JP7645557B2 - ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、データ処理技術に関し、より詳細には、ブロックチェーンシステムにおいてデータを処理するときに、性能を極大化可能な資料構造型方式により管理するブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置及び方法に関する。

ブロックチェーンシステムが利用するデータベースは、既存のシステムにおいて活用されていたリレーショナルデータベース管理システム（ＲＤＢＭＳ）ではなく、Ｋ－Ｖ（Ｋｅｙ－Ｖａｌｕｅ）データベースと呼ばれるＬｅｖｅｌＤＢである。

ＬｅｖｅｌＤＢとは、ＫｅｙとＶａｌｕｅを１つのペアにして速やかに格納及び参照できるように作成されたデータベースのことをいう。

ブロックチェーンシステムにＬｅｖｅｌＤＢを適用すれば、ブロックＩＤをＫｅｙに設定し、ｖａｌｕｅに当たる値については、ブロックＩＤに当たるブロック情報値を指定することになる。したがって、ブロックＩＤに基づいて速やかにブロックチェーンに格納されたブロック値を参照することが可能になるのである。

Ｋ－Ｖ（Ｋｅｙ－Ｖａｌｕｅ）データベースは、Ｋ－Ｖのペアをファイルに格納するとき、木（ツリー）型の資料構造型として格納することになり、ほぼすべてのＬｅｖｅｌＤＢにおいては、普遍的に頻繁に用いられるＢ＋木（Ｂ＋ Ｔｒｅｅ）の形式でデータを積んで格納する。

Ｂ＋木資料構造型は、Ｗｉｎｄｏｗｓオペレーティングシステム（ＯＳ）のファイルシステムのみならず、ＭｙＳＱＬ／Ｏｒａｃｌｅなどの商用リレーショナルデータベース管理システムの資料格納構造として普遍的に頻繁に用いられる構造のものであって、効率よく多くのデータを格納できる方式であると言われている。

しかしながら、格納性能（速度）と参照性能（読み込み速度）を考慮したとき、格納されるデータの数が増加すれば増加するほど、性能効率がＯ（ｎｌｏｇｎ）に低下すると言われている。

ブロックチェーンのデータは、削除をせずに専ら追加専用（ａｐｐｅｎｄ－ｏｎｌｙ）演算のみを行うため、ブロックが増加すれば増加するほど、ＬｅｖｅｌＤＢの性能は低下せざるを得ないと認められ、ＬｅｖｅｌＤＢがＢ＋木資料構造型方式によりブロックを積むため、性能効率はＢ＋木の効率（格納時にＯ（ｌｏｇＮ）、読み込み時にＯ（ｌｏｇＮ））に正比例して急減すると判断することができる。

本発明は、ブロックチェーンシステムに性能を極大化させるための資料構造を活用してデータを処理することから、データが増加しても性能効率に影響が出ないブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置及び方法を提供する。

本発明が解決しようとする技術的課題は、上述した技術的課題に何ら制限されるものではなく、言及されていない他の技術的課題は、次の記載から本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者にとって明らかである。

本発明の一態様によれば、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置を提供する。

本発明の一実施形態によるブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置は、＜キー＞：＜バリュー＞のペアのうちのキーを管理するキー管理部と、＜キー＞：＜バリュー＞のペアのうちのバリューを管理するバリュー管理部と、を含んでいてもよい。

本発明の他の態様によれば、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理方法及びこれを実行するコンピュータープログラムを提供する。

本発明の一実施形態によるブロックチェーンに基づくデータ高速処理方法及びこれを実行するコンピュータープログラムは、駆動のためのコンフィグレーション情報を読み込むステップと、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態のＷＡＬファイルの有無を確認するステップと、不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態のＷＡＬファイルの有無を確認するステップと、フラッシュ（Ｆｌｕｓｈ）チャンネルを駆動するステップと、を含んでいてもよい。

本発明の実施形態によれば、＜キーＫｅｙ＞：＜バリューｖａｌｕｅ＞を格納するとき、最終的なバリューｖａｌｕｅはログ構造マージ（ＬＳＭ：Ｌｏｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｍｅｒｇｅ）木資料構造型方式により格納し、格納するときに用いるキーＫｅｙは、Ｂ＋木資料構造型として別途に格納して格納性能及び参照（読み込み）性能を従来の方式よりも改善することができる。

