子节点的数量是指该中间节点所指向的孩子节点的数量，所述第一父节点指针为指向该中间节点的父节点的指针；

所述叶子节点中的字段包含第二哈希值、第二范围数据、keys数组、资源节点的数量、第二父节点指针，所述第二哈希值由所述叶子节点的所有资源节点共同获取，所述第二范围数据为所述叶子节点所表示的最小边界矩形的范围，所述keys数组中的元素分别代表所述叶子节点的各资源节点中的资源，所述资源节点的数量是指该叶子节点所拥有的资源节点的数量，所述第二父节点指针为指向该叶子节点的父节点的指针；

所述资源节点中的字段包含第三哈希值、空间位置信息、key，所述第三哈希值为资源节点所表示资源的哈希值，所述空间位置信息用于定位该资源节点在空间默克尔树中的位置，所述key为资源节点所表示资源在所述底层KV数据库中的键值。

2.根据权利要求1所述的空间数据管理方法，其特征在于：所述空间默克尔树设有两个参数M、m，其中，M表示所述空间默克尔树中非叶子节点所能容纳的孩子节点的最大数量，m表示所述空间默克尔树中非叶子节点所需要容纳的最小孩子节点数量；所述第一指针数组以及keys数组是一个容量为M的固定大小的数组，所述孩子节点的数量以及所述资源节点的数量的最小值为m。

3.根据权利要求1所述的空间数据管理方法，其特征在于：所述第一哈希值通过所述中间节点的所有孩子节点的哈希值经过哈希计算获得，所述第二哈希值通过所述叶子节点的所有资源节点的哈希值经过哈希计算获得；

所述第一哈希值的计算公式为：

所述第二哈希值采用与计算所述第一哈希值相同的哈希函数，所述二哈希值的计算公式为：

其中，h为哈希值，H为哈希函数，|表示将两个哈希值按照字符串的方式拼接在一起的拼接符。

4.根据权利要求1所述的空间数据管理方法，其特征在于，还包括对所述空间默克尔树的状态更新，

所述对所述空间默克尔树的状态更新包括：

(1)资源节点的状态更新：(a)资源节点的插入、删除；(b)对资源节点进行空间位置信息更新，即更新资源节点在空间默克尔树中的位置；(c)对资源节点进行资源数据更新；

(2)由于资源节点的状态更新，引起的对相应叶子节点的第二哈希值的更新，以及引起的对相应中间节点的第一哈希值的更新。

5.根据权利要求1所述的空间数据管理方法，其特征在于，还包括提供数组Proof，所述数组Proof用于对被验证资源节点中空间数据的完整性和正确性进行证明，所述数组Proof的获取方式如下：

(1)初始化一个存放证明的数组Proof；

(2)从底层KV数据库中获得key所对应的空间数据资源的空间位置信息，构造资源节点rn；

(3)找到资源节点rn所在的叶子节点L；

(4)令P＝L，N＝rn，确定N在P数组中的下标i，按下标升序顺序，构造N的兄弟节点的哈希值的数组SV；

(5)构造元组t＝(i，SV)，将t插入到数组Proof的最后；

(6)如果P是根节点，则结束操作；否则获得P节点的父节点PP，令N＝P，P＝PP；

重复2-6；

所述数组Proof包含从空间默克尔树的根节点到被验证资源节点路径上所有节点的兄弟节点的哈希值。