CN108200210B9 - 基于区块链的链管理的方法、装置及计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开了基于区块链的链管理的方法、装置和计算机可读存储介质。该方法包括：区块链中的第一节点基于相应的子链管理账本确定能够创建子链，并向区块链中的至少另一个节点和第一节点广播用于创建该子链的第一交易信息；当接收到广播的第一交易信息时，该至少另一个节点和第一节点基于相应的子链管理账本确定能够创建该子链；以及第一节点构建成为该子链的节点，并向该至少另一个节点和第一节点广播与第一交易信息相对应的第二交易信息。依据本发明的实施例的基于区块链的链管理的方法可以扩展区块链的应用模式和场景，并提升区块链的运行效率。

Description

基于区块链的链管理的方法、装置及计算机可读介质

技术领域

本公开总体上涉及区块链(Block Chain)技术，更具体地说，涉及基 于区块链的链管理的方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

区块链技术是一种基于去中心化的对等网络的技术，其将密码学原理 与共识机制相结合来保障分布式各节点的数据连贯和持续，从而实现信息 即时验证、可追溯、难篡改和无法屏蔽之目的，从而创造了一套隐私、高 效、安全的分布式信任体系。

现有的区块链技术大多是建立在这样一种思想：一条链运载整个世界。 这导致了目前的区块链，典型应用例如有比特币和以太坊，它们的应用模 式其实是非常单一和低效的。例如，比特币作为人们最耳熟能详的区块链 应用，存在一个最大的问题：类型过于单一，实际的用途只有去中心化的 加密电子货币，但是却又很难被用来作为日常的支付手段。原因有两点： 区块链模型单一，只有一个账户模型(例如，UTXO)，很难承载各式各样 的应用需求；效率极其低下，交易速度和交易的响应时间较长，因为采用 的共识机制(例如，PoW(Proof of Work))还需要应付各种分叉。

因此，亟需一种改进的区块链组网管理方式。

发明内容

由于现有的区块链平台以一条链的方式运行，所以现有的区块链平台 的灵活性较差且不能同时满足多个不同的应用需求。另外，由于以一条链 方式运行，交易处理能力有限且效率较低。

针对上述问题，本发明设计了一种以区块链上交易为驱动的、复合区 块链网络，并提供了基于区块链来动态地生成和管理多条子链，同时在区 块链上维护各个子链的状态信息的组网管理方式。

本公开的第一方面提供了一种基于区块链的链管理的方法，所述方法 包括：区块链中的第一节点基于相应的子链管理账本确定能够创建子链， 并向所述区块链中的至少另一个节点和所述第一节点广播用于创建所述子 链的第一交易信息；当接收到广播的所述第一交易信息时，所述至少另一 个节点和所述第一节点基于相应的子链管理账本确定能够创建所述子链； 以及所述第一节点构建成为所述子链的节点，并向所述至少另一个节点和 所述第一节点广播与所述第一交易信息相对应的第二交易信息。

在一个示例中，所述方法还包括：所述至少另一个节点和所述第一节 点存储所述第一交易信息的验证数据；其中，所述第二交易信息包括所述 第一交易信息的验证数据；以及当接收到广播的所述第二交易信息时，所 述至少另一个节点和所述第一节点基于所存储的验证数据与所述第二交易 信息中包括的所述第一交易信息的验证数据的匹配来更新相应的子链管理 账本。

在一个示例中，所述方法还包括：所述区块链中的第二节点向所述至 少另一个节点和所述第一节点广播用于请求加入所述子链的第三交易信息， 其中，所述至少另一个节点包括所述第二节点；所述第二节点与所述第一 节点建立用于传输所述子链的数据的第一通信连接；以及当所述第二节点 建立所述第一通信连接时，所述第二节点向所述至少另一个节点和所述第 一节点广播与所述第三交易信息相对应的第四交易信息。

