基于零知识证明的数据溯源方法及装置与流程

本公开涉及区块链，具体地，涉及一种基于零知识证明的数据溯源方法及装置。

背景技术：

1、区块链技术具有分布式、不可篡改的数据存储和验证机制，这种机制使得区块链技术逐渐成为解决数据追溯和可信性问题的热门方案。在许多行业中，数据的追溯性和可信性对于确保产品质量、保障消费者权益、及监管合规等方面至关重要。传统的中心化数据存储和管理方式容易受到篡改和操纵，而区块链通过去中心化和分布式共识机制，提供了一种更安全、透明、及可追溯的数据管理方式。

2、然而，区块链的链式结构往往需要顺序查询链上内容才能获取数据间的关系，这严重限制了追溯效率。由此可见，在当前的区块链溯源过程中，如何提高数据追溯效率成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种基于零知识证明的数据溯源方法及装置，以提高数据追溯的效率。

2、为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种基于零知识证明的数据溯源方法，应用于区块链网络中任一节点，所述区块链网络中产生的区块的区块头中存储有零知识证明和关联编号，所述零知识证明是基于零知识证明算法对所述区块中的数据进行计算生成的，所述关联编号用于表征所述区块和所述区块链网络中其它区块的关联类型，所述区块链网络中与所述区块的关联关系属于所述关联编号表征的关联类型的其它区块为所述区块的追溯相邻区块；

3、所述方法包括：

4、获取待溯源数据和用于追溯所述待溯源数据的待追溯关联编号；

5、将区块头中包括所述待追溯关联编号的区块作为目标区块，基于所述待追溯关联编号确定所述目标区块的追溯相邻区块；

6、根据所述目标区块，以及所述目标区块的追溯相邻区块，确定目标区块追溯链；

7、查询所述目标区块追溯链上的区块的区块头，并基于所述区块头中存储的零知识证明验证所述区块头所在区块是否包括所述待溯源数据；

8、在所述区块头所在区块包括所述待溯源数据的情况下，获取所述区块头所在区块中存储的数据。

9、可选地，确定所述关联编号的步骤，包括：

10、确定表征所述区块和所述区块链网络中其它区块的关联程度的关联权重值；

11、基于所述区块和所述区块链网络中其它区块的关联权重值确定关联权重参考值；

12、根据所述区块和所述区块链网络中其它区块的关联权重值与所述关联权重参考值的大小关系，确定所述区块的关联编号。

13、可选地，确定所述关联编号的步骤，还包括：

14、确定所述区块和所述区块链网络中其它区块的创建时间；

15、基于所述区块和所述区块链网络中其它区块的创建时间确定创建时间参考值；

16、所述根据所述区块和所述区块链网络中其它区块的关联权重值与所述关联权重参考值的大小关系，确定所述区块的关联编号，包括：

17、根据所述区块和所述区块链网络中其它区块的关联权重值与所述关联权重参考值的大小关系，以及所述区块链网络中其它区块的创建时间与所述创建时间参考值的先后关系，确定所述区块的关联编号。

18、可选地，所述根据所述区块和所述区块链网络中其它区块的关联权重值与所述关联权重参考值的大小关系，以及所述区块链网络中其它区块的创建时间与所述创建时间参考值的先后关系，确定所述区块的关联编号，包括：

19、根据所述区块链网络中其它区块的创建时间和所述创建时间参考值、以及所述区块和所述区块链网络中其它区块的关联权重值和所述关联权重参考值，将创建时间先于所述创建时间参考值且和所述区块的关联权重值小于所述关联权重参考值的第一追溯相邻区块编号为第一关联编号，将创建时间先于所述创建时间参考值且和所述区块的关联权重值大于所述关联权重参考值的第二追溯相邻区块编号为第二关联编号，将创建时间晚于所述创建时间参考值且和所述区块的关联权重值小于所述关联权重参考值的第三追溯相邻区块编号为第三关联编号，以及将创建时间晚于所述创建时间参考值且和所述区块的关联权重值大于所述关联权重参考值的第四追溯相邻区块编号为第四关联编号；

