CN107332701A - 管理节点的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种管理节点的方法和系统，能够以智能合约的方式实现区块链网络中各节点的动态管理，确保各节点的数据一致，提高系统的安全性与可扩展性。本发明实施例的管理节点的方法包括：区块链存储智能合约；其中，所述智能合约在区块链网络中达成共识，并确定至少一种管理权限、以及在任一管理权限下可使用的至少一个节点处理指令；使用任一节点处理指令对所述区块链网络中的节点进行角色定义，或对所述区块链网络中的节点进行信息获取。

Description

管理节点的方法和系统

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种管理节点的方法和系统。

背景技术

区块链是融合分布式存储、点对点数据传输、共识机制、加密算法等计算机技术的集成创新应用模式。按照应用范围和节点准入对象的不同，区块链可分为公有链、私有链及联盟链。对于联盟链来说，管理区块链中的节点一般利用配置文件来进行节点的准入认证和角色定义，即在系统启动之初，便在各节点的配置文件中规划好节点的角色，节点按照配置文件的配置加入到区块链网络中运行。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

1.上述采用静态的配置文件来管理节点的方式，需要在系统启动之初便做好整个联盟链网络的规划，这样不利于新节点的接入和已有节点的退出，缺乏扩展性。

2.上述采用配置文件管理节点的方式，将准入认证和角色定义在同一步骤完成，不利于节点信息的动态维护。

3.现有技术中，配置文件采用明文方式记录在节点的文件系统中，容易被非法访问，造成信息泄露。如果配置文件被篡改，轻则造成各节点数据不一致，重则可能导致区块链平台不可用。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种管理节点的方法和系统，能够以智能合约的方式实现区块链网络中各节点的动态管理，确保各节点的数据一致，提高系统的安全性与可扩展性。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种管理节点的方法。

本发明实施例的管理节点的方法包括：区块链存储智能合约；其中，所述智能合约在区块链网络中达成共识，并确定至少一种管理权限、以及在任一管理权限下可使用的至少一个节点处理指令；使用任一节点处理指令对所述区块链网络中的节点进行角色定义，或对所述区块链网络中的节点进行信息获取。

可选地，所述区块链存储智能合约包括：区块链的创世块存储智能合约。

可选地，所述节点包括共识节点及非共识节点，所述共识节点包括处于就绪状态的共识节点、及处于激活状态的共识节点，所述管理权限包括管理员权限与普通权限。

可选地，所述区块链的创世块存储智能合约包括：在所述创世块生成时，在所述区块链网络的节点中指定第一节点及预设数量的初始共识节点；将第一节点的账户地址、以及初始共识节点的账户地址写入创世配置文件；其中，第一节点具有管理员权限，初始共识节点为具有普通权限的共识节点；在所述创世块生成之后，将所述智能合约部署到所述创世块中。

可选地，在管理员权限下可使用的节点处理指令为以下指令中的一个或多个：增加指令、确认指令、暂停指令、删除指令、管理员增加指令、管理员判断指令、列表获取指令、以及状态判断指令。

可选地，在普通权限下可使用的节点处理指令为以下指令中的一个或多个：管理员判断指令、列表获取指令、以及状态判断指令。

可选地，使用任一节点处理指令对所述区块链网络中的节点进行角色定义包括：执行增加指令将非共识节点修改为处于就绪状态的共识节点；或执行确认指令将处于就绪状态的共识节点修改为处于激活状态的共识节点；或执行暂停指令将处于激活状态的共识节点修改为处于就绪状态的共识节点；或执行删除指令将处于就绪状态的共识节点修改为非共识节点；或执行管理员增加指令将具有普通权限的节点修改为具有管理员权限的节点。