在一个示例中，所述方法还包括：当接收到广播的所述第三交易信息 时，所述至少另一个节点和所述第一节点存储所述第三交易信息的验证数 据；其中，所述第四交易信息包括所述第三交易信息的验证数据；以及当 接收到广播的所述第四交易信息时，所述至少另一个节点和所述第一节点 基于所存储的验证数据与所述第四交易信息中包括的所述第三交易信息的 验证数据的匹配来更新相应的子链管理账本。

在一个示例中，所述方法还包括：所述区块链中的第三节点向所述至 少另一个节点和所述第一节点广播用于请求加入所述子链的第五交易信息， 其中，所述至少另一个节点包括所述第三节点；所述第三节点与所述第一 节点或所述第二节点中的一个节点建立用于传输所述子链的数据的第二通 信连接；以及当所述第三节点建立所述第二通信连接时，所述第三节点向 所述至少另一个节点和所述第一节点广播与所述第五交易信息相对应的第 六交易信息。

在一个示例中，所述方法还包括：当接收到广播的所述第五交易信息 时，所述至少另一个节点和所述第一节点存储所述第五交易信息的验证数 据；其中，所述第六交易信息包括所述第五交易信息的验证数据；以及当 接收到广播的所述第六交易信息时，所述至少另一个节点和所述第一节点 基于所存储的验证数据与所述第六交易信息中包括的所述第五交易信息的 验证数据的匹配来更新相应的子链管理账本。

在一个示例中，与所述至少另一个节点和所述第一节点相对应的子链 管理账本用于存储子链标识和子链状态。

本公开的第二方面提供了一种基于区块链的链管理的方法，所述方法 包括：区块链中的第一节点基于相应的子链管理账本确定能够创建子链， 并向所述区块链中的所有节点广播用于创建所述子链的第一交易信息；当 接收到广播的所述第一交易信息时，所述区块链中的所有节点基于相应的 子链管理账本确定能够创建所述子链；以及所述第一节点构建成为所述子 链的节点，并向所述区块链中的所有节点广播与所述第一交易信息相对应 的第二交易信息。

本公开的第三方面提供了一种区块链系统，所述区块链系统包括：包 括多个节点的区块链，所述区块链包括利用上文所描述的方法来创建的子 链。

本公开的第四方面提供了一种基于区块链的链管理的方法，所述方法 包括：区块链中的第一节点基于相应的子链管理账本确定能够创建子链， 并向所述区块链中的至少另一个节点和所述第一节点广播用于创建所述子 链的第一交易信息；当接收到广播的所述第一交易信息时，所述第一节点 基于相应的子链管理账本确定能够创建所述子链；以及所述第一节点构建 成为所述子链的节点，并向所述至少另一个节点和所述第一节点广播与所 述第一交易信息相对应的第二交易信息。

在一个示例中，所述第一节点存储所述第一交易信息的验证数据；其 中，所述第二交易信息包括所述第一交易信息的验证数据；以及当接收到 广播的所述第二交易信息时，所述第一节点基于所存储的验证数据与所述 第二交易信息中包括的所述第一交易信息的验证数据的匹配来更新相应的 子链管理账本。

在一个示例中，所述第一节点接收来自所述区块链中第二节点的用于 请求加入所述子链的第三交易信息；所述第一节点与所述第二节点建立用 于传输所述子链的数据的通信连接；以及所述第一节点接收来自所述第二 节点的与所述第三交易信息相对应的第四交易信息。

在一个示例中，所述第一节点存储所述第三交易信息的验证数据；其 中，所述第四交易信息包括所述第三交易信息的验证数据；以及所述第一 节点基于所存储的验证数据与所述第四交易信息中包括的所述第三交易信 息的验证数据的匹配来更新相应的子链管理账本。