本発明の効果は、上記の効果に何ら限定されることはなく、本発明の詳細な説明の欄または特許請求の範囲に記載の発明の構成から推論可能なあらゆる効果を網羅する。

本発明の一実施形態によるブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置を説明するための図。 本発明の一実施形態によるブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置を説明するための図。 本発明の一実施形態によるブロックチェーンに基づくデータ高速処理方法及び構造図を示す例示図。 本発明の一実施形態によるブロックチェーンに基づくデータ高速処理方法及び構造図を示す例示図。 本発明の一実施形態によるブロックチェーンに基づくデータ高速処理方法及び構造図を示す例示図。 本発明の一実施形態によるブロックチェーンに基づくデータ高速処理方法及び構造図を示す例示図。 本発明の一実施形態によるブロックチェーンに基づくデータ高速処理方法及び構造図を示す例示図。 本発明の一実施形態によるブロックチェーンに基づくデータ高速処理方法及び構造図を示す例示図。

本発明は、様々な変更を加えることができ、種々の実施形態を有することができるので、特定の実施形態を図面に例示し、発明の詳細な説明の欄において詳しく説明する。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物ないし代替物を含む。本発明について説明するに当たって、本発明と関わる公知の技術についての具体的な説明が本発明の要旨を余計に曖昧にする虞があると認められる場合にはその詳細な説明を省略する。なお、この明細書及び特許請求の範囲において用いられる単数の表現は、文脈からみて明らかに他の意味を有さない限り、一般的に「一つ以上」を意味する。

以下、添付図面に基づいて、本発明の好適な実施形態について詳しく説明する。添付図面に基づいて説明するに当たって、同一のまたは対応する構成要素には、同一の図面符号を付し、これについての重複する説明は省略する。

ブロックチェーンシステムは、既存のシステムにおいて活用されていたリレーショナルデータベース管理システム（ＲＤＢＭＳ）ではなく、キーＫｅｙとバリューＶａｌｕｅとを＜キーＫｅｙ＞：＜バリューｖａｌｕｅ＞の１つのペアにして速やかに格納及び参照できるように作成されたキー－バリュー（Ｋｅｙ－Ｖａｌｕｅ）データベースを適用して利用する。キー－バリュー（Ｋｅｙ－Ｖａｌｕｅ）データベースは、＜キーＫｅｙ＞：＜バリューｖａｌｕｅ＞のペアを格納するとき、普遍的にＢ＋木の資料構造の形式でデータを格納する。

本発明の実施形態によるブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、ブロックチェーンシステムにおいてキー－バリュー（Ｋｅｙ－Ｖａｌｕｅ）を格納するとき、最終的なバリューｖａｌｕｅはログ構造マージ（ＬＳＭ：Ｌｏｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｍｅｒｇｅ）木資料構造型方式により格納し、格納するときに用いるキーＫｅｙは、Ｂ＋木資料構造型として別途に格納して格納性能及び参照（読み込み）性能を従来の方式よりも改善することができる。

図１及び図２は、本発明の一実施形態によるブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置を説明するための図である。

図１を参照すると、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、キー管理部１００及びバリュー管理部２００を含んでいてもよい。

キー管理部１００は、＜キーＫｅｙ＞：＜バリューｖａｌｕｅ＞のペアのうちのキーＫｅｙを管理することができる。キー管理部１００は、キーＫｅｙをＢ＋木資料構造型として格納することができる。キー管理部１００は、キーＫｅｙに対する速やかな検索のためにダイレクトキーインデックス（ＤＫＩ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｋｅｙ Ｉｎｄｅｘ）ファイルにキーＫｅｙと索引Ｉｎｔｅｒｎａｌ ｉｎｄｅＸ， ＩＸを登録（格納）することができる。キー管理部１００は、＜キーＫｅｙ＞：＜バリューｖａｌｕｅ＞を読み込む過程において、＜キーＫｅｙ＞に対する索引ｉｎｔｅｒｎａｌ ｉｎｄｅＸ， ＩＸを速やかに検索することができる。

