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公開番号2025160173
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-22
出願番号2025106909,2022548673
出願日2025-06-25,2021-01-19
発明の名称分散型データベース
出願人エヌチェーンライセンシングアーゲー
代理人弁理士法人ITOH
主分類H04L 67/1097 20220101AFI20251015BHJP(電気通信技術)
要約【課題】データベースに対する状態の変化を記録するためのブロックチェーンと共に実装される分散型データベースを提供する。
【解決手段】ブロックチェーンネットワークのノードであるコアノード1201を含むコア層と、分散型データベースの少なくとも一部を記憶するデータベースノードである中間層ノード1202を含む中間層と、クライアントノードである外層ノード1203を含む外層と、を含む階層化ネットワーク1200において実行する方法であって、データベースノードにおいて、データベースエントリを更新することを要求する1つまたは複数の更新要求を1つまたは複数のクライアントノードから受信し、各更新要求について、ローカルに更新を適用するかまたは別のデータベースノードにフォワードする。1つまたは複数の更新要求の指示を含む少なくとも1つのトランザクションも、ブロックチェーンネットワークのブロックチェーン上に記録される。
【選択図】図12
特許請求の範囲【請求項１】
複数のデータ記憶ノードにわたって実装される分散型データストアを動作させる方法であって、前記方法は、前記データ記憶ノードのうちの第１のデータ記憶ノードにおいて、
各々が前記分散型データストア内のそれぞれのターゲットエントリを更新する要求である１つまたは複数の更新要求を、要求側ノードのうちの１つまたは複数から受信することと、
前記受信された更新要求の各々について、前記それぞれのターゲットエントリが前記第１のデータ記憶ノードに記憶されているかどうかを決定し、記憶されている場合には、前記第１のデータ記憶ノードに記憶された前記それぞれのターゲットエントリへの前記更新要求の前記更新を行い、記憶されていない場合には、前記それぞれのターゲットエントリを記憶する前記データ記憶ノードのうちの別のデータ記憶ノードに前記要求をフォワードすることと
を含み、
前記１つまたは複数の更新要求の指示を含む少なくとも１つのトランザクションも、ブロックチェーンネットワークのブロックチェーン上に記録される、
方法。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記方法は、階層化ネットワークにおいて行われ、前記階層化ネットワークは、１つまたは複数のコアノードを含むコア層と、各々が１つまたは複数の中間層ノードを含む１つまたは複数の中間層と、各々が１つまたは複数の外層ノードを含む１つまたは複数の外層とを含み、前記コアノードの各々は、前記ブロックチェーンネットワークのノードであり、前記中間層ノードのうちの少なくともいくつかは、前記分散型データストアの前記複数のデータ記憶ノードであり、前記外層ノードのうちの少なくともいくつかは、前記要求側ノードである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各クライアントノードは、前記階層化ネットワーク内で前記データ記憶ノードのうちの少なくとも１つへの接続を有し、前記第１のデータ記憶ノードは、要求側ノードとデータ記憶ノードとの間の前記接続のうちの１つを介して要求側ノードから直接、前記更新要求のうちの少なくとも１つを受信する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記データ記憶ノードの各々は、前記階層化ネットワーク内で前記データ記憶ノードのうちの少なくとも１つの他のデータ記憶ノードへの接続を有し、
前記更新要求のうちの少なくとも１つが、前記第１のデータ記憶ノード以外の前記データ記憶ノードのうちの少なくとも１つの他のデータ記憶ノードを介して、データ記憶ノード間の前記接続のうちの少なくとも１つ上で間接的に受信されること、および／または
前記更新要求のうちの少なくとも１つの更新要求の前記それぞれのターゲットエントリが、前記他のデータ記憶ノードのうちの１つに記憶され、前記フォワードすることが、データ記憶ノード間の前記接続のうちの少なくとも１つを介して前記他のデータ記憶ノードにフォワードすることを含むこと
のうちの一方または両方である、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
各要求側ノードは、前記階層化ネットワーク内で前記コアノードのうちの少なくとも１つへの接続を有し、更新要求が前記ブロックチェーンに記録されているかどうかを前記要求側ノードがチェックすることを可能にする、請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