在一个示例中，与所述第一节点相对应的子链管理账本用于存储子链 标识和子链状态。

本公开的第五方面提供了一种基于区块链的链管理的方法，所述方法 包括：区块链中的第一节点基于相应的子链管理账本确定能够创建子链， 并向所述区块链中的所有节点广播用于创建所述子链的第一交易信息；当 接收到广播的所述第一交易信息时，所述第一节点基于相应的子链管理账 本确定能够创建所述子链；以及所述第一节点构建成为所述子链的节点， 并向所述区块链中的所有节点广播与所述第一交易信息相对应的第二交易 信息。

本公开的第六方面提供了一种基于区块链的链管理的方法，所述方法 包括：区块链中的第一节点向所述区块链中子链的至少一个节点和所述第 一节点广播用于请求加入所述子链的第一交易信息；所述第一节点与所述 子链的所述至少一个节点中的一个节点建立用于传输所述子链的数据的通 信连接；以及当所述第一节点建立所述通信连接时，所述第一节点向所述 子链的所述至少另一个节点和所述第一节点广播与所述第一交易信息相对 应的第二交易信息。

在一个示例中，当接收到广播的所述第一交易信息时，所述第一节点 存储所述第一交易信息的验证数据；其中，所述第二交易信息包括所述第 一交易信息的验证数据；以及当接收到广播的所述第二交易信息时，所述 第一节点基于所存储的验证数据与所述第二交易信息中包括的所述第一交 易信息的验证数据的匹配来更新相应的子链管理账本。

本公开的第七方面提供了一种基于区块链的链管理的方法，所述方法 包括：区块链中的第一节点向所述区块链中的所有节点广播用于请求加入 所述区块链中子链的第一交易信息；所述第一节点与所述子链中的一个节 点建立用于传输所述子链的数据的通信连接；以及当所述第一节点建立所 述通信连接时，所述第一节点向所述区块链中的所有节点广播与所述第一 交易信息相对应的第二交易信息。

本公开的第八方面提供了一种基于区块链的链管理的方法，所述方法 包括：区块链中的第一节点接收来自所述区块链中的第二节点的用于请求 加入所述区块链中子链的第一交易信息，其中，所述第一节点是所述子链 中的节点；所述第一节点与所述第二节点建立用于传输所述子链的数据的 通信连接；以及所述第一节点接收来自所述第二节点的与所述第一交易信 息相对应的第二交易信息。

在一个示例中，所述方法还包括：所述第一节点存储所述第一交易信 息的验证数据；其中，所述第二交易信息包括所述第一交易信息的验证数 据；以及所述第一节点基于所存储的验证数据与所述第二交易信息中包括 的所述第一交易信息的验证数据的匹配来更新相应的子链管理账本。

本公开的第九方面提供了一种基于区块链的链管理的装置，所述装置 包括：存储器，其用于存储指令；以及处理器，其耦合到所述存储器，所 述指令在由所述处理器执行时使得所述装置执行上文所描述的方法。

本公开的第十方面提供了一种计算机可读存储介质，其存储指令，所 述指令在被执行时用于实现如上文所描述的方法。

根据本公开的基于区块链的链管理的方法、装置和计算机可读存储介 质能够在保证原有区块链性质的基础上，扩展区块链的组网方式和应用场 景，提升链的运行效率，各条子链之间共识和执行区块交易互不影响，并 且各条子链的状态上链，使得子链的状态可信可查不可篡改。此外，本发 明所公开的技术为实现跨链通信提供了有益的参考。

附图说明

现将仅通过示例的方式，参考所附附图对本公开的实施例进行描述， 在附图中，相同或相似的附图标注表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了现有技术中的区块链的网络结构图100；

