CN109242500B - 区块链交易有效性验证方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出一种区块链交易有效性验证方法、装置及存储介质。其中方法包括：从区块链网络中的第一节点确定包括指定交易的N个指定区块；针对各个指定区块，获取指定区块的区块头部信息和交易列表，其中，交易列表中包括第一交易标识，区块头部信息包括第一梅克尔树的根节点和指定区块的上一个区块标识，第一梅克尔树的叶子节点由指定区块的所有交易标识组成；对第一梅克尔树的根节点和第一交易标识进行验证；验证指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中；根据在各个指定区块上的验证结果，确定指定交易是否有效。本发明实施例不需要下载和存储全量区块信息，即可判断交易有效性，节省了系统资源，提高了执行效率。

Description

区块链交易有效性验证方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及信息技术领域，尤其涉及一种区块链交易有效性验证方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

区块链网络通常是由大量的全节点组成的，这些全节点维护有全量的账本数据。全节点会实时同步每个区块的完整数据，因而可以对区块的有效性做出正确的判断。

区块链网络中也会存在一些轻量级节点，例如手机移动客户端。因为他们的存储空间有限，所以不能存储全部的历史区块数据。另外，移动客户端的带宽有限，流量费用较高，当区块大小较大且出块速度较快时，实时同步每个区块的完整数据到移动客户端也是不现实的。

目前市面上有轻量级节点技术。在轻量级节点上验证交易有效性，虽然不需要存储全量的账本数据，但是需要实时下载完整的区块信息。尤其对于出块速度较快、区块大小较大的区块链网络而言，在不下载完整的区块信息的情况下，无法验证交易的有效性。

发明内容

本发明实施例提供一种区块链交易有效性验证方法、装置及计算机可读存储介质，以至少解决现有技术中的一个或多个技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种区块链交易有效性验证方法，包括：从区块链网络中的第一节点确定包括指定交易的N个指定区块；针对各个指定区块，获取指定区块的区块头部信息和交易列表，其中，交易列表中包括第一交易标识，区块头部信息包括第一梅克尔树的根节点和指定区块的上一个区块标识，第一梅克尔树的叶子节点由指定区块的所有交易标识组成；对第一梅克尔树的根节点和第一交易标识进行验证；验证指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中；根据在各个指定区块上的验证结果，确定指定交易是否有效。

在一种实施方式中，对所述第一梅克尔树的根节点和所述第一交易标识进行验证，包括：使用所述交易列表中的交易标识构造第二梅克尔树，并计算出所述第二梅克尔树的根节点；对比所述第二梅克尔树的根节点和所述第一梅克尔树的根节点是否一致；如果一致，则对所述第一梅克尔树的根节点和所述第一交易标识的验证通过。

在一种实施方式中，验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中之前，还包括：分别从区块链网络中的所述第一节点和第二节点获取所述指定区块的区块头部信息；对比所述第一节点中的所述指定区块的区块头部信息和所述第二节点中的所述指定区块的区块头部信息是否一致；如果一致，则确定所述指定区块有效；在确定所述指定区块有效的情况下，验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中。

在一种实施方式中，根据在各个所述指定区块上的验证结果，确定所述指定交易是否有效，还包括：在从所述第一节点中获取的所述指定区块的交易列表中，获取交易地址；根据所述交易地址判断所述指定交易是否属于收款交易；从所述第一节点获取所述收款交易的交易详情；根据所述交易详情，使用哈希算法计算所述指定交易的第二交易标识；验证所述第二交易标识和所述第一交易标识是否匹配。

在一种实施方式中，根据在各个所述指定区块上的验证结果，确定所述指定交易是否有效，还包括：分别从区块链网络中的所述第一节点和第二节点获取所述第一交易标识和所述指定交易在区块中的偏移量信息；验证所述第一节点中的所述第一交易标识和所述第二节点中的所述第一交易标识是否一致，以及所述第一节点中的所述指定交易在区块中的偏移量信息和所述第二节点中的所述指定交易在区块中的偏移量信息是否一致。