各要求側ノードは、前記階層化ネットワーク内で前記コアノードのうちの２つ以上への接続を有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
各要求側ノードは、前記階層化ネットワーク内で前記コアノードのすべてではないが２つ以上への接続を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのトランザクションは、前記要求側ノードのうちの少なくとも１つによって、要求側ノードとコアノードとの間の前記接続のうちの少なくとも１つを介して前記コア層に直接送信される、請求項５から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのトランザクションは、前記要求側ノードのうちの少なくとも１つによって定式化され、前記ブロックチェーン上に記録されるために前記少なくとも１つの要求側ノードによって送信される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのトランザクションは、前記第１のデータ記憶ノード以外の前記データ記憶ノードのうちの少なくとも１つの他のノードによって定式化され、前記ブロックチェーン上に記録されるために前記少なくとも１つの他のノードによって前記コア層に送信される、請求項２から８のいずれか一項に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、データベースに対する状態の変化を記録するためのブロックチェーンと共に実装される分散型データベースに関する。
続きを表示（約 3,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ブロックチェーンは、分散型データ構造の形態を指し、ブロックチェーンの複製コピーが、ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）ネットワーク内の複数のノードの各々において維持される。ブロックチェーンは、データブロックのチェーンを含み、各ブロックは１つまたは複数のトランザクションを含む。各トランザクションは、１つまたは複数のブロックにまたがり得るシーケンス内の先行トランザクションを指し示し得る。トランザクションは、新しいブロックに含まれるためにネットワークにサブミットされ得る。新しいブロックは、「マイニング」として知られるプロセスによって作成され、このプロセスは、複数のマイニングノードがそれぞれ、「プルーフオブワーク」を実行しようと競うこと、すなわち、ブロックに含まれるのを待っている保留中のトランザクションのプールに基づいて暗号パズルを解くことを伴う。
【０００３】
ネットワーク内の各ノードは、フォワード、マイニング、および記憶という３つの役割のうちのいずれか１つ、２つ、またはすべてを担うことができる。フォワーディングノードは、ネットワークのノード全体にトランザクションを伝搬する。マイニングノードは、ブロックへのトランザクションのマイニングを実行する。ストレージノードは各々が、ブロックチェーンのマイニングされたブロックのそれら自体のコピーを記憶する。ブロックチェーンにトランザクションを記録させるために、当事者は、伝搬されるべきネットワークのノードのうちの１つにトランザクションを送信する。トランザクションを受信するマイニングノードは、トランザクションを新しいブロックにマイニングしようと競い合い得る。各ノードは、同じノードプロトコルを尊重するように構成され、そのノードプロトコルには、トランザクションが有効であるための１つまたは複数の条件が含まれる。無効なトランザクションは、伝搬もブロックへのマイニングもされない。トランザクションが妥当性確認（validate）され、それによってブロックチェーン上に受け入れられたと仮定すると、トランザクション（任意のユーザデータを含む）は、不変の公開記録としてＰ２Ｐネットワーク内のノードの各々に記憶されたままになる。
【０００４】
プルーフオブワークパズルを解くのに成功して最新のブロックを作成したマイナーは、典型的に、新しい額のデジタル資産を生成する「生成トランザクション」と呼ばれる新しいトランザクションで報酬が与えられる。ブロックをマイニングするためには大量の計算リソースを必要とし、二重支出の試みを含むブロックは他のノードによって受け入れられない可能性が高いので、プルーフオブワークは、それらのブロックに二重支出トランザクションを含めることによって、マイナーがシステムで不正を行わないためのインセンティブを与える。
【０００５】