可选地，在所述使用任一节点处理指令对所述区块链网络中的节点进行角色定义之后，所述方法进一步包括：将角色定义信息在所述区块链网络中进行同步。

可选地，使用任一节点处理指令对所述区块链网络中的节点进行信息获取包括：执行管理员判断指令判断节点是否具有管理员权限；或执行列表获取指令获取由当前所有的共识节点组成的共识节点列表；或执行状态判断指令判断节点为非共识节点、或处于就绪状态的共识节点、或处于激活状态的共识节点。

为实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种管理节点的系统。

本发明实施例的管理节点的系统可包括：存储单元，可用于存储智能合约；其中，所述智能合约在区块链网络中达成共识，并确定至少一种管理权限、以及在任一管理权限下可使用的至少一个节点处理指令；所述存储单元在区块链中；节点管理单元，可用于使用任一节点处理指令对所述区块链网络中的节点进行角色定义，或对所述区块链网络中的节点进行信息获取。

可选地，所述节点包括共识节点及非共识节点，所述管理权限包括管理员权限与普通权限。

可选地，所述存储单元可用于：在所述区块链的创世块生成时，在所述区块链网络的节点中指定第一节点及预设数量的初始共识节点；将第一节点的账户地址、以及初始共识节点的账户地址写入创世配置文件；其中，第一节点具有管理员权限，初始共识节点为具有普通权限的共识节点；在所述创世块生成之后，将所述智能合约部署到所述创世块中。

可选地，在管理员权限下可使用的节点处理指令为以下指令中的一个或多个：增加指令、确认指令、暂停指令、删除指令、管理员增加指令、管理员判断指令、列表获取指令、以及状态判断指令；以及在普通权限下可使用的节点处理指令为以下指令中的一个或多个：管理员判断指令、列表获取指令、以及状态判断指令。

为实现上述目的，根据本发明的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质。

本发明的计算机可读存储介质中存储有计算机指令，所述计算机指令能够被计算机或计算机系统运行，从而使该计算机或计算机系统能够执行所述管理节点的方法。

根据本发明的技术方案，上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过在区块链中部署利用各种节点处理指令管理节点的智能合约，实现动态的节点角色定义与信息获取，便于新节点的接入与已有节点的退出，同时能够确保各节点数据的一致性，克服现有技术中节点管理方式僵化、系统扩展性差的缺陷；由于不需要通过配置文件进行节点管理，避免因配置文件被非法访问或篡改而导致的信息泄露，提高系统安全性；通过将节点的准入认证步骤与角色定义步骤分离，有利于节点信息的动态维护。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是根据本发明实施例的管理节点的方法的主要步骤示意图；

图2是根据本发明实施例的管理节点的系统的主要部分的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

区块链是融合分布式存储、点对点数据传输、共识机制、加密算法等计算机技术的集成创新应用模式。通俗来说，区块链是一种信息资源的组织结构，逻辑上为一个或一个以上区块形成的链表，区块用于存储一个或一个以上的信息资源如智能合约，基于区块链的分布式网络(以下称为区块链网络)中的每个节点都保存有相同的区块链，而区块链网络由保存有区块链的上述节点组成。

按照应用范围和节点准入对象的不同，区块链可分为公有链、私有链及联盟链。其中：公有链对互联网上的所有人开放，例如比特币、以太坊。私有链一般用于组织内部，不对其他人开放。联盟链对特定的组织和机构开放，例如在银行金融体系中，联盟链仅由商业银行作为参与方，不允许其它机构访问。在联盟链网络中，进行数据验证的节点称为共识节点，其它仅进行数据同步的节点称为非共识节点。

本发明实施例的技术方案通过在区块链中部署利用各种节点处理指令管理节点的智能合约，实现动态的节点角色定义与信息获取，便于新节点的接入与已有节点的退出，同时能够确保各节点数据的一致性，克服现有技术中节点管理方式僵化、系统扩展性差的缺陷；由于不需要通过配置文件进行节点管理，避免因配置文件被非法访问或篡改而导致的信息泄露，提高系统安全性；通过将节点的准入认证步骤与角色定义步骤分离，有利于节点信息的动态维护。