第二方面，本发明实施例提供了一种区块链交易有效性验证装置，包括：第一确定单元，用于从区块链网络中的第一节点确定包括指定交易的N个指定区块；获取单元，用于针对各个所述指定区块，获取所述指定区块的区块头部信息和交易列表，其中，所述交易列表中包括第一交易标识，所述区块头部信息包括第一梅克尔树的根节点和所述指定区块的上一个区块标识，所述第一梅克尔树的叶子节点由所述指定区块的所有交易标识组成；第一验证单元，用于针对各个所述指定区块，对所述第一梅克尔树的根节点和所述第一交易标识进行验证；第二验证单元，用于针对各个所述指定区块，验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中；第二确定单元，用于：根据在各个所述指定区块上的验证结果确定所述指定交易是否有效。

在一种实施方式中，所述第一验证单元还用于：使用所述交易列表中的交易标识构造第二梅克尔树，并计算出所述第二梅克尔树的根节点；对比所述第二梅克尔树的根节点和所述第一梅克尔树的根节点是否一致；如果一致，则对所述第一梅克尔树的根节点和所述第一交易标识的验证通过。

在一种实施方式中，还包括第三验证单元，用于：在验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中之前，分别从区块链网络中的所述第一节点和第二节点获取所述指定区块的区块头部信息；对比所述第一节点中的所述指定区块的区块头部信息和所述第二节点中的所述指定区块的区块头部信息是否一致；如果一致，则确定所述指定区块有效；在确定所述指定区块有效的情况下，验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中。

在一种实施方式中，所述第二确定单元还用于：在验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中之后，在从所述第一节点中获取的所述指定区块的交易列表中，获取交易地址；根据所述交易地址判断所述指定交易是否属于收款交易；从所述第一节点获取所述收款交易的交易详情；根据所述交易详情，使用哈希算法计算所述指定交易的第二交易标识；验证所述第二交易标识和所述第一交易标识是否匹配。

在一种实施方式中，所述第二确定单元还用于：在验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中之后，分别从区块链网络中的所述第一节点和第二节点获取所述第一交易标识和所述指定交易在区块中的偏移量信息；验证所述第一节点中的所述第一交易标识和所述第二节点中的所述第一交易标识是否一致，以及所述第一节点中的所述指定交易在区块中的偏移量信息和所述第二节点中的所述指定交易在区块中的偏移量信息是否一致。

在一个可能的设计中，区块链交易有效性验证装置的结构中包括处理器和存储器，所述存储器用于存储支持区块链交易有效性验证装置执行上述第一方面中区块链交易有效性验证方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述区块链交易有效性验证装置还可以包括通信接口，用于区块链交易有效性验证装置与其他设备或通信网络通信。

第三方面，本发明实施例提供了一种区块链交易有效性验证装置，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述第一方面中任一所述的方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一所述的方法。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：不需要下载和存储全量的区块信息，即可在区块链网络中帮助轻量级节点判断交易有效性，节省了系统资源，提高了执行效率。尤其适用于出块速度高、区块大小较大的区块链网络。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1为本发明一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的流程图。

图2为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的付款交易验证的流程图。

图3为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的流程图。

图4为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的流程图。

图5为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的收款交易验证的流程图。

图6为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的收款交易验证的流程图。

图7为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的收款交易验证的流程图。

图8为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的创建付款交易的流程图。

图9为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的在轻量级节点上的判断付款交易有效性校验流程图。

图10为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的在轻量级节点上的判断收款交易有效性校验流程图。

图11为本发明一实施例提供的区块链交易有效性验证装置的结构框图。

图12为本发明又一实施例提供的区块链交易有效性验证装置的结构框图。

图13为本发明又一实施例提供的区块链交易有效性验证装置的结构框图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

图1为本发明一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的流程图。如图1所示，本发明实施例的区块链交易有效性验证方法包括：步骤S108，从区块链网络中的第一节点确定包括指定交易的N个指定区块；步骤S110，针对各个所述指定区块，获取所述指定区块的区块头部信息和交易列表，其中，交易列表中包括第一交易标识，区块头部信息包括第一梅克尔树的根节点和指定区块的上一个区块标识，第一梅克尔树的叶子节点由指定区块的所有交易标识组成；步骤S120，针对各个所述指定区块，对第一梅克尔树的根节点和第一交易标识进行验证；步骤S130，针对各个所述指定区块，验证指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中；步骤S140，根据在各个所述指定区块上的验证结果，确定所述指定交易是否有效。