图2示出了根据本公开的实施例的区块链的网络结构图200；

图3示出了根据本公开的实施例的基于区块链的链管理的方法300的 流程图；

图4示出了根据本公开的实施例的在发起创建子链的节点处实现的基 于区块链的链管理的方法400的流程图；

图5示出了根据本公开的实施例的在请求加入子链的节点处实现的基 于区块链的链管理的方法500的流程图；

图6示出了根据本公开的实施例的在子链的成员节点处实现的基于区 块链的链管理的方法600的流程图；以及

图7示出了根据本公开的实施例的基于区块链的链管理的的装置700 的示意图。

具体实施方式

以下参考附图详细描述本公开的各个示例性实施例。附图中的流程图 和框图示出了根据本公开的各种实施例的方法和系统的可能实现的体系架 构、功能和操作。应当注意，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模 块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分可以 包括一个或多个用于实现各个实施例中所规定的逻辑功能的可执行指令。 也应当注意，在有些作为备选的实现中，方框中所标注的功能也可以按照 不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可 以基本并行地执行，或者它们有时也可以按照相反的顺序执行，这取决于 所涉及的功能。同样应当注意的是，流程图和/或框图中的每个方框、以及 流程图和/或框图中的方框的组合，可以使用执行规定的功能或操作的专用 的基于硬件的系统来实现，或者可以使用专用硬件与计算机指令的组合来 实现。

本文所使用的术语“包括”、“包含”及类似术语应该被理解为是开放 性的术语，即“包括/包含但不限于”，表示还可以包括其它内容。术语“基 于”是“至少部分地基于"。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”； 术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”，等等。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨 论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。 对于附图中的各单元之间的连线，仅仅是为了便于说明，其表示至少连线 两端的单元是相互通信的，并非旨在限制未连线的单元之间无法通信。

图1示出了现有技术中的区块链的网络结构图100。该区块链平台100 包括但不限于通过网络连接起来的终端(或称为节点)101、102、103、104 和105，其中，这些节点可以通过各种连接方式(例如，有线或无线等)与 其它区块链节点连接。从图1中可以看出，该区块链中所有节点都运行在 一条链(或称为“主链”)上，其应用模式单一和低效，使得这样的区块链 很难承载各式各样的应用需求，从而制约区块链的进一步应用。

为了解决上述以及其它潜在的缺陷和问题，图2示出了根据本公开的 实施例的区块链的网络结构图200，本公开的示例性实施例中的方法、装置 以及计算机可读存储介质可以实现于这样的场景(例如区块链网络)中。 该区块链200包括但不限于通过网络连接起来的终端(或称为节点)201、 202、203、204和205，其中，这些节点可以通过各种连接方式(例如，有 线或无线等)与其它区块链节点连接。除了所有节点运行于一条主链上以 外，这些节点中的部分节点可以组成多个子链，每个节点可以是一个或多 个子链的成员节点或者可以不是任何子链的成员节点。在一个示例中，节 点201、202和203在线下企图共同组成一条独立共识的子链A，节点204 和205在线下企图共同组成另一条独立共识的子链B，节点202、203和205 在线下企图共同组成另一条独立共识的子链C，这些子链之间可以具有不 同的子链共识和执行机制，以及使用不同的应用模式。为了实现这样的组 网方式，主链的所有节点201-205具有分布式的(本地)子链管理账本，该 子链管理账本用于存储包括子链标识(ID)和子链状态的账目数据，可以 通过分布式的子链管理账本的一致性来动态地创建子链并管理动态地创建 的子链。其中，子链标识可以唯一地标识子链。例如，子链状态可以包括 但不限于子链的成员、成员数量、成员所对应的公钥、成员通信状态或其 它自定义的数据等。应当理解，出于说明而非限制目的，图1可以包括更 多或更少的节点和子链。

图3示出了根据本公开的基于区块链的链管理的方法300的流程图， 方法300能够应用于图2所示的区块链网络中。为了便于说明，以节点 201-203企图共同组成一条独立共识的子链A为例，其中节点201发起创建 新的子链，节点202和203请求加入成功创建的子链A。方法300包括以 下步骤：