图1是根据本发明实施例的管理节点的方法的主要步骤的示意图。

如图1所示，本发明实施例的管理节点的方法主要包括如下步骤：

步骤S101：区块链存储智能合约。

在区块链特别是联盟链的运行场景中，需要保证监管方能具有一定的权限对区块链网络中的节点进行管理，例如增加共识节点、删除共识节点、增加具有管理员权限的节点等。同时，为了实现各类动态的算法，需要实时读取由当前所有的共识节点组成的共识节点列表。在本步骤中，采用智能合约来管理节点，能够保证各节点的数据一致性与安全性。

智能合约是运行在区块链平台上的一段程序代码，采用智能合约的形式来管理节点，可以保证区块链中的共识节点按照智能合约的约定执行并获得相同的结果，进而使区块链网络中的所有节点按照同样的规则实现数据的同步。

根据实现方式的不同，智能合约可分为系统合约和普通合约。系统合约部署在区块链的创世块中，由节点的应用软件包提供，为用户提供系统管理、隐私证明验证等特殊功能。而普通合约可以在区块链运行过程中的任意时间由用户编写部署。

在本发明实施例中，在区块链的创世块中存储智能合约，该智能合约为系统合约。由于该智能合约存储在区块链创世块中，因此区块链网络中的所有节点都存储该智能合约，并利用该智能合约进行节点管理。同时，管理节点形成的更改信息可一致地同步到各节点，保证了数据的一致性与安全性。

为了对区块链网络中的节点进行动态管理，智能合约确定了至少一种管理权限以及在任一管理权限下可使用的至少一个节点处理指令。实际应用中，管理权限可包括管理员权限与普通权限，管理员权限一般对应于监管方，普通权限一般对应于普通用户。

在本发明优选实施例中，在管理员权限下可使用的节点处理指令为以下指令中的一个或多个：增加指令、确认指令、暂停指令、删除指令、管理员增加指令、管理员判断指令、列表获取指令、状态判断指令。下面分别予以介绍：

增加指令用于将非共识节点修改为处于就绪状态的共识节点，该指令采用add方法，传入参数为待处理节点的账户地址，返回布尔值：0表示修改失败，1表示修改成功。节点的账户地址指的是该节点在区块链网络中的账户的地址，一般来说，账户地址与账户公钥一一对应。

确认指令用于将处于就绪状态的共识节点修改为处于激活状态的共识节点，该指令采用start方法，传入参数为待处理节点的账户地址，返回布尔值：0表示修改失败，1表示修改成功。

暂停指令用于将处于激活状态的共识节点修改为处于就绪状态的共识节点，该指令采用pause方法，传入参数为待处理节点的账户地址，返回布尔值：0表示修改失败，1表示修改成功。

删除指令用于将处于就绪状态的共识节点修改为非共识节点，该指令采用remove方法，传入参数为待处理节点的账户地址，返回布尔值：0表示修改失败，1表示修改成功。

管理员增加指令用于将具有普通权限的节点修改为具有管理员权限的节点，该指令采用addAdmin方法，传入参数为待处理节点的账户地址或中间合约的存储地址，返回布尔值：0表示修改失败，1表示修改成功。特别地，中间合约为系统提供的可调用程序，用户可基于中间合约进行节点的管理。当用户通过中间合约工作时，所有通过该中间合约调用的操作，都被视为用户操作。此外，在实际应用中，只有通过管理员增加指令修改的节点才具有管理员权限。

具体应用中，通过管理员增加指令增加具有管理员权限的节点后，不能删除该节点的管理员权限。而如果要将节点修改为处于激活状态的共识节点，首先必须将其变成处于就绪状态的共识节点。如果要将处于激活状态的共识节点删除，首先必须将其变成处于就绪状态的共识节点。