梅克尔树(Merkle trees)是区块链的重要数据结构，能够快速归纳和校验区块数据的存在性和完整性。梅克尔树通常包含区块体的底层(交易)数据库、区块头的根哈希值(即Merkle根)以及所有沿底层区块数据到根哈希的分支。梅克尔树运算过程一般是将区块体的数据进行分组哈希，并将生成的新哈希值插入到梅克尔树中，如此递归直到只剩最后一个根哈希值并记为区块头的Merkle根。最常见的梅克尔树是比特币采用的二叉梅克尔树，其每个哈希节点总是包含两个相邻的数据块或其哈希值。

区块链网络中存在一些轻量级节点，例如手机移动客户端。目前在不下载完整的区块信息的情况下，无法验证交易的有效性。本发明实施例提供了一种在区块链网络中帮助轻量级节点判断交易有效性的方法。本发明实施例的具体验证方法包括：

在步骤S120中，验证区块头部信息中的第一梅克尔树的根节点和交易列表中的第一交易标识是否匹配；

在步骤S130中，验证区块头部信息中的指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中；

在步骤S140中，预先设定验证区块个数N，在N个包括指定交易的指定区块上，如果以上验证都通过，则确定指定交易有效。

本发明实施例可以应用在任何使用区块链技术的轻量级节点上，包括但不限于移动客户端设备。

图2为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的流程图。如图2所示，本发明实施例具体的实施步骤如下：

步骤S105：在本地维护一个区块头部的链式数据结构。

A.区块头部的包含以下数据：

i.区块id(identification，标识)

ii.上一个区块id

iii.第一梅克尔树的根节点hash(哈希值)。第一梅克尔树的最下层叶子节点由该区块所包含的所有UTXO(Unspent Transaction Output，未花费的交易输出)交易id组成。

B.每个区块头部指向上一个区块的区块头部，由此维护了一个链式的数据结构。创世区块的区块头部所指向的上一个区块id为0。

在步骤S110中，从区块链网络随机选择或由用户指定第一节点来进行数据同步，拉取需要指定区块的区块头部和交易列表。用X表示指定区块，这一步骤中获得区块X的部分信息：区块头部、UTXO交易列表。交易列表中含有交易id、交易对应的交易输出中的收款地址、offset(偏移量)，总共3个字段。其中，offset包括所述指定交易在区块中的偏移量，也就是说，所述指定交易是区块中的第几个交易输出。第一节点是区块链网络中的全节点。

步骤S115：对比从第一节点和第二节点获取的数据是否一致。

图3为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的流程图。如图3所示，在一种可能的实现方式中，在步骤S130，验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中之前，执行步骤S115。步骤S115具体可包括：步骤S310，分别从区块链网络中的所述第一节点和第二节点获取所述指定区块的区块头部信息；步骤S320，对比所述第一节点中的所述指定区块的区块头部信息和所述第二节点中的所述指定区块的区块头部信息是否一致；步骤S330，如果一致，则确定所述指定区块有效；步骤S340，在确定所述指定区块有效的情况下，验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中。

在一个示例中，步骤S115具体可包括如下步骤：

在步骤S110的基础上，再从区块链网络随机选择或由用户指定第二节点来进行查询，查询条件是步骤S110中获得的区块X的头部中所包含的区块id。然后获得根据该目标区块id在第二节点中查询到的对应的区块头部Z。其中，第二节点是区块链网络中的全节点。

对比区块X头部的第一梅克尔树的树根和上一个区块id，是否与从第二节点获得的区块头部Z的信息所匹配。如果匹配，说明区块X真实有效。

图4为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的流程图。如图4所示，在一种可能的实现方式中，步骤S120，验证所述第一梅克尔树的根节点和所述第一交易标识是否匹配，具体可包括：步骤S210，使用所述交易列表中的交易标识构造第二梅克尔树，并计算出所述第二梅克尔树的根节点；步骤S220，对比所述第二梅克尔树的根节点和所述第一梅克尔树的根节点是否一致；步骤S230，如果一致，则对所述第一梅克尔树的根节点和所述第一交易标识的验证通过。

具体地，再校验区块X的区块头部和交易id列表是否匹配。将交易id组成一个梅克尔树，即第二梅克尔树，并计算出其最终的梅克尔树根。然后对比计算出的第二梅克尔树树根和区块头部所包含的第一梅克尔树的根节点hash是否一致。如果一致，说明校验区块X的区块头部和交易id列表匹配，也就是第一梅克尔树的根节点和所述第一交易标识匹配，对所述第一梅克尔树的根节点和所述第一交易标识的验证通过。