步骤S301：区块链中的第一节点基于相应的子链管理账本确定能够创 建子链，并向区块链中的至少另一个节点和第一节点广播用于创建该子链 的第一交易信息。在一个实施方式中，该至少另一个节点可以包括区块链 的所有节点中除第一节点以外的其余节点。例如，区块链200中的节点201 (即，第一节点)可以尝试生成新的子链A的标识subchain_1，并向其子 链管理账本确认是否已存在该子链标识subchain_1，如果存在，则不可以创 建该新的子链(即创建子链失败)，如果不存在，则可以创建该新的子链， 并向区块链200中的至少另一个节点(例如，其余节点202-205)和节点201 广播用于创建子链A的子链创建交易信息(即，第一交易信息)，通过确认 可以生成非重复的子链标识。该子链创建交易信息可以包括例如交易类型、 子链A的标识subchain_1、发送该交易信息的节点201的公钥、时间戳以 及交易内容。应当理解，在区块链网络中，每个发送节点可以通过利用自 己的私钥对发送的信息进行签名并将签名之后的数据发送给接收节点，接 收节点可以利用接收到的签名信息以及发送节点的公钥对接收信息的来源 进行验证。下文所提及的其它子链相关的交易信息可以包括类似的结构。

步骤S302：当接收到广播的第一交易信息时，该至少另一个节点和第 一节点基于相应的子链管理账本确定能够创建该子链。例如，区块链200 的该至少另一个节点和节点201可以接收到子链创建交易信息(例如，可 以在广播端口上接收到所广播的数据)，可以采用如步骤S301中所描述的 方式来确认是否可以创建该子链A。通过再次确认是否可以创建该子链A， 可以避免同时创建具有相同子链标识的子链。举例而言，节点201或其它 节点在接收到节点201广播的子链创建交易信息之前，可能先接收到由节 点204广播的子链创建交易信息并创建具有相同子链标识的子链(包括相 同的子链标识subchain_1，并且节点204的子链创建交易信息比节点1的子 链创建交易信息具有更早的时间戳)，因此，节点201或其它节点认为节点 201的创建子链A的行为是不可接受的，从而节点1不可以创建子链A(即 创建子链失败)。

步骤S303：第一节点构建成为该子链的节点，并向该至少另一个节点 和第一节点广播与第一交易信息相对应的第二交易信息。例如，如果节点 201不能构建为子链A的节点(例如，由于各种因素导致的构建过程失败)， 则节点201可以向区块链200的该至少另一个节点和节点201广播用于对 子链创建交易进行撤销的创建应答交易信息；相反，如果节点201构建成 为子链A的节点，则节点201可以向区块链200的该至少另一个节点和节 点201广播用于对子链创建交易信息进行确认的创建应答交易信息(即， 与第一交易信息相对应的第二交易信息)。

通过上述步骤S301-S303，第一节点在区块链上创建了一条子链，该子 链具有一个节点(即，第一节点)。

方法300还可以包括以下步骤：当接收到广播的第一交易信息时，该 至少另一个节点和第一节点存储第一交易信息的验证数据；其中，第二交 易信息包括第一交易信息的验证数据；以及当接收到广播的第二交易信息 时，该至少另一个节点和第一节点基于所存储的验证数据与第二交易信息 中包括的第一交易信息的验证数据的匹配来更新相应的子链管理账本。该 步骤描述了在第一节点创建了子链后对子链管理账本的数据进行更新的过 程。例如，如果区块链200的该至少另一个节点和节点201基于相应的本 地子链管理账本确认能够创建子链A，则可以(例如在内存中以键值对的 形式或以其它方式)存储该子链创建交易信息及其验证数据。在一个示例 中，子链创建交易信息的验证数据可以是基于子链创建交易信息而生成的 该交易的摘要，例如哈希(hash)值，哈希值可以是利用哈希算法对子链创 建交易信息进行哈希运算得到的。哈希算法是信息技术领域的重要技术， 它能将任意长度的明文映射为较短的固定长度的哈希值，并且不同的明文 很难映射为相同的哈希值。在其它示例中，也可以采用任何合适的方式来 生成子链创建交易信息的验证数据。这里的描述适用于下文中任何地方提 及的验证数据。例如，区块链200的该至少另一个节点和节点201在接收 到对子链创建交易信息进行确认的创建应答交易信息(即，与第一交易信 息相对应的第二交易信息)时，其中，该创建应答交易信息包括创建子链 交易信息的验证数据，对比例如在内存中存储的验证数据，如果找到对应 的子链创建交易信息(即，第一交易信息)的验证数据，则记录本地子链 管理账本的账目数据，例如更新子链标识和子链状态。也就是说，节点201 在区块链上创建了子链A后，各节点的本地子链管理账本相应地进行更新 以保持一致。此外，区块链200的该至少另一个节点和节点201在收到任 何对交易进行撤销的应答交易信息后会忽略之前的对应的交易信息(例如， 创建子链、加入子链等各种交易信息)，并且不记录子链管理账本。

