CN107197036A - 一种基于区块链的信息一致处理方法及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链的信息一致处理方法及终端，该方法包括：判断在当前区块链网络中是否可见；若可见，则接收核心节点创建新区块的指令，当所述指令为符合门限数量的有效且一致的区块信息时，则接收所述新区块信息，并同步更新所述新区块信息；若不可见，则定期向所述核心节点或者完整节点发送指令，请求所述核心节点或者完整节点发送新区块信息同步指令。通过本发明公开的方法可以解决现有技术中区块链系统不能够利用数量巨大的终端资源，使得区块链系统能够更加可信与可靠的问题。

Description

一种基于区块链的信息一致处理方法及终端

技术领域

本发明涉及互联网技术领域，尤其涉及一种基于区块链的信息一致处理方法。本发明同时还涉及一种基于区块链的信息一致处理的终端。

背景技术

区块链是一种去中心化的分布式数据库，它包含一张被称为区块的列表，有着持续增长并且排列整齐的记录。每个区块都包含一个与前一区块链接起来的时间戳：这种设计使得数据不可篡改，一旦记录下来，在一个区块中的数据将不可逆。每一个区块链节点都保存完整的分布式账户副本，结合共识机制，加密算法等技术实现了数据不可篡改，和不可伪造，高可用性，可追溯等特征，从而间接通过计算机解决了人类之间的信任问题。

随着区块链技术发展与成熟，其应用场景越来越普遍，现已在金融服务、医疗健康、版权、共享经济、供应链管理、文化娱乐、智能制造、社会公益、教育等多种领域得到应用。区块链系统具有去中心化、不可篡改、数据透明、用户可匿名、集体维护等特性，使得为解决相互信任问题的场景下区块链的应用遍及越来越多的交易场景，而在移动终端使用区块链系统成为一种大势所趋。

当前终端设备通常以客户端的形式参与区块链交易，即通过浏览器或客户端软件的方式，连接到区块链节点上完成交易，而终端设备并不参与区块链的维护，也不为其他终端交易提供网络支持。

但是这种方式存在以下问题：区块链系统不能够利用数量巨大的终端资源，使得区块链系统能够更加可信与可靠。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于区块链的信息一致处理方法，用以解决现有技术中区块链系统不能够利用数量巨大的终端资源，使得区块链系统能够更加可信与可靠的问题。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

判断在当前区块链网络中是否可见；

若可见，则接收核心节点创建新区块的指令，当所述指令为符合门限数量的有效且一致的区块信息时，则接收所述新区块信息，并同步更新所述新区块信息；

若不可见，则定期向所述核心节点或者完整节点发送指令，请求所述核心节点或者完整节点发送新区块信息同步指令。

优选的，所述核心节点创建新区块的指令，具体包括：

核心节点创建所述新区块时，启动gossip通信中的push过程，把新生成的区块指令向其它节点传播更新，其中所述传播深度和传播广度由当前区块链系统全部节点数量确定。

优选的，所述符合门限数量具体为：

门限数量＝(传播广度*传播深度)/全部节点数量。

优选的，接收所述新区块信息，并同步更新所述新区块信息，具体包括：接收所述新区块的区块头信息，并同步更新所述新区块的区块头信息。

优选的，若不可见，定期向所述核心节点或者完整节点发送指令，请求所述核心节点或者完整节点发送所述新的区块同步指令，具体包括：

根据gossip通信的pull过程，以一定的时间间隔，主动发现所述区块链网络上的核心节点或者完整节点，并向所述核心节点或者完整节点发送pull信息，请求所述核心节点或者完整节点将新的区块信息同步过来。

同时本发明还提供了一种终端，包括：

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于执行所述程序指令，以执行以下步骤：

判断在当前区块链网络中是否可见；

若可见，则接收核心节点创建新区块的指令，当所述指令为符合门限数量的有效且一致的区块信息时，则接收所述新区块信息，并同步更新所述新区块信息；

若不可见，则定期向所述核心节点或者完整节点发送指令，请求所述核心节点或者完整节点发送新区块信息同步指令。

优选的，所述核心节点创建新区块的指令，具体包括：

核心节点创建所述新区块时，启动gossip通信中的push过程，把新生成的区块指令向其它节点传播更新，其中所述传播深度和传播广度由当前区块链系统全部节点数量确定。