在步骤S130中，再判断区块X的区块头部所包含的上一个区块id是否在本地维护的区块头部链式结构中。

在步骤S140中，在N个包括指定交易的指定区块上，如果以上验证步骤S115、步骤S120和步骤S130都通过，则确定指定交易有效；如果以上验证步骤有至少一项没有通过，则确定指定交易无效。如果在最后一个验证步骤S140中，判断区块X的区块头部所包含的上一个区块id在本地维护的区块头部链式结构中，则将真实有效的区块X的区块头保存到本地维护的区块头链数据库。

其中，N为预设的包括指定交易的验证区块个数，具体设定值可根据验证的精确度要求和响应速度的要求而定。在对验证的精确度要求较高的情况下，N的设定值可相应较大；在对验证的响应速度要求较高的情况下，N的设定值可相应较小。通常情况下，N的取值范围为1-9。

在上述步骤中，步骤S115是可以省略的执行步骤，在对验证的响应时间要求比较高的场景下，可将不执行步骤S115。

另外，步骤S115和步骤S120可以互换执行顺序，或者，在另一种实施方式中，步骤S115和步骤S120可并行执行。这二个步骤执行完成之后再执行步骤S130。

对于自己发起的付款交易来说，只要包含自己交易的区块所对应的区块头在本地维护的区块头链数据库中得到N个确认后，就可以认为交易已经成功。在这种情况下，交易不成功的概率已经降低到几乎不可能了。

图5为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的收款交易验证的流程图。如图5所示，对于他人向自己付款的交易(收款交易)来说，在以上验证步骤的基础上，还需要执行步骤S132和步骤S134。

步骤S132：验证交易标识是否匹配。

图6为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的收款交易验证的流程图。如图6所示，在步骤S130，验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中之后，执行步骤S132。步骤S132具体可包括：步骤S410，在从所述第一节点中获取的所述指定区块的交易列表中，获取交易地址；步骤S420，根据所述交易地址判断所述指定交易是否属于收款交易；步骤S430，从所述第一节点获取所述收款交易的交易详情；步骤S440，根据所述交易详情，使用哈希算法计算所述指定交易的第二交易标识；步骤S450，验证所述第二交易标识和所述第一交易标识是否匹配。

具体地，先根据从第一节点中同步的数据，获得每个交易的收款地址，根据收款地址来判断哪些交易是转给自己的，也就是针对自己的收款交易。

再连接第一节点，根据交易id查询自己的收款交易的交易详情。并根据交易详情来计算交易id，判断交易是否有效。其中，交易详情是交易全部数据，包括交易输入、交易输出、时间戮和交易描述等。一个示例性的操作步骤如下：

1)首先在第一节点中根据交易id查询与之对应的交易详情；

2)再根据交易详情来计算交易id，包括：根据交易详情数据，使用特定的哈希算法，计算出交易id。

3)再判断计算出的计算交易id与步骤1)中交易详情所对应的交易id是否相符。

4)若相符，则判断交易有效。

步骤S134：验证所述第一节点和所述第二节点中的交易信息是否一致。

图7为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的收款交易验证的流程图。如图7所示，在步骤S130，验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中之后，执行步骤S134。步骤S134具体可包括：步骤S510，分别从区块链网络中的所述第一节点和第二节点获取所述第一交易标识和所述指定交易在区块中的偏移量信息；步骤S520，验证所述第一节点中的所述第一交易标识和所述第二节点中的所述第一交易标识是否一致，以及所述第一节点中的所述指定交易在区块中的偏移量信息和所述第二节点中的所述指定交易在区块中的偏移量信息是否一致。

具体地，根据从第一节点中同步的数据，列出收款交易的输入UTXO所引用的交易id及其offset。

连接一个新的全节点，例如第二节点，查询这些交易id及其UTXO所在的区块，通过对比两个节点上的对应数据是否匹配，判断其合法性。

如果步骤S132和步骤S134验证通过，那么再将收款交易所在的区块头写入到本地维护的区块头链数据库中。其中，步骤S134是可以省略的执行步骤，在对验证的响应时间要求比较高的场景下，可将不执行步骤S134。