这样，在本发明实施例中，具有管理员权限的节点可通过上述增加指令、确认指令、暂停指令、删除指令、管理员增加指令灵活地实现节点的角色定义，动态地增加、删除动态节点，便捷地增加具有管理员权限的节点。上述角色定义指的是通过上述增加指令、确认指令、暂停指令、删除指令、管理员增加指令改变节点角色的过程。节点角色包括：非共识节点、处于激活状态的共识节点、处于就绪状态的共识节点、具有管理员权限的节点或具有普通权限的节点。

在本发明实施例中，具有管理权限的节点还可通过管理员判断指令、列表获取指令、状态判断指令进行信息获取。所述信息获取指的是获取共识节点列表、判断节点是否具有管理员权限、或判断节点为非共识节点或处于就绪状态的共识节点或处于激活状态的共识节点。具体来说：

管理员判断指令用于判断节点是否具有管理员权限，该指令采用isAdmin只读方法，传入参数为待处理节点的账户地址或中间合约的存储地址，返回布尔值：0表示不具有管理员权限，1表示具有管理员权限。

列表获取指令用于获取由当前所有的共识节点组成的共识节点列表，该指令采用list只读方法，传入参数为表示共识节点状态的整数1或2，1表示处于就绪状态的共识节点，2表示处于激活状态的共识节点。当传入1后，返回处于就绪状态的共识节点的账户地址拼接的字符串，将该字符串按照账户地址固定长度——一般为40位——进行分割，即可获得每一个处于就绪状态的共识节点的账户地址。当传入2后，返回处于激活状态的共识节点的账户地址拼接的字符串，将该字符串按照账户地址固定长度——一般为40位——进行分割，即可获得每一个处于激活状态的共识节点的账户地址。结合每一个处于就绪状态的共识节点的账户地址、以及每一个处于激活状态的共识节点的账户地址即可获得包含当前每个共识节点账户地址的共识节点列表。

特别地，在本发明实施例中，只有存在于所述共识节点列表的节点才是共识节点，其签名打包的区块才是合法区块。

状态判断指令用于判断节点为非共识节点或处于就绪状态的共识节点或处于激活状态的共识节点。该指令采用check只读方法，传入参数为待处理节点的账户地址，返回整数0、1、或2：0表示待处理节点为非共识节点，1表示待处理节点为处于就绪状态的共识节点，2表示待处理节点为处于激活状态的共识节点。

需要说明的是，节点处理指令处理的是已通过准入验证的节点，这样，本发明实施例的管理节点的方法将节点的准入认证步骤与角色定义步骤分离，有利于节点信息的动态维护。

在本发明优选实施例中，管理员判断指令、列表获取指令、状态判断指令为在普通权限下可使用的节点操作指令。可见，在普通权限下只可实现查询功能，无法通过增加指令、确认指令、暂停指令、删除指令、管理员增加指令进行节点角色定义。

特别地，在步骤S101中，所述智能合约在区块链网络中达成共识。所述达成共识指的是智能合约在区块链网络中的一个节点部署之后，获得区块链网络中的所有共识节点的验证通过，并同步存储在区块链网络的所有节点。

具体应用中，智能合约可以部署在创世块中，这样区块链网络中各节点在区块链运行时即达成共识。智能合约也可以部署在创世块之后的区块中，区块链网络中的共识节点对其验证通过后可达成共识。

在本发明实施例中，步骤S101可按照以下步骤执行：

1.建立智能合约，智能合约的存储地址一般在节点应用发布时确定。

2.在区块链的创世块生成时，在区块链网络的节点中指定第一节点及预设数量的初始共识节点，将第一节点的账户地址以及初始共识节点的账户地址写入创世配置文件，开始区块链的初始化。其中：第一节点具有管理员权限，初始共识节点为具有普通权限的共识节点，预设数量可根据应用环境灵活设置，例如：可将预设数量设置为3。