バリュー管理部２００は、＜キーＫｅｙ＞：＜バリューｖａｌｕｅ＞のペアのうちのバリューＶａｌｕｅを管理することができる。

バリュー管理部２００は、バリューＶａｌｕｅをログ構造マージ（ＬＳＭ：Ｌｏｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｍｅｒｇｅ）木資料構造型方式により格納することができる。例えば、バリュー管理部２００は、バリューＶａｌｕｅをＶａｌｕｅ Ｌｏｇファイルに格納することができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、＜キーＫｅｙ＞：＜索引Ｉｎｔｅｒｎａｌ ｉｎｄｅＸ, ＩＸ＞をＤＫＩファイルに登録することができる。例えば、ＤＫＩファイルは、Ｂ＋木資料構造型方式のものであってもよい。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、＜索引Ｉｎｔｅｒｎａｌ ｉｎｄｅＸ， ＩＸ＞をＶａｌｕｅ Ｉｎｄｅｘファイルに登録することができる。例えば、Ｖａｌｕｅ Ｉｎｄｅｘファイルは、Ｂ＋木資料構造型方式のものであってもよい。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、＜バリューｖａｌｕｅ＞をＶａｌｕｅ Ｌｏｇファイルに格納することができる。例えば、Ｖａｌｕｅ Ｌｏｇファイルは、ログ構造マージ（ＬＳＭ：Ｌｏｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｍｅｒｇｅ）木資料構造型方式によるＬｏｇファイルであってもよい。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、入力されたキーＫｅｙを用いて、ＤＫＩファイルから索引ＩＸ情報を探し出し、索引ＩＸ情報を用いて、Ｖａｌｕｅ Ｉｎｄｅｘファイルからバリューｖａｌｕｅの位置情報を探し出し、バリューｖａｌｕｅを用いて、Ｖａｌｕｅ Ｌｏｇファイルからバリューｖａｌｕｅの位置情報を照会することができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、バリューＶａｌｕｅを照会するために、キーＫｅｙを入力すれば、Ｂ＋木ファイル構造のＤＫＩファイル（Ｄｉｒｅｃｔ Ｋｅｙ Ｉｎｄｅｘ Ｆｉｌｅ）からキーＫｅｙを探し出す。ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、Ｌｏｇファイルから検索されたキーＫｅｙに対応するバリューｖａｌｕｅの位置情報（Ｆｉｄ， Ｏｆｆｓｅｔ， ＥｎｔｒｙＳｉｚｅ）を取得することができる。ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、取得したＦｉｄ（ｆｉｌｅ ｉｄ）に相当するＬｏｇファイルを探し出し、当該Ｌｏｇファイルにおいて定められた方式のオフセットＯｆｆｓｅｔを計算した後、エントリーサイズＥｎｔｒｙＳｉｚｅに見合う分のデータを読み込むと、当該データ構造の中にあるバリューＶａｌｕｅを照会することができる。

図２を参照すると、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、ＤＫＩファイル（Ｄｉｒｅｃｔ Ｋｅｙ Ｉｎｄｅｘ Ｆｉｌｅ）に＜キーＫｅｙ＞：＜索引Ｉｎｔｅｒｎａｌ ｉｎｄｅＸ， ＩＸ＞を登録し、＜キーＫｅｙ＞：＜バリューｖａｌｕｅ＞の読み込み過程においてキーＫｅｙに対する索引Ｉｎｔｅｒｎａｌ ｉｎｄｅＸ， ＩＸを読み込んで速やかにバリューＶａｌｕｅを照会することができる。例えば、索引Ｉｎｔｅｒｎａｌ ｉｎｄｅＸ， ＩＸは、キーＫｅｙに対応するバリューｖａｌｕｅの位置情報（Ｆｉｄ， Ｏｆｆｓｅｔ， ＥｎｔｅｙＳｉｚｅ）を含んでいてもよい。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、＜キーＫｅｙ＞：＜バリューｖａｌｕｅ＞の書き込み／読み込みを処理する過程において、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）、不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）、及びフラッシュト（Ｆｌｕｓｈｅｄ）の状態のうちのいずれか一つに情報を保持することができる。ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、＜キーＫｅｙ＞：＜バリューｖａｌｕｅ＞の書き込み／読み込みを処理する過程において、同じデータをログ先行書き込み（ＷＡＬ）ファイルとメモリー（ＭＥＭＴａｂｌｅ）の上に重複して格納し、かつ、保持することができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態のＭＥＭＴａｂｌｅとＷＡＬファイルを一定のサイズに設定して、リアルタイム入力値＜索引Ｉｎｔｅｒｎａｌ ｉｎｄｅＸ， ＩＸ＞：＜バリューｖａｌｕｅ＞の書き込み／読み込みに用いることができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態のＭＥＭＴａｂｌｅの設定サイズが上限に達する（あるいは、フルになる、満杯になる、いっぱいになる）と、ＭＥＭＴａｂｌｅとＷＡＬファイルを不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）のＭＥＭＴａｂｌｅに登録し、不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）の状態に設定する。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態のＭＥＭＴａｂｌｅとＷＡＬファイルを非同期的にＶａｌｕｅ ＩｎｄｅｘファイルとＶａｌｕｅ Ｌｏｇファイルとしてデータを移した後、削除することができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、フラッシュト（Ｆｌｕｓｈｅｄ）状態であるＶａｌｕｅ ＬｏｇファイルにはバリューＶａｌｕｅを格納し、バリューＶａｌｕｅの検索情報であるエントリーＥｎｔｒｙを索引ＩＸとともにＶａｌｕｅ Ｉｎｄｅｘファイルに格納することができる。