20、其中，所述区块的关联编号包括所述第一关联编号、所述第二关联编号、所述第三关联编号以及所述第四关联编号中的至少一者。

21、可选地，所述确定表征所述区块和所述区块链网络中其它区块的关联程度的关联权重值，包括：

22、获取所述区块中存储的第一数据和所述区块链网络中其它区块存储的第二数据；

23、从所述第一数据和所述第二数据中提取预设属性类型的关键词；

24、根据所述关键词在所述第一数据中的第一出现频率和在所述第二数据中的第二出现频率之间的差值确定所述区块和所述区块链网络中其它区块的关联权重值；

25、其中，所述差值和所述关联权重值成反比。

26、可选地，所述零知识证明的生成过程包括：

27、创建初始位数组，所述初始位数组中所有元素位置的值为第一预设值；

28、通过预设哈希函数对所述区块中的数据进行计算，得到原始哈希值；

29、基于所述原始哈希值和所述初始位数组的长度确定原始数值；

30、将所述初始位数组中所述原始数值对应的元素位置的值设置为第二预设值，得到原始位数组；

31、其中，所述区块的零知识证明包括所述原始位数组。

32、可选地，所述基于所述区块头中存储的零知识证明验证所述区块头所在区块是否包括所述待溯源数据，包括：

33、通过所述预设哈希函数对所述待溯源数据进行计算，得到待溯源哈希值；

34、基于所述待溯源哈希值和所述零知识证明所包括的原始位数组的长度确定目标数值；

35、确定所述原始位数组中对应所述目标数值的元素位置的值是否均为所述第二预设值；

36、在确定所述原始位数组中对应所述目标数值的元素位置的值均为所述第二预设值的情况下，确定所述区块头所在区块包括所述待溯源数据。

37、可选地，所述方法还包括：

38、确定在区块链追溯网络中的业务相关权益值最高的目标节点；

39、其中，所述区块链追溯网络中各个区块的区块头存储有关联编号，各个所述区块以及所述区块的追溯相邻区块构成所述区块链追溯网络，所述业务相关权益值是基于所述区块链网络中节点的历史交易数据以及所述节点的负责区块在所述区块链追溯网络的拓扑数据确定的；

40、在根据所述目标区块，以及所述目标区块的追溯相邻区块，确定目标区块追溯链之后，所述方法还包括：

41、将所述目标区块追溯链中属于所述目标节点的负责区块的区块作为所述目标区块追溯链的起始待查区块。

42、可选地，确定业务相关权益值的步骤，包括：

43、从所述区块链网络中获取各个节点在每一所述区块的历史交易数据以及各个节点的负责区块在所述区块链追溯网络的拓扑数据，并从所述历史交易数据以及所述拓扑数据中提取得到针对每一节点的多个评价指标以及对应的指标值，其中，每一节点的评价指标至少包括节点的最近一次交易时间间隔、最近预设时间内的交易次数、及当前交易的历史交易数，以及节点的负责区块在所述区块链追溯网络的度中心性、接近中心性、及介数中心性；

44、针对每一评价指标，确定各个节点的指标值在该评价指标下的评价比重，并根据该评价指标下所有节点的评价比重确定该评价指标的信息熵，以及基于每一评价指标的信息熵确定对应的业务相关权重；

45、根据每一节点的多个指标值以及每一指标值对应的评价指标的业务相关权重，确定每一节点的业务相关权益值。

46、根据本公开实施例的第二方面，提供一种基于零知识证明的数据溯源装置，应用于区块链网络中任一节点，所述区块链网络中产生的区块的区块头中存储有零知识证明和关联编号，所述零知识证明是基于零知识证明算法对所述区块中的数据进行计算生成的，所述关联编号用于表征所述区块和所述区块链网络中其它区块的关联类型，所述区块链网络中与所述区块的关联关系属于所述关联编号表征的关联类型的其它区块为所述区块的追溯相邻区块；

47、所述装置包括：

48、第一获取模块，用于获取待溯源数据和用于追溯所述待溯源数据的待追溯关联编号；

49、第一确定模块，用于将区块头中包括所述待追溯关联编号的区块作为目标区块，基于所述待追溯关联编号确定所述目标区块的追溯相邻区块；

50、第二确定模块，用于根据所述目标区块，以及所述目标区块的追溯相邻区块，确定目标区块追溯链；

51、查询模块，用于查询所述目标区块追溯链上的区块的区块头，并基于所述区块头中存储的零知识证明验证所述区块头所在区块是否包括所述待溯源数据；

52、第二获取模块，用于在所述区块头所在区块包括所述待溯源数据的情况下，获取所述区块头所在区块中存储的数据。

53、根据本公开实施例的第三方面，提供一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述方法的步骤。

54、根据本公开实施例的第四方面，提供一种节点，包括：

55、存储器，其上存储有计算机程序；

56、处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述第一方面中任一项所述方法的步骤。

57、通过上述技术方案，在区块链网络中产生的区块的区块头中存储零知识证明和关联编号。其中，零知识证明是基于零知识证明算法对区块中的数据进行计算生成的，可以用于验证区块中是否包括待溯源数据。关联编号用于表征区块和其它区块的关联类型，区块链网络中与区块的关联关系属于关联编号表征的关联类型的其它区块可以作为区块的追溯相邻区块。由此，可以通过用于追溯待溯源数据的待追溯关编号确定包括待追溯关联编号的目标区块和目标区块的追溯相邻区块，并构成相应的目标区块追溯链。这样，可以在不需要完整区块数据的情况下，通过查询区块头中的零知识证明追溯数据来源和验证相关交易的有效性，显著提升区块链追溯系统的性能和吞吐量。在此基础上，结合目标区块追溯链，可以快速定位待溯源数据的相关区块，从而进一步提升数据追溯效率。

58、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。