3.区块链初始化完成后，启动区块链，将智能合约部署到创世块。

特别地，在区块链运行后，创世块中的内容无法更改，因此第一节点的账户地址无法变更。

步骤S102：使用节点处理指令对所述区块链网络中的节点进行角色定义或信息获取。在本步骤中，可根据节点具有的权限进行节点管理：具有管理员权限的节点可通过增加指令、确认指令、暂停指令、删除指令、管理员增加指令进行节点的角色定义；通过管理员判断指令、列表获取指令、状态判断指令进行信息获取。具有普通权限的节点可通过管理员判断指令、列表获取指令、状态判断指令进行信息获取。

较佳地，在本发明实施例中，通过增加指令、确认指令、暂停指令、删除指令、或管理员增加指令获得的角色定义信息在区块链网络中进行同步。所述在区块链网络中进行同步指的是在区块链网络的每个节点的相应区块同步存储。角色定义信息指的是通过增加指令、确认指令、暂停指令、删除指令、或管理员增加指令获得的节点角色变更的信息。例如：使用增加指令获得的新增的处于就绪状态的共识节点的信息、以及减少的非共识节点的信息即为角色定义信息。

实际应用中，一个非共识节点如果希望成为共识节点，首先需要将其账户地址提交到具有管理权限的节点，具有管理权限的节点通过增加指令及确认指令将其增加后，将角色定义信息同步到其它节点，当各节点的区块数据同步完成后该非共识节点即成为共识节点。

需要说明的是，本发明实施例的管理节点的方法不仅可应用于联盟链中，也可应用于其它区块链中。

根据本发明实施例的管理节点的方法可以看出，因为采用在区块链中部署利用各种节点处理指令管理节点的智能合约的技术手段，所以实现动态的节点角色定义与信息获取，便于新节点的接入与已有节点的退出，同时能够确保各节点数据的一致性，克服现有技术中节点管理方式僵化、系统扩展性差的缺陷；由于不需要通过配置文件进行节点管理，从而避免因配置文件被非法访问或篡改而导致的信息泄露，提高系统安全性；通过将节点的准入认证步骤与角色定义步骤分离，有利于节点信息的动态维护。

图2是根据本发明实施例的管理节点的系统200的主要部分的示意图。

如图2所示，本发明实施例的管理节点的系统200可包括：存储单元201以及节点管理单元202。其中：

存储单元201，可用于存储智能合约；其中，所述智能合约在区块链网络中达成共识，并确定至少一种管理权限、以及在任一管理权限下可使用的至少一个节点处理指令。存储单元201在区块链中。

节点管理单元202，可用于通过任一节点处理指令对所述区块链网络中的节点进行角色定义，或对所述区块链网络中的节点进行信息获取。

较佳地，所述节点包括共识节点及非共识节点，所述管理权限包括管理员权限与普通权限。

在本发明实施例中，所述存储单元201可用于：在所述区块链的创世块生成时，在所述区块链网络的节点中指定第一节点及预设数量的初始共识节点；将第一节点的账户地址、以及初始共识节点的账户地址写入创世配置文件；其中，第一节点具有管理员权限，初始共识节点为具有普通权限的共识节点；在所述创世块生成之后，将所述智能合约部署到所述创世块中。

此外，在本发明实施例中，在管理员权限下可使用的节点处理指令为以下指令中的一个或多个：增加指令、确认指令、暂停指令、删除指令、管理员增加指令、管理员判断指令、列表获取指令、以及状态判断指令；在普通权限下可使用的节点处理指令为以下指令中的一个或多个：管理员判断指令、列表获取指令、以及状态判断指令。

从以上描述可以看出，因为采用在区块链中部署利用各种节点处理指令管理节点的智能合约的技术手段，所以实现动态的节点角色定义与信息获取，便于新节点的接入与已有节点的退出，同时能够确保各节点数据的一致性，克服现有技术中节点管理方式僵化、系统扩展性差的缺陷；由于不需要通过配置文件进行节点管理，从而避免因配置文件被非法访问或篡改而导致的信息泄露，提高系统安全性；通过将节点的准入认证步骤与角色定义步骤分离，有利于节点信息的动态维护。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (14)