図３から図８は、本発明の一実施形態によるブロックチェーンに基づくデータ高速処理方法及び構造図を示す例示図である。後述する各過程は、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置を構成する各機能部が行う過程であるが、本発明についての簡潔かつ明確な説明のために、各ステップの主体をブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置とまとめて称することにする。

図３を参照すると、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、ブロックチェーンシステムの駆動のための初期化作業を行うことができる。

ステップＳ３１０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、ブロックチェーンシステムの駆動のためのコンフィグレーション情報を読み込む。

ステップＳ３２０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態のＷＡＬファイルの有無を把握することができる。ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態のＷＡＬファイルがある場合、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態のＷＡＬファイル情報を活用して、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態のＭＥＭＴａｂｌｅを生成することができる。ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態のＷＡＬファイルがない場合、ステップＳ３３０を行う。

ステップＳ３３０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態のＷＡＬファイルの有無を確認することができる。ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態のＷＡＬファイルがある場合、不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態のＷＡＬファイル情報を活用して、不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態のＭＥＭＴａｂｌｅを生成することができる。ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態のＷＡＬファイルがない場合、ステップＳ３４０を行う。

ステップＳ３４０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、Ｆｌｕｓｈチャンネルを駆動することができる。

図４を参照すると、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、キーＫｅｙをＤＫＩファイル（Ｄｉｒｅｃｔ Ｋｅｙ Ｉｎｄｅｘ Ｆｉｌｅ）に格納することができる。例えば、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、［ＤＩＤ］：［ＢｌｏｃｋＨｅｉｇｈｔ］情報をＤＫＩファイル（Ｄｉｒｅｃｔ Ｋｅｙ Ｉｎｄｅｘ Ｆｉｌｅ）に格納することができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、システムの駆動に際して、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態のＷＡＬファイル情報を用いて、Ａｃｔｉｖｅ ＭＥＭＴａｂｌｅを生成することができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態のＷＡＬファイルとＭＥＭＴａｂｌｅを一定のサイズに見合う分だけ設定して、リアルタイムにて入力値＜索引Ｉｎｔｅｒｎａｌ ｉｎｄｅＸ，ＩＸ＞：＜バリューｖａｌｕｅ＞の書き込み／読み込みに用いることができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態のＭＥＭＴａｂｌｅの設定サイズが上限に達すると（あるいは、フルになると、満杯になると、いっぱいになると）、不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態に切り換え、新たなアクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態のＷＡＬファイル生成し、ＷＡＬファイル情報を用いて、新たなＡｃｔｉｖｅ ＭＥＭＴａｂｌｅを生成することができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、同じデータ［ＢｌｏｃｋＨｅｉｇｈｔ］：［Ｂｌｏｃｋ］をファイル（ＷＡＬファイル）とメモリー（ＭＥＭＴａｂｌｅ）の上に重複して格納し、かつ、保持することができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、システムの駆動に際して、不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態のＷＡＬファイル情報を用いて、Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ ＭＥＭＴａｂｌｅを生成することができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、周期的なフラッシュ（Ｆｌｕｓｈ）を通じて、不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態に対応するＶａｌｕｅ Ｌｏｇファイルを生成し、Ｖａｌｕｅ Ｉｎｄｅｘファイルをアップデートすることができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、フラッシュト（Ｆｌｕｓｈｅｄ）状態のＶａｌｕｅ Ｌｏｇファイルにはバリューｖａｌｕｅが格納され、バリューＶａｌｕｅの検索情報であるエントリーＥｎｔｒｙを索引ＩＸとともにＶａｌｕｅ Ｉｎｄｅｘファイルに格納することができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、Ｂ＋木資料構造型であるＶａｌｕｅ Ｉｎｄｅｘファイルにブロックのメタ情報［ＢｌｏｃｋＨｅｉｇｈｔ］：［ＭＥＴＡＩＮＦＯ］を格納することができる。例えば、メタ情報（［ＭＥＴＡＩＮＦＯ］＝｛Ｆｉｄ， Ｏｆｆｓｅｔ， ＥｎｔｒｙＳｉｚｅ｝）は、Ｖａｌｕｅ Ｌｏｇファイル（Ｆｉｄ）内のブロックの物理的な格納位置（Ｏｆｆｓｅｔ， ＥｎｔｒｙＳｉｚｅ）情報であってもよい。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、非同期的に不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態のＭＥＭＴａｂｌｅとＷＡＬファイルをＶａｌｕｅ ＩｎｄｅｘファイルとＶａｌｕｅ Ｌｏｇファイルとしてデータを移した後、削除することができる。