优选的，所述符合门限数量具体为：

门限数量＝(传播广度*传播深度)/全部节点数量。

优选的，接收所述新区块信息，并同步更新所述新区块信息，具体包括：接收所述新区块的区块头信息，并同步更新所述新区块的区块头信息。

优选的，若不可见，定期向所述核心节点或者完整节点发送指令，请求所述核心节点或者完整节点发送所述新的区块同步指令，具体包括：

根据gossip通信的pull过程，以一定的时间间隔，主动发现所述区块链网络上的核心节点或者完整节点，并向所述核心节点或者完整节点发送pull信息，请求所述核心节点或者完整节点将新的区块信息同步过来。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：使得终端设备如手机、平板、pos机等在接入区块链网络时，在复杂及外部不可见的网络环境中，可以保持区块链关键信息与整个网络保持一致，增强区块链系统的可信度和不可篡改性，使终端设备能够稳定可靠的作为区块链系统的一部分正常运作。

附图说明

图1为本发明提出一种基于区块链信息一致处理方法的流程示意图；

图2为本发明优选实施例提出的一种区块链信息一致系统结构图；

图3为本发明优选实施例区块头信息表结构图；

图4为本发明提出的一种终端结构图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图1所示，为本申请提出的一种基于区块链信息一致处理的流程示意图，具体地，本申请技术方案包括如下步骤：

S101，判断在当前区块链网络中是否可见。

在本发明实施例中，终端在整个区块链网络中作为轻量节点，在处理局域网内部的时候，网络上的其它节点包括完整节点或者核心节点有时候会无法发现它们，所以首先要判断是否在区块链网络中可见。

在区块链网络中，核心节点是指参与区块链完整的交易过程，节点存储完整的区块链数据和交易完成后的状态数据，参与区块链共识，有机会完成记帐功能生成新区块，此类节点一般由性能较好的工作站、服务器或云服务承担。

完整节点是指参与区块链系统除共识外的所有交易过程，节点存储完整的区块链数据和交易完成后的状态数据，不参与生成新区块，系统生成新区块时从核心节点接收新区块信息，保存到本地数据库中，此类节点一般由存储资源充足的台式机、工作站等承担。

轻量节点是指参与区块链系统的节点发现、交易广播、交易合法性验证等功能，节点存储区块头，不存储具体的交易信息和状态数据库，以减少对终端节点的资源消耗，此类节点适合于各种终端设备，对系统资源要求低，适合于手机、平板、笔记本电脑、pos机等小型终端，即其为本实施例所述的终端。

S102，若可见，则接收核心节点创建新区块的指令，当所述指令为符合门限数量的有效且一致的区块信息时，则接收所述新区块信息，并同步更新所述新区块信息。

在本发明实施例中，核心节点创建所述新区块时，启动gossip通信中的push过程，把新生成的区块指令向其它节点传播更新，其中所述传播深度和传播广度由当前区块链系统全部节点数量确定。

其中门限数量＝(传播广度*传播深度)/全部节点数量。

接收所述新区块的区块头信息，并同步更新所述新区块的区块头信息。区块头信息仅包括父哈希、merkle根、状态哈希、时间戳等，所需要的存储空间非常小。而对区块中的交易信息，仅保存本轻量节点发起或参与的那部分交易信息，此类信息中含有本节点的签名，很容易从不同的交易信息中筛选出来，不属于本节点的那些交易则不做保留。

S103,若不可见，则定期向所述核心节点或者完整节点发送指令，请求所述核心节点或者完整节点发送新区块信息同步指令。

为保持信息的一致性，需要用到gossip的pull过程，即节点以一定的间隔，主动发现网络上的其他节点，并向其所发现的其他节点发送pull信息，请求这些节点把较新的区块同步过来。

