CN106991607A - 一种基于区块链账户模型的无序交易控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链账户模型的无序交易控制方法,该方法基于账户模型，用户采用具有唯一性的ID(例如UUID)取代自增数字编号作为交易的唯一标识，节点通过判断新交易ID是否在该用户历史的交易ID列表中已存在来判断是否存在双重花费的行为，交易ID之间没有顺序依赖关系，记账节点可以以任意顺序将交易打包入块。另外交易之间业务层面的先后依赖关系由客户端在发起交易时保证，不影响记账节点的无序打包。本发明采用唯一性的ID来防止双重花费和重放攻击，使交易不再依赖固定顺序，可以采用无序的方式直接入链，满足了客户端单账户高并发交易的场景需求，避免了以往丢失交易后引起其他交易被暂缓的情况。

Description

一种基于区块链账户模型的无序交易控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于区块链账户模型的无序交易控制方法,改进了现有基于账户模型的区块链中关于有序交易的规则，添加了无序交易相关的控制规则，以及防止双重花费相关的策略。

背景技术

区块链是一种新的分布式技术，由一个个顺序排列而成的交易组成块，再由一个个顺序排列而成的块组成链，每个块包含一个自增的高度作为编号，还有一个时间戳用于记载打包时间。用户使用私钥签名发出的交易，广播后由记账节点打包进入区块链存储，记账节点再广播给其他只读节点进行验证。交易的合法性由用户的签名决定，用户需要对不同的交易生成不同的签名。

区块链一般分为未花费交易输出(UTXO)模型和账户(Account)模型，为了防止双重花费，UTXO模型的方法是：一个未花费的货币或者状态只允许被用作交易输入一次。账户模型的方法是：为每个交易指定一个自增的数字编号，数字编号决定了交易的按序执行，中间不能跳序，相同的编号不能使用多于一次。

账户模型的自增数字编号方法目前还只能适应低频的交易场景，如果用户需要短时间内发送多笔交易，需要在客户端自己维护多笔交易的自增交易编号，然后发送到节点后等待打包入块。但由于区块链网络的分布式特性，交易广播的过程中会出现乱序或丢失的情况，导致记账节点如果发现交易不是按序增加的，会被认为是非法交易丢弃或暂缓打包。最严重的情况是中间某一个编号的交易丢失，则会导致后续所有交易均被丢弃或暂缓打包，客户端又不能很快得到反馈结果，只能等待随机的时间后重新发起丢失的交易。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种基于区块链账户模型的无序交易控制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种基于区块链账户模型的无序交易控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1：用户按照区块链协议的账户规则，生成地址user。

步骤2：用户在本地客户端生成自身已经上链存储的交易ID列表user_onchain_ids，置为空，生成发送中的交易ID列表user_pending_ids，也置为空。

步骤3:记账节点和同步节点在本地生成已上链存储交易ID列表node_onchain_ids,结构为map(user＝>ID列表)。记账节点和同步节点每同步一个块，就遍历区块中所有的交易，将交易对应的user和交易ID，添加入node_onchain_ids中。记账节点生成入块中交易ID列表node_adding_ids,结构为map(user＝>ID列表)。

步骤4:用户按照区块链协议的交易ID格式，为每一笔交易生成ID，需确保该交易ID不在user_onchain_ids和user_pending_ids中，并广播交易，同时将该交易ID添加入user_pending_ids中。

步骤5:记账节点在出块时，接收用户广播的交易，判断交易ID是否存在于node_onchain_ids或node_adding_ids中，如果都不存在，则为合法交易，并添加该交易到node_adding_ids中，继续后续操作，否则为双重花费交易，做非法交易处理。

步骤6:记账节点在完成区块打包并广播区块后，将node_adding_ids中所有的交易ID分别加入到node_onchain_ids中，并清空当前块的node_adding_ids。

步骤7:用户实时同步区块链，接收到新块后，执行其中的交易，如果存在自己的交易，则将该交易ID从user_pending_ids中去除，并加入到user_onchain_ids中。

进一步地,所述区块链协议的交易ID格式区块链协议制定者设定，包括长度length和类型type。

进一步地,用户在交易丢失或希望覆盖user_pending_ids列表中的交易时，重复使用user_pending_ids列表中的交易ID，但仍然不能与user_onchain_ids列表中的ID重复。

进一步地,所述步骤7中,若区块链分叉，需回退区块。回退区块时,遍历待回退区块中的所有交易，将交易对应的user和交易ID，从node_onchain_ids中删除。

本发明有益效果在于:本发明采用唯一性的ID来防止双重花费和重放攻击，使交易不再依赖固定顺序，可以采用无序的方式直接入的链，满足了客户端单账户高并发交易的场景需求，避免了以往丢失交易后引起其他交易被暂缓的情况。