図５は、本発明の一実施形態によるブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０がデータを格納（Ｐｕｔ）する方法を説明する図である。

ここで、Ｐｕｔ、Ｗｒｉｔｅ、Ｓａｖｅはいずれも同じ意味で解釈して、「データをファイルに格納する」と表現することにする。

図５を参照すると、ステップＳ５１０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、＜キーＫｅｙ＞：＜索引ＩＸ＞をＤＫＩファイル（Ｄｉｒｅｃｔ Ｋｅｙ Ｉｎｄｅｘ Ｆｉｌｅ）に格納（ｗｒｉｔｅ）することができる。

ステップＳ５２０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、＜索引ＩＸ＞：＜バリューＶａｌｕｅ＞をＭＥＭＴａｂｌｅ／ＷＡＬに格納（Ｐｕｔ）する。

ステップＳ５３０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、Ａｃｔｉｖｅ ＭＥＭＴａｂｌｅが満杯（ｆｕｌｌ）になったか否かを判断することができる。格納（ｗｒｉｔｅ）できるスペースがあれば、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、ステップＳ５４０を行う。

ステップＳ５４０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、＜索引ＩＸ＞：＜バリューＶａｌｕｅ＞をＡｃｔｉｖｅ ＷＡＬファイルに格納（ｗｒｉｔｅ）する。

ステップＳ５５０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、＜索引ＩＸ＞：＜バリューＶａｌｕｅ＞をＡｃｔｉｖｅ ＭＥＭＴａｂｌｅに格納（ｗｒｉｔｅ）する。

ステップＳ５３０において、Ａｃｔｉｖｅ ＭＥＭＴａｂｌｅが満杯になって格納できるスペースがなければ、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、ステップＳ５６０を行う。

ステップＳ５６０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、新たなＭＥＭＴａｂｌｅで処理するか否かを判断して、新たなＭＥＭＴａｂｌｅが必要であれば、ステップＳ５６１０を行うことができる。

ステップＳ５６１０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、ＭＥＭＴａｂｌｅの状態をアクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）から不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）に切り換えてＩｍｍｕｔａｂｌｅ ＭＥＭＴａｂｌｅプール（ｐｏｏｌ）に追加することができる。

ステップＳ５６２０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、ＷＡＬファイルの状態もまた不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態に切り換えてＩｍｍｕｔａｂｌｅ ＷＡＬファイルと明記することができる。

ステップＳ５６３０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、新たなＡｃｔｉｖｅ ＷＡＬファイルを生成することができる。

ステップＳ５６４０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、新たなＡｃｔｉｖｅ ＭＥＭＴａｂｌｅを生成することができる。

また、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、ステップＳ５３０とステップ５４０を同時に行うことができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、新たなＡｃｔｉｖｅ ＭＥＭＴｂｌｅ及びＷＡＬファイルを生成した後、各ファイルに情報を格納するステップ（Ｓ５４０）を行うことができる。