另外，步骤S132和步骤S134可以互换执行顺序，或者，在另一种实施方式中，步骤S132和步骤S134可并行执行。这二个步骤执行完成之后再执行步骤S140。

同样地，对于别人向自己转账的收款交易来说，只要包含收款交易的区块所对应的区块头在本地维护的区块头链数据库中得到N个确认后，就可以认为交易已经成功。在这种情况下，交易不成功的概率已经降低到几乎不可能了。

图8为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的创建付款交易的流程图。如图8所示，在一个示例中，轻量级节点创建付款交易、保存后广播到全节点的具体执行步骤如下：

1.轻量级节点向UTXO数据库查询满足额度的可用的UTXO。

例如，创建一个金额是10token(通证)的付款交易，则可用的UTXO满足的额度条件应该是大于等于10token。

2.轻量级节点通过存放地址、私钥的本地数据库对可用的UXTO进行签名。

3.生成付款交易，并将其存入本地付款交易数据库。

4.广播交易到全节点。

通过以上步骤创建付款交易后，接下来可验证创建的付款交易是否成功。

图9为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的在轻量级节点上的判断付款交易有效性校验流程图。如图9所示，在一个示例中，轻量级节点判断自己发起的付款交易是否成功的具体执行步骤如下：

1.轻量级节点从全节点同步最新区块的头部及交易id列表。

2.轻量级节点查询付款交易数据库，对比在步骤1中从全节点同步的交易id，判断其是否是自己发起的付款交易。

3.进行区块合法性校验。校验的具体步骤可包括上述步骤S115、步骤S120和步骤S130。

4.若校验通过，将合法有效的区块头部保持到本地区块头链数据库。

5.轻量级节点向本地区块头链数据库查询，判断包含付款交易的区块是否已经得到足够多区块的确认。

6.若包含付款交易的区块已经得到足够多区块的确认，则在付款交易数据库中更新付款交易的状态。

图10为本发明另一实施例提供的区块链交易有效性验证方法的在轻量级节点上的判断收款交易有效性校验流程图。如图10所示，在一个示例中，轻量级节点判断其他用户向自己付款的收款交易是否成功的具体执行步骤如下：

1.轻量级节点从全节点1同步最新区块的头部及交易id列表。其中，tx(Transaction，交易)需包含txoutput(交易输出)。

2.轻量级节点向存放地址、私钥的本地数据库查询收款地址，判断是否是涉及到自己的收款交易。

其中，存放地址、私钥的本地数据库中，存放有用户自己的收款地址。因此，只要某一笔交易的转账目标地址中含有自己的收款地址，且转账来源地址中不含有自己的收款地址，就是涉及到自己的收款交易。轻量级节点在该数据库中查询到收款地址后，根据收款地址，判断从全节点1同步的收款交易是否是涉及到自己的收款交易。

3.轻量级节点将最近的收款交易存储到收款交易数据库中。

4.轻量级节点从全节点1拉取收款交易详情。

5.判断交易合法性。判断的具体步骤可包括上述步骤S132和步骤S134。

6.验证全节点1和全节点2中的交易信息是否一致。

6.1从全节点2获取txinput(交易输入)涉及到的ref txid(引用交易标识)的区块id。

其中，一笔交易的交易输入指向上一笔交易的交易输出，也就是这个交易输出在新的交易中被交易输入所引用。根据交易输入和交易输出的引用关系，查找交易输入涉及到的引用交易标识的区块id。

6.2获取指定区块id的头部及交易列表，判断合法性。判断的具体步骤可包括上述步骤S134。

7.判断区块合法性。判断的具体步骤可包括上述步骤S115、步骤S120和步骤S130。

8.查询区块id是否已存在于本地区块头链数据库中。

9.在收款交易数据库中更新收款交易的状态，将未确认改为待确认。

10.得到N个区块的确认后，在收款交易数据库中，将待确认改为已确认。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：不需要下载和存储全量的区块信息，也不需要在轻量级客户端本地重复执行智能合约，即可在区块链网络中帮助轻量级节点判断智能合约执行结果有效性，节省了系统资源，提高了执行效率。

图11为本发明一实施例提供的区块链交易有效性验证装置的结构框图。如图11所示，本发明实施例的区块链交易有效性验证装置包括：第一确定单元100，用于从区块链网络中的第一节点确定包括指定交易的N个指定区块；获取单元150，用于针对各个所述指定区块，获取所述指定区块的区块头部信息和交易列表，其中，所述交易列表中包括第一交易标识，所述区块头部信息包括第一梅克尔树的根节点和所述指定区块的上一个区块标识，所述第一梅克尔树的叶子节点由所述指定区块的所有交易标识组成；第一验证单元200，用于针对各个所述指定区块，对所述第一梅克尔树的根节点和所述第一交易标识进行验证；第二验证单元300，用于针对各个所述指定区块，验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中；第二确定单元400，用于：根据在各个所述指定区块上的验证结果确定所述指定交易是否有效。