附图说明

图1为总体架构示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种基于区块链账户模型的无序交易控制方法,该方法基于账户模型，用户采用具有唯一性的ID(例如UUID)取代自增数字编号作为交易的唯一标识，节点通过判断新交易ID是否在该用户历史的交易ID列表中已存在来判断是否存在双重花费的行为，交易ID之间没有顺序依赖关系，记账节点可以以任意顺序将交易打包入块。另外交易之间业务层面的先后依赖关系由客户端在发起交易时保证，不影响记账节点的无序打包。具体步骤如下:

步骤1：区块链协议制定者首先规定交易ID格式，包括长度length和类型type。本方案并不具体规定长度和类型，可以根据不同的需求选择不同的长度和类型，比如长度可选择8字节、16字节、32字节，类型可选择纯数字、16进制、任意字符等。

步骤2：用户按照区块链协议的账户规则，生成地址user。

步骤3：用户在本地客户端生成自身已经上链存储的交易ID列表user_onchain_ids，置为空，生成发送中的交易ID列表user_pending_ids，也置为空。

步骤4:记账节点和同步节点在本地生成已上链存储交易ID列表node_onchain_ids,结构为map(user＝>ID列表)。记账节点和同步节点每同步一个块，就遍历区块中所有的交易，将交易对应的user和交易ID，添加入node_onchain_ids中。记账节点生成入块中交易ID列表node_adding_ids,结构为map(user＝>ID列表)。

步骤5：用户按照区块链协议的交易ID格式，为每一笔交易生成ID，需确保该交易ID不在user_onchain_ids和user_pending_ids中，并广播交易，同时将该交易ID添加入user_pending_ids中。

步骤6：记账节点在出块时，接收用户广播的交易，判断交易ID是否存在于node_onchain_ids或node_adding_ids中，如果都不存在，则为合法交易，并添加该交易到node_adding_ids中，继续后续操作，否则为双重花费交易，做非法交易处理。

步骤7：记账节点在完成区块打包并广播区块后，将node_adding_ids中所有的交易ID分别加入到node_onchain_ids中，并清空当前块的node_adding_ids。

步骤8：用户实时同步区块链，接收到新块后，执行其中的交易，如果存在自己的交易，则将该交易ID从user_pending_ids中去除，并加入到user_onchain_ids中。当区块链分叉，需回退区块。回退区块时,遍历待回退区块中的所有交易，将交易对应的user和交易ID，从node_onchain_ids中删除。

用户在交易丢失或希望覆盖user_pending_ids列表中的交易时，重复使用user_pending_ids列表中的交易ID，但仍然不能与user_onchain_ids列表中的ID重复。

Claims (4)

1.一种基于区块链账户模型的无序交易控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1：用户按照区块链协议的账户规则，生成地址user。

步骤2：用户在本地客户端生成自身已经上链存储的交易ID列表user_onchain_ids，置为空，生成发送中的交易ID列表user_pending_ids，也置为空。

步骤3:记账节点和同步节点在本地生成已上链存储交易ID列表node_onchain_ids,结构为map(user＝>ID列表)。记账节点和同步节点每同步一个块，就遍历区块中所有的交易，将交易对应的user和交易ID，添加入node_onchain_ids中。记账节点生成入块中交易ID列表node_adding_ids,结构为map(user＝>ID列表)。

步骤4:用户按照区块链协议的交易ID格式，为每一笔交易生成ID，需确保该交易ID不在user_onchain_ids和user_pending_ids中，并广播交易，同时将该交易ID添加入user_pending_ids中。

步骤5:记账节点在出块时，接收用户广播的交易，判断交易ID是否存在于node_onchain_ids或node_adding_ids中，如果都不存在，则为合法交易，并添加该交易到node_adding_ids中，继续后续操作，否则为双重花费交易，做非法交易处理。

步骤6:记账节点在完成区块打包并广播区块后，将node_adding_ids中所有的交易ID分别加入到node_onchain_ids中，并清空当前块的node_adding_ids。

步骤7:用户实时同步区块链，接收到新块后，执行其中的交易，如果存在自己的交易，则将该交易ID从user_pending_ids中去除，并加入到user_onchain_ids中。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述区块链协议的交易ID格式区块链协议制定者设定，包括长度length和类型type。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,用户在交易丢失或希望覆盖user_pending_ids列表中的交易时，重复使用user_pending_ids列表中的交易ID，但仍然不能与user_onchain_ids列表中的ID重复。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤7中,若区块链分叉，需回退区块。回退区块时,遍历待回退区块中的所有交易，将交易对应的user和交易ID，从node_onchain_ids中删除。