ステップＳ５６０において、新たなＭＥＭＴａｂｌｅが不要である場合、ステップＳ５７０を行うことができる。

ステップＳ５７０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、ＩｍｍｕｔａｂｌｅにＦｌｕｓｈチャンネルを伝送することができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、ステップＳ５８０において、ＦｌｕｓｈチャンネルへのＭＥＭＴａｂｌｅの伝送有無を確認し、ステップＳ５８１０において、ＭＥＭＴａｂｌｅの受信有無を確認することができる。

ステップＳ５８１０において、ＭＥＭＴａｂｌｅが受信された場合、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、ステップＳ５８２０において、バリューＶａｌｕｅをＶａｌｕｅ Ｌｏｇファイルに格納（ｗｒｉｔｅ）することができる。

ステップＳ５８３０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、＜索引ＩＸ＞：＜バリューＶａｌｕｅ＞をＶａｌｕｅ Ｉｎｄｅｘファイルに格納（ｗｒｉｔｅ）することができる。

ステップＳ５８４０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ ＭＥＭＴａｂｌｅとＩｍｍｕｔａｂｌｅ ＷＡＬファイルを削除することができる。

図６は、本発明の一実施形態により、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０がデータを格納（Ｐｕｔ）する構造図の例示である。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、キーＫｅｙをＤＫＩファイル（Ｄｉｒｅｃｔ Ｋｅｙ Ｉｎｄｅｘ Ｆｉｌｅ）に格納することができる。例えば、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、［ＤＩＤ］：［ＢｌｏｃｋＨｅｉｇｈｔ］情報をＤＫＩファイル（Ｄｉｒｅｃｔ Ｋｅｙ Ｉｎｄｅｘ Ｆｉｌｅ）に格納することができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、同じデータ［ＢｌｏｃｋＨｅｉｇｈｔ］：［Ｂｌｏｃｋ］をファイル（ＷＡＬファイル）とメモリーの上（ＭＥＭＴａｂｌｅ）に重複格納し、かつ、保持することができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、ＭＥＭＴａｂｌｅの状態をアクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）から不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）に切り換えてＩｍｍｕｔａｂｌｅ ＭＥＭＴａｂｌｅプール（ｐｏｏｌ）に追加することができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、ＷＡＬファイルの状態もまた不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態に切り換えてＩｍｍｕｔａｂｌｅ ＷＡＬファイルと明記することができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、周期的なフラッシュ（Ｆｌｕｓｈ）を通じて不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態に対応するＶａｌｕｅ Ｌｏｇファイルを生成し、Ｖａｌｕｅ Ｉｎｄｅｘファイルをアップデートすることができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、フラッシュト（Ｆｌｕｓｈｅｄ）状態のＶａｌｕｅ Ｌｏｇファイルにはバリューｖａｌｕｅが格納され、バリューｖａｌｕｅの検索情報であるエントリーＥｎｔｒｙを索引Ｉｎｔｅｒｎａｌ ｉｎｄｅＸ， ＩＸとともにＶａｌｕｅ Ｉｎｄｅｘファイルに格納することができる。

ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、Ｂ＋木資料構造型であるＶａｌｕｅ Ｉｎｄｅｘファイルにブロックのメタ情報［ＢｌｏｃｋＨｅｉｇｈｔ］：［ＭＥＴＡＩＮＦＯ］を格納することができる。例えば、情報（［ＭＥＴＡＩＮＦＯ］＝｛Ｆｉｄ， Ｏｆｆｓｅｔ， ＥｎｔｒｙＳｉｚｅ｝）は、Ｖａｌｕｅ Ｌｏｇファイル（Ｆｉｄ）内のブロックの物理的な格納位置（Ｏｆｆｓｅｔ， ＥｎｔｒｙＳｉｚｅ）情報である。

図７は、本発明の一実施形態によるブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０がデータを読み込む（Ｒｅａｄ）ための方法を説明する図である。

図７を参照すると、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、キーＫｅｙを入力値として＜キーＫｅｙ＞：＜バリューｖａｌｕｅ＞のペアに対応するバリューＶａｌｕｅを照会（Ｇｅｔ）することができる。

ステップＳ７１０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、ＤＫＩファイルから入力されたキーＫｅｙの索引ＩＸを探し出す。