本发明优选实施例还提出了一种基于gossip通信的轻量终端机区块链关键信息一致性系统，图2为本发明优选实施的区块链信息一致系统结构图，如图2所示，该系统利用gossip通信的三种信息交换模式，结合区块链系统中少数服从多数的共识机制，在轻量终端机收到设置门限数量M个完全一致信息后，即认为该信息为正确的。

本系统要解决的网络情况如图2所示，虚线左侧的轻量终端机节点因为数量巨大，且网络状况不确定，有可能出现如图2中所示的状态，当终端位于局域网内部时，即便开启了区块链的p2p连接服务，也无法被虚线右侧的核心网络发现，而系统中有新的交易完成产生新区块时，也无法直接把区块头信息同步到这部分终端机上。

为了实现在如前所述的网络中实现区块链系统的各种不同类型节点的信息同步，分以下几种情况处理各类节点的信息一致。

1.核心节点创建新区块时，核心节点启动gossip通信中的push过程，把新生成的区块向其他节点更新，在此push过程中，为保持系统收敛性，要根据当前系统全部节点数量P动态规划传播的深度D与广度W。系统全部节点P为已知，如图2中的网络P值为12，共12个不同的节点在系统中。为使系统尽快达到一致，传播广度W取本节点当前连接数的最大值，如图2中虚线框左上角节点当前连接数W为5，传播深度D的选择，从本例中可见，传播深度D至少为4信息才能传播至最左上角的终端，现实中网络结构可能会更加复杂，该值可以根据经验及网络状况进行选择，比如取D＝7。

2.完整节点收到push信息时，因为传输过程的不确定性，有些节点可能会重复收到信息，且收到信息后，如果该信息传播的次数，没有达到本次通信的深度D，则该节点要从与自己相连的节点(完整节点和轻量节点)中，随机选择传播广度W个(当总连接数比W小时，则选总连接数)，把收到的信息广播出去，为了保持系统具有一定的容错性，依据骤一的深度D与广度W取合理的接收值M＝(W×D)/P，当接收到M个有效且一致的区块信息时，节点接收此新区块信息，对于无法收到M次信息的节点，从接收信第一个push信息时，设定计时器，超时后该节点启动push过程请求信息同步。

3.轻量节点中对于网络可见的那些节点来说，更新过程与完整节点类似，区别在于对于收到的push信息，轻量节点仅接收区块头信息。图3为本发明优选实施例区块头信息表，如图3所示，区块头信息仅包括父哈希、merkle根、状态哈希、时间戳等，所需要的存储空间非常小。而对区块中的交易信息，仅保存本轻量节点发起或参与的那部分交易信息，此类信息中含有本节点的签名，很容易从不同的交易信息中筛选出来，不属于本节点的那些交易则不做保留。

4.轻量节点中，有一些节点处理局域网内部，网络上的完整节点或核心节点，无法主动发现到他们，如图2中最左边的六个轻量节点，这些节点不主动发起请求时，虚线右边的节点无法发现他们。为保持此类节点信息的一致性，需要用到gossip的pull过程，即节点以一定的间隔，主动发现网络上的其他节点，并向其所发现的其他节点发送pull信息，请求这些节点把较新的区块同步过来。

5.对于网络连接断开一定时间后，又重新接入网络的轻量节点或完整节点，在其网络连通时，都将启动pull通信过程，向网络请求较新的信息，以保持整个网络数据的一致性。

在前4、5所述步骤中，需要动态的依据发出pull请求的节点所能搜寻到的节点数目，优化设计pull过程中，接收新信息的门限值N，该值可以取搜寻到节点数目的比如当搜索到9个节点时，收到5个节点返回一致信息即确认该信息为正确。以此方法来确保关机重启或网络通信故障之后重新接收网络的节点，在其搜寻到的部分节点信息有误时，也能保持与整个网络的一致。

本发明实施例还提出了一种终端，图4为本发明提出的一种终端结构图，如图4所示，该终端包括：

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于执行所述程序指令，以执行以下步骤：

判断在当前区块链网络中是否可见；

若可见，则接收核心节点创建新区块的指令，当所述指令为符合门限数量的有效且一致的区块信息时，则接收所述新区块信息，并同步更新所述新区块信息；

若不可见，则定期向所述核心节点或者完整节点发送指令，请求所述核心节点或者完整节点发送新区块信息同步指令。

其中，核心节点创建新区块的指令，具体包括：

核心节点创建所述新区块时，启动gossip通信中的push过程，把新生成的区块指令向其它节点传播更新，其中所述传播深度和传播广度由当前区块链系统全部节点数量确定。