1.一种管理节点的方法，其特征在于，包括：

区块链存储智能合约；其中，所述智能合约在区块链网络中达成共识，并确定至少一种管理权限、以及在任一管理权限下可使用的至少一个节点处理指令；

使用任一节点处理指令对所述区块链网络中的节点进行角色定义，或对所述区块链网络中的节点进行信息获取。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区块链存储智能合约包括：区块链的创世块存储智能合约。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述节点包括共识节点及非共识节点，所述共识节点包括处于就绪状态的共识节点、及处于激活状态的共识节点，所述管理权限包括管理员权限与普通权限。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述区块链的创世块存储智能合约包括：

在所述创世块生成时，在所述区块链网络的节点中指定第一节点及预设数量的初始共识节点；将第一节点的账户地址、以及初始共识节点的账户地址写入创世配置文件；其中，第一节点具有管理员权限，初始共识节点为具有普通权限的共识节点；

在所述创世块生成之后，将所述智能合约部署到所述创世块中。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在管理员权限下可使用的节点处理指令为以下指令中的一个或多个：增加指令、确认指令、暂停指令、删除指令、管理员增加指令、管理员判断指令、列表获取指令、以及状态判断指令。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在普通权限下可使用的节点处理指令为以下指令中的一个或多个：管理员判断指令、列表获取指令、以及状态判断指令。

7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，使用任一节点处理指令对所述区块链网络中的节点进行角色定义包括：

执行增加指令将非共识节点修改为处于就绪状态的共识节点；或

执行确认指令将处于就绪状态的共识节点修改为处于激活状态的共识节点；或

执行暂停指令将处于激活状态的共识节点修改为处于就绪状态的共识节点；或

执行删除指令将处于就绪状态的共识节点修改为非共识节点；或

执行管理员增加指令将具有普通权限的节点修改为具有管理员权限的节点。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述使用任一节点处理指令对所述区块链网络中的节点进行角色定义之后，所述方法进一步包括：

将角色定义信息在所述区块链网络中进行同步。

9.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，使用任一节点处理指令对所述区块链网络中的节点进行信息获取包括：

执行管理员判断指令判断节点是否具有管理员权限；或

执行列表获取指令获取由当前所有的共识节点组成的共识节点列表；或

执行状态判断指令判断节点为非共识节点、或处于就绪状态的共识节点、或处于激活状态的共识节点。

10.一种管理节点的系统，其特征在于，包括：

存储单元，用于存储智能合约；其中，所述智能合约在区块链网络中达成共识，并确定至少一种管理权限、以及在任一管理权限下可使用的至少一个节点处理指令；所述存储单元在区块链中；

节点管理单元，用于使用任一节点处理指令对所述区块链网络中的节点进行角色定义，或对所述区块链网络中的节点进行信息获取。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述节点包括共识节点及非共识节点，所述管理权限包括管理员权限与普通权限。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述存储单元用于：

在所述区块链的创世块生成时，在所述区块链网络的节点中指定第一节点及预设数量的初始共识节点；将第一节点的账户地址、以及初始共识节点的账户地址写入创世配置文件；其中，第一节点具有管理员权限，初始共识节点为具有普通权限的共识节点；在所述创世块生成之后，将所述智能合约部署到所述创世块中。

13.根据权利要求10-12任一所述的系统，其特征在于，在管理员权限下可使用的节点处理指令为以下指令中的一个或多个：增加指令、确认指令、暂停指令、删除指令、管理员增加指令、管理员判断指令、列表获取指令、以及状态判断指令；以及

在普通权限下可使用的节点处理指令为以下指令中的一个或多个：管理员判断指令、列表获取指令、以及状态判断指令。

14.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令能够被计算机或计算机系统运行，从而使该计算机或计算机系统能够执行权利要求1-9中任一项所述的方法。