在一种实施方式中，所述第一验证单元200还用于：使用所述交易列表中的交易标识构造第二梅克尔树，并计算出所述第二梅克尔树的根节点；对比所述第二梅克尔树的根节点和所述第一梅克尔树的根节点是否一致；如果一致，则对所述第一梅克尔树的根节点和所述第一交易标识的验证通过。

图12为本发明又一实施例提供的区块链交易有效性验证装置的结构框图。如图12所示，在一种实施方式中，还包括第三验证单元500，用于：在验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中之前，分别从区块链网络中的所述第一节点中的所述指定区块的区块头部信息和第二节点获取所述指定区块的区块头部信息；对比所述第一节点和所述第二节点中的所述指定区块的区块头部信息是否一致；如果一致，则确定所述指定区块有效；在确定所述指定区块有效的情况下，验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中。

在一种实施方式中，所述第二确定单元还用于：在验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中之后，在从所述第一节点中获取的所述指定区块的交易列表中，获取交易地址；根据所述交易地址判断所述指定交易是否属于收款交易；从所述第一节点获取所述收款交易的交易详情；根据所述交易详情，使用哈希算法计算所述指定交易的第二交易标识；验证所述第二交易标识和所述第一交易标识是否匹配。

在一种实施方式中，所述第二确定单元还用于：在验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中之后，分别从区块链网络中的所述第一节点和第二节点获取所述第一交易标识和所述指定交易在区块中的偏移量信息；验证所述第一节点中的所述第一交易标识和所述第二节点中的所述第一交易标识是否一致，以及所述第一节点中的所述指定交易在区块中的偏移量信息和所述第二节点中的所述指定交易在区块中的偏移量信息是否一致。

本发明实施例的区块链交易有效性验证装置中各单元的功能可以参见上述方法的相关描述，在此不再赘述。

在一个可能的设计中，区块链交易有效性验证装置的结构中包括处理器和存储器，所述存储器用于存储支持区块链交易有效性验证装置执行上述区块链交易有效性验证方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述区块链交易有效性验证装置还可以包括通信接口，用于区块链交易有效性验证装置与其他设备或通信网络通信。

图13为本发明又一实施例提供的区块链交易有效性验证装置的结构框图。如图13所示，该装置包括：存储器101和处理器102，存储器101内存储有可在处理器102上运行的计算机程序。所述处理器102执行所述计算机程序时实现上述实施例中的区块链交易有效性验证方法。所述存储器101和处理器102的数量可以为一个或多个。

该装置还包括：

通信接口103，用于与外界设备进行通信，进行数据交互传输。

存储器101可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

如果存储器101、处理器102和通信接口103独立实现，则存储器101、处理器102和通信接口103可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构(ISA，Industry Standard Architecture)总线、外部设备互连(PCI，PeripheralComponent)总线或扩展工业标准体系结构(EISA，Extended Industry StandardComponent)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图13中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选的，在具体实现上，如果存储器101、处理器102及通信接口103集成在一块芯片上，则存储器101、处理器102及通信接口103可以通过内部接口完成相互间的通信。

又一方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述区块链交易有效性验证方法中任一所述的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种区块链交易有效性验证方法，其特征在于，包括：

从区块链网络中的第一节点确定包括指定交易的N个指定区块；所述第一节点是从区块链网络中随机选择的全节点或由用户在区块链网络中指定的全节点；

针对各个所述指定区块，

获取所述指定区块的区块头部信息和交易列表，其中，所述交易列表中包括第一交易标识，所述区块头部信息包括第一梅克尔树的根节点和所述指定区块的上一个区块标识，所述第一梅克尔树的叶子节点由所述指定区块的所有交易标识组成；

使用所述交易列表中的交易标识构造第二梅克尔树，利用所述第二梅克尔树对所述第一梅克尔树的根节点和所述第一交易标识进行验证；

验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中；

根据在各个所述指定区块上的验证结果，确定所述指定交易是否有效。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述第二梅克尔树对所述第一梅克尔树的根节点和所述第一交易标识进行验证，包括：