其中，所述符合门限数量具体为：

门限数量＝(传播广度*传播深度)/全部节点数量。

其中，接收所述新区块信息，并同步更新所述新区块信息，具体包括：接收所述新区块的区块头信息，并同步更新所述新区块的区块头信息。

其中，若不可见，定期向所述核心节点或者完整节点发送指令，请求所述核心节点或者完整节点发送所述新的区块同步指令，具体包括：

根据gossip通信的pull过程，以一定的时间间隔，主动发现所述区块链网络上的核心节点或者完整节点，并向所述核心节点或者完整节点发送pull信息，请求所述核心节点或者完整节点将新的区块信息同步过来。

根据本发明实施例可以看出，本发明可以使得轻量的终端设备如手机、平板、pos机等在接入区块链网络时，在复杂及外部不可见的网络环境中，可以保持区块链关键信息与整个网络保持一致，增强区块链系统的可信度和不可篡改性，使终端设备能够稳定可靠的作为区块链系统的一部分正常运作。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于区块链的信息一致处理方法，其特征在于，包括：

判断在当前区块链网络中是否可见；

若可见，则接收核心节点创建新区块的指令，当所述指令为符合门限数量的有效且一致的区块信息时，则接收所述新区块信息，并同步更新所述新区块信息；

若不可见，则定期向所述核心节点或者完整节点发送指令，请求所述核心节点或者完整节点发送新区块信息同步指令。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述核心节点创建新区块的指令，具体包括：

核心节点创建所述新区块时，启动gossip通信中的push过程，把新生成的区块指令向其它节点传播更新，其中所述传播深度和传播广度由当前区块链系统全部节点数量确定。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述符合门限数量具体为：

门限数量＝(传播广度*传播深度)/全部节点数量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收所述新区块信息，并同步更新所述新区块信息，具体包括：接收所述新区块的区块头信息，并同步更新所述新区块的区块头信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于若不可见，定期向所述核心节点或者完整节点发送指令，请求所述核心节点或者完整节点发送所述新的区块同步指令，具体包括：

根据gossip通信的pull过程，以一定的时间间隔，主动发现所述区块链网络上的核心节点或者完整节点，并向所述核心节点或者完整节点发送pull信息，请求所述核心节点或者完整节点将新的区块信息同步过来。

6.一种终端，其特征在于包括：

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于执行所述程序指令，以执行以下步骤：

判断在当前区块链网络中是否可见；

若可见，则接收核心节点创建新区块的指令，当所述指令为符合门限数量的有效且一致的区块信息时，则接收所述新区块信息，并同步更新所述新区块信息；

若不可见，则定期向所述核心节点或者完整节点发送指令，请求所述核心节点或者完整节点发送新区块信息同步指令。

7.根据权利要求6所述的终端，其特征在于，所述核心节点创建新区块的指令，具体包括：

核心节点创建所述新区块时，启动gossip通信中的push过程，把新生成的区块指令向其它节点传播更新，其中所述传播深度和传播广度由当前区块链系统全部节点数量确定。

8.根据权利要求6所述的终端，其特征在于所述符合门限数量具体为：

门限数量＝(传播广度*传播深度)/全部节点数量。

9.根据权利要求6所述的终端，其特征在于，接收所述新区块信息，并同步更新所述新区块信息，具体包括：接收所述新区块的区块头信息，并同步更新所述新区块的区块头信息。

10.根据权利要求6所述的终端，其特征在于，若不可见，定期向所述核心节点或者完整节点发送指令，请求所述核心节点或者完整节点发送所述新的区块同步指令，具体包括：

根据gossip通信的pull过程，以一定的时间间隔，主动发现所述区块链网络上的核心节点或者完整节点，并向所述核心节点或者完整节点发送pull信息，请求所述核心节点或者完整节点将新的区块信息同步过来。