方法300还可以包括以下步骤：该区块链中的第二节点向该至少另一 个节点和第一节点广播用于请求加入该子链的第三交易信息，其中，该至 少另一个节点包括第二节点；第二节点与第一节点建立用于传输该子链的 数据的第一通信连接；以及当第二节点建立第一通信连接时，第二节点向 该至少另一个节点和第一节点广播与第三交易信息相对应的第四交易信息。 该步骤描述了第二节点加入第一节点创建的子链的过程。例如，节点202 (即，第二节点)想要加入由节点201创建的子链A，则节点202向区块 链200中的该至少另一个节点和节点201广播用于请求加入子链A的加入 子链交易信息(即，第三交易信息)，其中，该至少另一个节点包括节点202。 例如，节点202可以例如在线下通过配置信息(该配置信息可以包括子链A 的节点201的IP地址和通信端口)与子链A的节点201建立用于传输子链 A的数据的第一通信连接并加入子链A。在一个示例中，子链的数据可以 包括子链的所有区块数据、子链的运行状态等。可选地，该配置信息也可 以作为子链成员节点的属性数据存储在子链管理账本的子链状态中。如果 节点202没有成功与节点201建立用于传输子链A的数据的通信连接，则 节点202向区块链200的该至少另一个节点和节点201广播用于对加入子 链交易信息进行撤销的加入应答交易。如果节点202与节点201建立了通 信连接，节点202向区块链200的该至少另一个节点和节点201广播用于 对加入子链交易信息进行确认的加入应答交易(即，与第三交易信息相对 应的第四交易信息)。

方法300还可以包括以下步骤：当接收到广播的第三交易信息时，该 至少另一个节点和第一节点存储第三交易信息的验证数据；其中，第四交 易信息包括第三交易信息的验证数据；以及当接收到广播的第四交易信息 时，该至少另一个节点和第一节点基于所存储的验证数据与第四交易信息 中包括的第三交易信息的验证数据的匹配来更新相应的子链管理账本。该 步骤描述了在第二节点加入了第一节点创建的子链后对子链管理账本进行 更新的过程。例如，当接收到广播的加入子链交易信息时，区块链200的 该至少另一个节点和节点201可以(例如在内存中以键值对的形式或以其 它方式)存储该加入子链交易信息及其验证数据。当区块链200的该至少 另一个节点和节点201接收到对加入子链交易信息进行确认的加入应答交 易信息(即，与第三交易信息相对应的第四交易信息)时，其中，该加入 应答交易信息包括加入子链交易信息的验证数据，对比例如在内存中存储 的验证数据，如果找到对应的加入子链交易信息(即，第三交易信息)的 验证数据，则记录本地子链管理账本的账目数据，例如更新子链状态。也 就是说，节点202在区块链上加入了子链A后，各节点的本地子链管理账 本相应地进行更新以保持一致。