「出力ベース」のモデル（ＵＴＸＯベースモデルと呼ばれることもある）では、所与のトランザクションのデータ構造は、１つまたは複数の入力と１つまたは複数の出力とを含む。任意の使用可能な出力は、デジタル資産の額を指定する要素を含み、これはＵＴＸＯ（「未使用トランザクション出力」）と呼ばれることもある。出力は、出力を償還するための条件を指定するロックスクリプトをさらに含み得る。各入力は、先行トランザクションにおけるそのような出力へのポインタを含み、指し示された出力のロックスクリプトをロック解除するためのロック解除スクリプトをさらに含み得る。そのため、トランザクションのペアを考慮して、それらを第１のトランザクションおよび第２のトランザクション（または「ターゲット」トランザクション）と呼ぶ。第１のトランザクションは、デジタル資産の額を指定するとともに、出力をロック解除する１つまたは複数の条件を定義するロックスクリプトを含む少なくとも１つの出力を含む。第２のターゲットトランザクションは、第１のトランザクションの出力へのポインタを含むとともに、第１のトランザクションの出力をロック解除するためのロック解除スクリプトを含む少なくとも１つの入力を含む。
【０００６】
そのようなモデルでは、第２のターゲットトランザクションがＰ２Ｐネットワークに送られて伝搬されブロックチェーンに記録されるとき、各ノードで適用される有効性の基準のうちの１つは、ロック解除スクリプトが第１のトランザクションのロックスクリプトで定義された１つまたは複数の条件のすべてを満たすことである。もう１つは、第１のトランザクションの出力が別の先の有効なトランザクションによってまだ償還されていないということである。これらの条件のいずれかにしたがってターゲットトランザクションが無効であることを発見したノードは、それを伝搬することも、ブロックチェーンに記録されるブロックへとマイニングするために含めることもしない。
【０００７】
別のタイプのトランザクションモデルは、アカウントベースのモデルである。この場合、各トランザクションは、過去のトランザクションのシーケンスにおける先行トランザクションのＵＴＸＯを参照することによってではなく、絶対アカウント残高を参照することによって、転送されるべき額を定義する。すべてのアカウントの現在の状態は、ブロックチェーンとは別個のマイナーによって記憶され、絶えず更新される。
【０００８】
従来、ブロックチェーンにおけるトランザクションは、デジタル資産、すなわちいくつかのデジタルトークンを通信するために使用される。しかしながら、ブロックチェーンは、ブロックチェーンの上に追加の機能を重ねるために活用することもできる。例えば、ブロックチェーンプロトコルは、トランザクションの出力における追加のユーザデータの記憶を可能にし得る。最新のブロックチェーンでは、単一のトランザクション内に記憶可能な最大データ容量が増えており、より複雑なデータを組み込むことが可能である。例えば、これを使用して、ブロックチェーンに電子文書を記憶したり、さらにはオーディオまたはビデオデータを記憶したりすることができる。
【発明の概要】
【０００９】
本開示は、分散型データベースが、コアにブロックチェーンネットワークのノードを有する階層化ネットワークの複数のノードにわたって実装され、データベースに対する状態の変化がブロックチェーンネットワークのブロックチェーン上に記録される方式を提供する。
【００１０】
本明細書で開示される一態様によれば、階層化ネットワークにおいて実装される分散型データベースを動作させる方法が提供される。階層化ネットワークは、１つまたは複数のコアノードを含むコア層と、各々が１つまたは複数の中間層ノードを含む１つまたは複数の中間層と、各々が１つまたは複数の外層ノードを含む１つまたは複数の外層とを含む。コアノードの各々は、ブロックチェーンネットワークのノードであり、中間層ノードのうちの少なくともいくつかは、分散型データベースのデータベースノードであり、外層ノードのうちの少なくともいくつかは、分散型データベースのクライアントノードであり、各データベースノードは、分散型データベースの少なくとも一部を記憶する。方法は、データベースノードの第１のデータベースノードにおいて、各々が分散型データベース内のそれぞれのターゲットエントリを更新する要求である１つまたは複数の更新要求を、クライアントノードのうちの１つまたは複数から受信することと、受信された更新要求の各々について、上記第１のデータベースノードに記憶されたデータベースの一部においてそれぞれのターゲットエントリが見つかるかどうかを決定し、見つかった場合には、第１のデータベースノードに記憶されたデータベースの一部におけるそれぞれのターゲットエントリへの更新要求の更新を行い、見つからなかった場合には、それぞれのターゲットエントリを含むデータベースの一部を記憶するデータベースノードのうちの別のデータベースノードに要求をフォワードすることとを含む。加えて、１つまたは複数の更新要求の指示を含む少なくとも１つのトランザクションも、ブロックチェーンネットワークのブロックチェーン上に記録される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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