计算出所述第二梅克尔树的根节点；

对比所述第二梅克尔树的根节点和所述第一梅克尔树的根节点是否一致；

如果一致，则对所述第一梅克尔树的根节点和所述第一交易标识的验证通过。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中之前，还包括：

分别从区块链网络中的所述第一节点和第二节点获取所述指定区块的区块头部信息；所述第二节点是从区块链网络中随机选择的全节点或由用户在区块链网络中指定的全节点；

对比所述第一节点中的所述指定区块的区块头部信息和所述第二节点中的所述指定区块的区块头部信息是否一致；

如果一致，则确定所述指定区块有效；

在确定所述指定区块有效的情况下，验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，根据在各个所述指定区块上的验证结果，确定所述指定交易是否有效，还包括：

在从所述第一节点中获取的所述指定区块的交易列表中，获取交易地址；

根据所述交易地址判断所述指定交易是否属于收款交易；

从所述第一节点获取所述收款交易的交易详情；

根据所述交易详情，使用哈希算法计算所述指定交易的第二交易标识；

验证所述第二交易标识和所述第一交易标识是否匹配。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据在各个所述指定区块上的验证结果，确定所述指定交易是否有效，还包括：

分别从区块链网络中的所述第一节点和第二节点获取所述第一交易标识和所述指定交易在区块中的偏移量信息；

验证所述第一节点中的所述第一交易标识和所述第二节点中的所述第一交易标识是否一致，以及所述第一节点中的所述指定交易在区块中的偏移量信息和所述第二节点中的所述指定交易在区块中的偏移量信息是否一致。

6.一种区块链交易有效性验证装置，其特征在于，包括：

第一确定单元，用于从区块链网络中的第一节点确定包括指定交易的N个指定区块；所述第一节点是从区块链网络中随机选择的全节点或由用户在区块链网络中指定的全节点；

获取单元，用于针对各个所述指定区块，获取所述指定区块的区块头部信息和交易列表，其中，所述交易列表中包括第一交易标识，所述区块头部信息包括第一梅克尔树的根节点和所述指定区块的上一个区块标识，所述第一梅克尔树的叶子节点由所述指定区块的所有交易标识组成；

第一验证单元，用于针对各个所述指定区块，使用所述交易列表中的交易标识构造第二梅克尔树，利用所述第二梅克尔树对所述第一梅克尔树的根节点和所述第一交易标识进行验证；

第二验证单元，用于针对各个所述指定区块，验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中；

第二确定单元，用于：根据在各个所述指定区块上的验证结果确定所述指定交易是否有效。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一验证单元还用于：

计算出所述第二梅克尔树的根节点；

对比所述第二梅克尔树的根节点和所述第一梅克尔树的根节点是否一致；

如果一致，则对所述第一梅克尔树的根节点和所述第一交易标识的验证通过。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括第三验证单元，用于：

在验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中之前，分别从区块链网络中的所述第一节点和第二节点获取所述指定区块的区块头部信息；所述第二节点是从区块链网络中随机选择的全节点或由用户在区块链网络中指定的全节点；

对比所述第一节点中的所述指定区块的区块头部信息和所述第二节点中的所述指定区块的区块头部信息是否一致；

如果一致，则确定所述指定区块有效；

在确定所述指定区块有效的情况下，验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元还用于：

在验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中之后，在从所述第一节点中获取的所述指定区块的交易列表中，获取交易地址；

根据所述交易地址判断所述指定交易是否属于收款交易；

从所述第一节点获取所述收款交易的交易详情；

根据所述交易详情，使用哈希算法计算所述指定交易的第二交易标识；

验证所述第二交易标识和所述第一交易标识是否匹配。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元还用于：

在验证所述指定区块的上一个区块标识是否在预先存储的区块头部链式结构中之后，分别从区块链网络中的所述第一节点和第二节点获取所述第一交易标识和所述指定交易在区块中的偏移量信息；

验证所述第一节点中的所述第一交易标识和所述第二节点中的所述第一交易标识是否一致，以及所述第一节点中的所述指定交易在区块中的偏移量信息和所述第二节点中的所述指定交易在区块中的偏移量信息是否一致。

11.一种区块链交易有效性验证装置，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一所述的方法。

12.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的方法。

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