基于零知识证明的去中心化存储系统、设备及存储介质的制作方法

本发明公开了一种基于零知识证明的去中心化存储系统、设备及存储介质，属于区块链。

背景技术：

1、当前，filecoin已成为全球最大的零知识证明以及去中心存储网络，在filecoin中需对每个文件分块、哈希然后进行零知识证明，这些步骤导致文件的上链与下载时间开销较长，故其主要应用场景限制在冷存储方面。此外，filecoin中零知识证明不支持递归，导致证明文件数量众多，经常引起区块网络抖动。

2、stroj是一个去中心化的文件存储和分发网络，提供快速、安全、低成本的p2p云存储服务并能兼容亚马逊web3服务，但storj没有使用区块链技术，其存储账本不透明，用户收益分配受项目方控制，其发展受到制约。

3、随着web3项目的兴起，对去中心化的存储需求增多，存储需求需要支持热数据、在去中心化同时保证安全，存储账本公开透明、费用可控等。目前主流的去中心化存储系统，如filecoin与storj等较难同时满足上述web3存储需求。有鉴于此，本发明提出一种基于零知识证明的去中心化存储系统，系统综合利用零知识证明技术、区块链rollup技术、分布式存储技术，对用户存放文件记录以及存储后端落盘记录上链，且对这些记录做递归零知识证明，并采用layer1上合约自动验证零知识证明是否正确，从而做到文件快速上链，存储账本公开透明、费用可控，满足web3应用的安全高效去中心化存储需求。

技术实现思路

1、发明要解决的技术问题

2、本发明针对web3应用中安全高效去中心化的存储需求，提出一种基于零知识证明的去中心化存储系统、设备及存储介质。

3、技术方案

4、为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

5、基于零知识证明的去中心化存储系统，由文件记录上链模块、落盘记录上链模块、存储记录验证模块、零知识证明及验证模块、rollup节点、layer1节点、分布式存储设施组成，其中：

6、文件记录上链模块定时将用户保存到存储系统的文件记录信息写入位于区块链layer2层的rollup节点的相关合约中，上链信息包括存储文件的日期、文件总数、文件总大小等；

7、落盘记录上链模块定时将落盘到存储节点上的文件相关信息写入位于区块链layer2层rollup节点的相关合约中，文件信息包括日期、总写入大小、总校验大小等；

8、存储记录验证模块定时将rollup合约上的文件记录与落盘记录汇总，判断文件记录与落盘记录的总容量是否在冗余因子设定的范围，当存在异常时在区块链网络进行全网广播并进行标记。

9、零知识证明及验证模块定时对文件记录及落盘记录做递归零知识证明，并把证明上传到区块链layer1层节点合约中，由合约对零知识证明作相关验证，当验证通过时将上链消息进行全网广播，当验证异常时取消上链。

10、rollup节点用于在区块链layer2层提供虚拟机、rpc、共识、合约、同步、交易排序等区块链服务。

11、layer1节点用于提供虚拟机、rpc、共识、合约、同步等区块链服务。

12、分布式存储设施包含若干具有存储资源的存储节点以提供基础存储服务。

13、基于上述系统在区块链基础设施上执行零知识证明的方法，包括以下步骤：

14、步骤1，客户端连接系统并调用系统存储记录验证模块，存储记录验证模块连接rollup节点上相关合约对一段时间内的文件记录与落盘记录进行检查，判断两者文件总大小是否在设定的冗余因子范围，当超出该范围时在layer2区块链网络内广播异常，作出标记后退出零知识证明过程；

15、步骤2，客户端将通过步骤1检查的文件记录与落盘记录发送给系统零知识证明及验证模块，零知识证明及验证模块调用零知识证明算法生成零知识证明，将结果返回客户端；

16、步骤3，客户端调用layer1节点相关合约的验证算法对步骤2生成零知识证明进行验证，若验证正确则写入layer1节点相关合约，否则在layer1区块链网络内广播异常并作出标记。

17、一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该系统实现上述零知识证明方法的步骤。

18、一种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零知识证明方法的步骤。

19、有益效果

20、本发明在在分布式存储系统上引入区块链rollup技术，对用户上传文件记录上链、文件落盘记录上链并验证，实现了文件快速上链、存储账本公开透明、费用可控，满足web3应用的安全高效去中心化存储需求；

21、本发明系统实现了存储节点的去中心化，满足社区弹性扩容需要，同时系统实现简便，易于接入现有分布式存储系统，使得现有系统稍加改造即可满足web3应用存储需求。

技术特征：

1.基于零知识证明的去中心化存储系统，其特征在于，由文件记录上链模块、落盘记录上链模块、存储记录验证模块、零知识证明及验证模块、rollup节点、layer1节点、分布式存储设施组成，其中：

2.如权利要求1所述的基于零知识证明的去中心化存储系统，其特征在于，所述文件记录上链模块所上传的文件记录信息包括存储文件的日期、文件总数、文件总大小。

3.如权利要求1所述的基于零知识证明的去中心化存储系统，其特征在于，所述落盘记录上链模块所上传的文件相关信息包括存储文件的日期、总写入大小、总校验大小。

4.基于如权利要求1所述基于零知识证明的去中心化存储系统在区块链基础设施上执行零知识证明的方法，包括以下步骤：

5.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该系统实现如权利要求4所述零知识证明方法的步骤。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述如权利要求4所述零知识证明方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于零知识证明的去中心化存储系统、设备及存储介质，属于区块链技术领域。系统由文件记录上链模块、落盘记录上链模块、存储记录验证模块、零知识证明及验证模块、rollup节点、layer1节点、分布式存储设施组成，其中文件记录上链模块与落盘记录上链模块将相关信息写入rollup合约，存储记录验证模块对记录信息进行验证，零知识证明及验证模块实现记录的递归零知识证明，将证明上传到区块链layer1合约进行验证，rollup节点在layer2层运行区块服务，layer1节点提供主链区块链基础服务，分布式存储设施提供基础存储服务。本发明在在分布式存储系统上引入区块链rollup技术，能够满足Web3应用的安全高效去中心化存储需求，同时系统实现简便，易于接入现有分布式存储系统。

技术研发人员：杨高赟,雷志斌
受保护的技术使用者：快链城科技（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19