ステップＳ７１０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、索引ＩＸがなければ、バリューＶａｌｕｅを探し出すことができないため、誤りであると判断して終了する。ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、入力されたキーＫｅｙに対応する索引ＩＸがある場合、ステップＳ７３０を行う。

ステップＳ７３０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態のＭＥＭＴａｂｌｅとＷＡＬファイルに＜索引ＩＸ＞がある場合、＜索引ＩＸ＞：＜バリューｖａｌｕｅ＞を読み込むことができる。ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態のＭＥＭＴａｂｌｅとＷＡＬファイルに索引ＩＸがない場合、ステップＳ７４０を行う。

ステップＳ７４０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態のＭＥＭＴａｂｌｅとＷＡＬファイルに＜索引ＩＸ＞がある場合、＜索引ＩＸ＞：＜バリューｖａｌｕｅ＞を読み込むことができる。ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態のＭＥＭＴａｂｌｅとＷＡＬファイルに＜索引ＩＸ＞がない場合、ステップＳ７５０を行う。

ステップＳ７５０において、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、Ｖａｌｕｅ Ｉｎｄｅｘファイルに索引ＩＸがある場合、Ｖａｌｕｅ Ｌｏｇファイルから索引ＩＸに対応するバリューＶａｌｕｅを読み込むことができる。

図８を参照すると、ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、Ｂ＋木ファイルであるＤＫＩファイルからキーＫｅｙを探し出し、キーＫｅｙに対応するバリューｖａｌｕｅの位置情報（Ｆｉｄ， Ｏｆｆｓｅｔ， ＥｎｔｒｙＳｉｚｅ）をＶａｌｕｅ Ｉｎｄｅｘファイルから取得することができる。ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置１０は、取得した位置情報Ｆｉｄに相当するＬｏｇファイルをＶａｌｕｅ Ｌｏｇファイルから探し出して、当該ファイルから定められた方式のオフセットＯｆｆｓｅｔを計算した後、エントリーサイズＥｎｔｒｙＳｉｚｅに見合う分のデータを読み込むと、当該データ構造の中にある入力されたキーＫｅｙに対応するバリューＶａｌｕｅを照会することができる。

上述したブロックチェーンに基づくデータ高速処理方法は、コンピューターにて読み取り可能な媒体の上にコンピューターにて読み取り可能なコードにより実現され得る。上記のコンピューターにて読み取り可能な記録媒体は、例えば、移動型記録媒体（コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）記憶装置、移動式ハードディスク）であり得、固定式記録媒体（リードオンリーメモリ（ＲＯＭ：ｒｅａｄ－ｏｎｌｙｍｅｍｏｒｙ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｍｅｍｏｒｙ）、パソコン内蔵型ハードディスク）であり得る。前記コンピューターにて読み取り可能な記録媒体に記録された前記コンピュータープログラムは、インターネットなどのネットワークを介して他のコンピューティング装置に伝送されて前記他のコンピューティング装置にインストールされてもよく、これにより、前記他のコンピューティング装置において使用可能になる。

以上において、本発明の実施形態を構成するすべての構成要素が一つに結合されたり、結合されて動作したりすると説明されたとして、本発明が必ずしもこのような実施形態に限定されるとは限らない。すなわち、本発明の目的範囲内であれば、そのすべての構成要素が一つ以上に選択的に結合して動作することもできる。

図中、動作が特定の順序に従って示されているが、必ず動作が図示の特定の順序に従って、または順次的な順序に従って実行されなければならないものと、あるいは、すべての図示の動作が実行されてはじめて所望の結果が得られるものではない。特定の状況においては、マルチタスキング及び並列処理が有利になることもある。さらに、上述した実施形態において様々な構成の分離は、そのような分離が必ず必要ではなく、説明されたプログラムコンポネント及びシステムは、一般に、単一のソフトウェア製品として一緒に統合されるということや、多数のソフトウェア製品としてパッケージできる。

以上、本発明についてその実施形態を中心として述べたきた。本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明が、本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内において変形された形態として実現され得る。よって、開示された実施形態は、限定的な視点ではなく、説明的な視点において考慮される。本発明の範囲は、前述した説明ではなく、特許請求の範囲に開示されており、それと同等の範囲内にあるあらゆる相違点は本発明に含まれている。

