(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210427310.6 (22)申请日 2022.04.22 (71)申请人 山东大学 地址 266237 山东省青岛市 即墨滨海路72 号 (72)发明人 申兆岩　陈泽豪　张余豪　贾智平　 蔡晓军　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 赵妍 (51)Int.Cl. G06F 16/22(2019.01) G06F 16/2455(2019.01) G06F 16/27(2019.01) G06F 16/172(2019.01)G06F 16/14(2019.01) (54)发明名称 一种数据语义分离存 储方法及系统 (57)摘要 本发明提供了一种数据语义分离存储方法 及系统， 包括： 获取以太坊数据； 根据以太坊数据 的类型， 将以太坊数据插入内存组件中的相应类 型的跳表结构中； 其中， 跳表结构内存储的以太 坊数据达到容量上限时， 跳表结构会被冻结， 被 冻结的跳表结构根据存储的以太坊数据的类型， 转换为文件后写入到磁盘组件中相应类型的文 件区。 将以太坊数据分为弱相关的两类数据， 实 现了不同类型数据的独立管 理和存储， 节省了一 部分读写放大开销， 可以加速数据的入库和检索 过程。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 114780549 A 2022.07.22 CN 114780549 A 1.一种数据语义分离存 储方法， 其特 征在于， 包括： 获取以太坊数据； 根据以太坊数据的类型， 将以太坊数据插 入内存组件中的相应 类型的跳表结构中； 其中， 跳表结构内存储的以太坊数据达到容量上限时， 跳表结构会被冻结， 被冻结的跳 表结构根据存储的以太坊数据 的类型， 转换为文件后写入到磁盘组件中相应类型的文件 区。 2.如权利要求1所述的一种数据语义分离存储方法， 其特征在于， 若跳表结构被冻结， 则从内存组件中重新划分一 块区域作为 新的跳表结构以支持以太坊数据的插 入。 3.如权利要求1所述的一种数据语义分离存储方法， 其特征在于， 被冻结的跳表结构写 入到文件区之前， 记录被冻结的跳表结构的最小键和最大键并作为索引驻留 内存组件。 4.如权利要求1所述的一种数据语义分离存储方法， 其特征在于， 所述以太坊数据的类 型包括状态数据和非状态数据； 所述状态数据完全由账户数据构成； 所述非状态数据包 含交易区块以及所有的元 数据。 5.如权利要求1所述的一种数据语义分离存储方法， 其特征在于， 在请求一笔以太坊数 据时， 根据待查询以太坊数据的类型， 在内存组件中的相应类型的跳表结构中检索， 或在磁 盘组件中相应 类型的文件区中检索。 6.如权利要求5所述的一种数据语义分离存储方法， 其特征在于， 若在磁盘组件中相应 类型的文件区中检索， 具体方法为： 基于内存组件中的索引， 通过二分查找的方法检索磁盘 组件中的文件， 以查询请求的以太坊数据。 7.一种数据语义分离存 储系统， 其特 征在于， 包括： 数据获取模块， 其被 配置为： 获取以太坊数据； 数据存储模块， 其被配置为： 根据以太坊数据的类型， 将以太坊数据插入内存组件中的 相应类型的跳表结构中； 其中， 跳表结构内存储的以太坊数据达到容量上限时， 跳表结构会被冻结， 被冻结的跳 表结构根据存储的以太坊数据 的类型， 转换为文件后写入到磁盘组件中相应类型的文件 区。 8.如权利要求7所述的一种数据语义分离存储系统， 其特征在于， 被冻结的跳表结构写 入到文件区之前， 记录被冻结的跳表结构的最小键和最大键并作为索引驻留 内存组件。 9.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该程序被处理器执 行时实现如权利要求1 ‑6中任一项所述的一种数据语义分离存 储方法中的步骤。 10.一种计算机设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计 算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求 1‑6中任一项 所述的一 种数据语义分离存 储方法中的步骤。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114780549 A 2一种数据 语义分离存 储方法及系统 技术领域 [0001]本发明属于以太坊键值存储技术领域， 尤其涉及 一种数据语义分离存储方法及系 统。 背景技术 [0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息， 不必然构成在先技 术。 [0003]作为区块链2.0的代表作之一， 以太坊通过支持智能合约拓宽了应用场景， 使得任 何区块链平台之上 的编程成为可能。 为更好的服务于不同的应用场景， 以太坊内部维护一 个全局状态MPT(M erkle Patricia  Trie)来管理账户数据， 随着交易不断被打包进区块， 全 局状态被交易不断更新。 然而， 随着越来越多的应用建立在以太坊上， 智能合约复杂的逻 辑、 日益庞大的数据量使得以太坊的拓展变得日益艰难。 [0004]以太坊分布式应用(Decentralizat ion Applicat ion， DApp)的拓展需要 具备两个 基本条件： 1)交易打包上链低延迟； 2)交易执行高效率。 随着以太坊陆续推出的PoS(Proof   of Stake)共识协议和分片策略， 交易上链的吞吐量 问题得到了基本的解决。 然而， 海量的 数据使得交易入库速度得不到保证。 同时， 受数据库规模过大的影响， 低效的数据请求速度 也会限制DAp p的进一步拓展。 [0005]为满足以太坊海量的大数据存储和读 取需求， 以太坊底层使用基于基于日志结构 树(Log Structure  Merge， LSM)的键值数据库(Key ‑Value Store， KV  Store)来处理其写密 集型的负载。 KV  Store在内存中维护了一个庞大的缓冲池， 通过将大量的随机写转化成顺 序写的方式保证数据的写入性能。 同时， KV  Store底层存储被 设计为多层， 被写入的键值对 按照其键的字典序在每一层上全局排序， 从而保证 较低的查询开销。 [0006]然而， KV Store对海量数据的抵抗性是较弱的， 随着海量数据的不断写入， KV   Store的读写呈现出一种逐渐下滑的趋势。 其根本原因在于： (1)随着后续后台合并 (compaction)进程对海量数据的排序、 重写， 它占用了过多的CPU资源和磁盘带宽， 这一现 象随着数据规模的增大变得更加严重； (2)更倾 向于写密集型负载的KV  Store对于大量的 点查询操作表现不佳， 由于每一次查询需要按层遍历所有的数据块， 因此查询一笔数据变 得十分昂贵。 针对此类 问题， 传统的关系 型数据库通过分表、 分区、 分库实现数据的精细化 管理。 对于以太坊而言， 无冗余的对以太坊数据分布式存储势必会降低整个系统的安全性， 将数据分散存 储是一个代价高昂的办法。 发明内容 [0007]为了解决上述背景技术中存在的技术问题， 本发明提供一种数据语义分离存储方 法及系统， 将以太坊数据分为弱相关的两类数据， 实现了不同类型数据的独立管理和存储， 节省了一部分读写放大开销， 可以加速数据的入库和检索过程。 [0008]为了实现上述目的， 本发明采用如下技 术方案：说　明　书 1/6 页 3 CN 114780549 A 3