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申请/专利权人：北京邮电大学

摘要：本发明公开了一种面向物联网的区块链数据存储扩展模型构建方法，属于区块链技术领域。本发明方法包括：构建区块链存储分层模型，在物联网边缘节点部署轻量节点，对交易请求进行验证，缓存交易请求，完成区块交易顺序共识，对交易执行结果进行验证，为物联网中边缘设备提供低延迟的区块链上链服务；选择物联网中存储和计算资源充沛的节点担任存储节点，负责交易执行和存储区块链账本；构建P2P分布式数据存储系统卸载区块链历史数据。本发明有效解决了物联网场景中区块链历史账本不可删除和不断增长的数据存储负载之间矛盾，有效解决面向物联网环境中区块链存储不断增长带来的负载压力，提升了区块链存储扩展性和新节点扩展的效率。

主权项：1.一种面向物联网的区块链数据存储扩展模型构建方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1建立区块链存储分层模型，该模型包括轻量层和存储层；轻量层负责收集交易数据，对交易进行共识，对执行结果进行验证；存储层负责交易历史数据和状态数据的扩展存储；步骤2构建轻量节点，包括：2.1依据物联网的网络结构，将属于同一地理范围的网络分区中的本地节点组成一个一主多从的簇，主节点作为轻量节点；2.2轻量节点收集交易请求，包括：轻量节点收集所在网络分区的物联网设备发出的交易请求，验证发送者的身份是否合法，检查交易请求中地址是否合法，检查交易是否存在重播行为，将通过检查的交易请求加入到轻量节点的交易池中缓存；2.3轻量节点进行交易共识，包括：若轻量节点的交易池中交易请求量达到共识协议的最大时延或者区块最大交易量上限，轻量节点从本地交易池中提取交易ID，根据交易ID和共识协议对区块中交易请求按照时间顺序排序后打包成共识请求列表，广播给其他轻量节点；轻量节点将共识一致的交易请求打包，生成模拟执行区块，并发送给存储节点；步骤3构建存储节点，包括：3.1预先通过配置文件设置物联网中哪些物理节点作为存储节点；3.2存储节点接收到模拟执行区块后，验证轻量节点身份以及区块中交易请求的数字签名，验证通过后，调用本地智能合约执行交易；所述智能合约的输入是状态数据读集合和交易请求txi，输出是状态数据写集合和状态码，所述读集合{stateread}记录交易txi中已提交的状态键值，所述写集合{statewrite}记录交易txi更新的状态键值，所述状态码记录交易txi执行结果的状态；3.3存储节点对执行区块中的有序交易，依次以q个交易一组，分组计算向量承诺值，构建向量承诺树；q为正整数；对交易txi，存储节点分别使用{statewrite}和{stateread}中的状态键值计算向量承诺值，得到证明信息φwrite和φread；3.4存储节点使用私钥对φread，Cold，φwrite进行签名生成证明φsig，向轻量节点返回执行结果resultexec＝txi，{stateread}，{statewrite}，φsig；其中Cold表示在交易txi执行之前的向量承诺树的根值；存储节点将轻量节点验证通过的执行区块的状态数据以及状态码上传到区块链中存储；步骤4轻量节点对执行结果进行验证，包括：所述轻量节点保存最近K个执行区块中最新状态数据及其向量承诺树，对存储节点发来的执行结果，根据本地存储的对应区块的向量承诺树，验证交易的读集合中的数据，基于读集合重新执行交易生成新的向量承诺值，验证交易的写集合以及存储节点的执行结果；当验证通过时，轻量节点将更新本地的向量承诺树，缓存最新的状态数据；K为正整数；步骤5存储节点通过P2P分布式数据存储系统对区块链数据卸载备份。

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