１０ ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置
１００ キー管理部
２００ バリュー管理部

Claims (2)

1. ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置において、
   ＜キー＞：＜バリュー＞のペアのうちのキーを管理するキー管理部と、
   ＜キー＞：＜バリュー＞のペアのうちのバリューをＶａｌｕｅ Ｌｏｇファイルに格納して管理するバリュー管理部と、を含み、
   前記キー管理部は、
   ＜キー＞と＜索引（ＩＸ）＞をＤＫＩ（ｄｉｒｅｃｔ ｋｅｙ ｉｎｄｅｘ）ファイルに登録し、
   前記＜索引（ＩＸ）＞は、Ｖａｌｕｅ Ｉｎｄｅｘファイルに格納し、
   前記＜索引（ＩＸ）＞は、＜キー＞に対応する＜バリュー＞の位置情報であるＦｉｄ，Ｏｆｆｓｅｔ及びＥｎｔｒｙＳｉｚｅを含み、
   ＜キー＞を用いてＤＫＩ（ｄｉｒｅｃｔ ｋｅｙ ｉｎｄｅｘ）ファイルから＜索引（ＩＸ）＞を探し出し、
   前記＜索引（ＩＸ）＞を用いてＶａｌｕｅ Ｉｎｄｅｘファイルから＜バリュー＞の位置情報を探し出し、
   前記＜バリュー＞の位置情報のＦｉｄに該当するＶａｌｕｅ Ｌｏｇファイルを探し出し、前記Ｖａｌｕｅ Ｌｏｇファイルにおいて定められた方式のオフセットＯｆｆｓｅｔを計算した後、エントリーサイズＥｎｔｒｙＳｉｚｅに見合う分のデータを読み込んで、＜バリュー＞を照会し、
   前記ＤＫＩ（ｄｉｒｅｃｔ ｋｅｙ ｉｎｄｅｘ）ファイル及びＶａｌｕｅ ＩｎｄｅｘファイルはＢ＋木資料構造型であり、
   前記Ｖａｌｕｅ ＬｏｇファイルはLSM木資料構造型である
   ことを特徴とするブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置。
2. ブロックチェーンに基づくデータ高速処理装置がコンピューターで実現され得る方法において、
   ＜キーＫｅｙ＞：＜バリューｖａｌｕｅ＞の書き込み／読み込みを行う際、
   状態はアクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）、不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）、及びフラッシュト（Ｆｌｕｓｈｅｄ）のうちのいずれか一つであり、
   同じデータをログ先行書き込み（ＷＡＬ）ファイルとメモリー（ＭＥＭＴａｂｌｅ）の上に重複して格納し、
   アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態のＭＥＭＴａｂｌｅとＷＡＬファイルを一定のサイズに設定し、
   アクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）状態のＭＥＭＴａｂｌｅの設定サイズが上限に達すると、ＭＥＭＴａｂｌｅとＷＡＬファイルを不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）のＭＥＭＴａｂｌｅに登録し、不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）の状態に設定し、
   不変（Ｉｍｍｕｔａｂｌｅ）状態のＭＥＭＴａｂｌｅとＷＡＬファイルを非同期的にＶａｌｕｅ ＩｎｄｅｘファイルとＶａｌｕｅ Ｌｏｇファイルへ移した後、削除し、
   フラッシュト（Ｆｌｕｓｈｅｄ）状態であるＶａｌｕｅ ＬｏｇファイルにはバリューＶａｌｕｅを格納し、バリューＶａｌｕｅの検索情報であるエントリーＥｎｔｒｙを索引ＩＸとともにＶａｌｕｅ Ｉｎｄｅｘファイルに格納し、
   ＜キーＫｅｙ＞：＜索引ＩＸ＞をＤＫＩファイル（Ｄｉｒｅｃｔ Ｋｅｙ Ｉｎｄｅｘ Ｆｉｌｅ）に登録し、
   前記ＤＫＩファイル（Ｄｉｒｅｃｔ Ｋｅｙ Ｉｎｄｅｘ Ｆｉｌｅ）及びＶａｌｕｅ ＩｎｄｅｘファイルはＢ＋木資料構造型であり、
   前記Ｖａｌｕｅ ＬｏｇファイルはLSM木資料構造型である
   ことを特徴とするブロックチェーンに基づくデータ高速処理方法。
   

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