22、档案存储的可信时间戳技术解析

档案存储的可信时间戳技术解析

1. 数据结构基础

在构建档案存储的时间戳方案时，需要一个持久的数据结构来支持新文档的插入、生成文档在任意时间间隔的成员证明和非成员证明，并且每个间隔的承诺要短。这样的数据结构被称为持久认证字典（PAD）。此外，理想的 PAD 还应支持通过文档句柄进行高效搜索，并能枚举特定时间间隔内生成的所有文档。

• Merkle 树按时间间隔构建 ：为每个时间间隔构建一个包含该间隔内生成的所有文档句柄的 Merkle 树。这种简单的数据结构能实现高效的追加操作，以及高效的成员证明和非成员证明。然而，搜索文档句柄的时间复杂度与时间间隔的数量呈线性关系。
• 以文档句柄为索引的 Trie 树或 Patricia 树 ：为了实现通过文档句柄的高效搜索，可以构建以文档句柄为索引的 Trie 树（或更优化的 Patricia 树）。在 Trie 树上叠加 Merkle 树，通过子节点的哈希值计算内部节点的哈希值。每一轮的承诺是存储在树根的值。在每个时间间隔，随着新节点插入树中，内部节点的哈希值可能会改变。为了在任何时间间隔生成成员证明和非成员证明，需要一种机制来维护所有版本的节点哈希值。此外，还需要一种高效的机制来枚举在时间 t 生成的所有文档。

2. 持久认证字典的构建

我们构建的 PAD 是在 Trie 树（或优化版本的 Patricia 树）上叠加 Merkle 树。树中的每个节点存储一个哈希列表，该列表是为节点哈希值被修改的所有时间间隔计算的（计算方式与 Merkle 树类似）。哈希列表按时间间隔顺序存储在数组中。在优化版