方法300还可以包括以下步骤：区块链中的第三节点向该至少另一个 节点和第一节点广播用于请求加入该子链的第五交易信息，其中，该至少 另一个节点包括第三节点；第三节点与第一节点或述第二节点中的一个节 点建立用于传输该子链的数据的第二通信连接；以及当第三节点建立第二 通信连接时，所述第三节点向所述至少另一个节点和所述第一节点广播与 所述第五交易信息相对应的第六交易信息。该步骤描述了第三节点加入包 括第一节点和第二节点的子链的过程，类似于上文针对第二节点加入第一 节点创建的子链所描述的步骤，对于相似的部分不再描述，其区别在于， 当子链具有多于一个节点时，新加入的节点可以通过连接该子链中的种子 节点(即，该子链中的任何一个节点)来加入该子链。例如，节点203(即， 第三节点)想要加入已具有成员节点201和202的子链A，节点203可以 向区块链200的该至少另一个节点(其包括节点202和节点203)和节点 201广播加入子链交易信息(即，第五交易信息)，节点203与子链A中的 任何一个节点(节点201或202)建立用于传输子链A的数据的第二通信 连接并加入子链，并向区块链200的该至少另一个节点和节点201广播对 加入子链交易信息进行确认的加入应答交易信息(即，第六交易信息)。

方法300还可以包括以下步骤：当接收到广播的第五交易信息时，该 至少另一个节点和第一节点存储第五交易信息的验证数据；其中，所述第 六交易信息包括所述第五交易信息的验证数据；以及当接收到广播的第六 交易信息时，该至少另一个节点和第一节点基于所存储的验证数据与第六 交易信息中包括的第五交易信息的验证数据的匹配来更新相应的子链管理 账本。该步骤类似于上文针对在第二节点加入该子链之后更新子链管理账 本所描述的步骤，不再详述。

方法300还可以包括以下步骤：该子链中的一个节点向区块链的该至 少另一个节点和第一节点广播用于退出该子链的第七交易信息；当接收到 广播的第七交易信息时，区块链的该至少另一个节点和第一节点更新相应 的子链管理账本。该步骤描述了子链中的节点退出该子链的过程。例如， 子链A中的节点202想要退出子链，节点202可以向区块链200的该至少 另一个节点和节点201发送退出子链交易信息(即，第七交易信息)，区块 链200的该至少另一个节点和节点201节点响应于接收到退出子链交易信 息来更新子链管理账本以记录子链状态变化。

类似地，可以根据方法300生成任何拓扑结构的子链，例如包括节点 204和205的子链B、包括节点202、203和205的子链C以及其它子链。

图4示出了根据本公开的实施例的在创建子链的节点处实现的基于区 块链的链管理的方法400的流程图，方法400能够应用于图2所示的区块 链网络中，尤其是能够应用于图2所示的区块链节点。为了便于说明，类 似于上文的示例，节点201-203企图共同组成一条独立共识的子链A，其中 节点201发起创建新的子链，节点202和203请求加入成功创建的子链A， 可以在发起创建子链A的节点201处执行方法400，可以参照针对方法300 所举例描述的来理解方法400。方法400包括以下步骤：

步骤S401：区块链中的第一节点基于相应的子链管理账本确定能够创 建子链，并向区块链中的至少另一个节点和第一节点广播用于创建该子链 的第一交易信息。该步骤401类似于上文针对步骤S301所描述的。在一个 实施方式中，该至少另一个节点可以包括区块链的所有节点中除第一节点 以外的其余节点。例如，区块链200中的节点201(即，第一节点)向本地 子链管理账本确定能够创建子链A，并区块链200的至少另一个节点和节 点201广播用于创建子链A的子链创建交易信息(即，第一交易信息)。

步骤S402：当接收到广播的第一交易信息时，第一节点基于相应的子 链管理账本确定能够创建该子链。该步骤类似于上文针对步骤S302所描述 的，其区别在于，该步骤描述在单个节点(即，第一节点)处执行的操作。 例如，节点201接收到广播的子链创建交易信息，基于本地子链管理账本 再次确认能够创建子链A。

步骤S403：第一节点构建成为该子链的节点，并向该至少另一个节点 和第一节点广播与第一交易信息相对应的第二交易信息。该步骤类似于上 文针对步骤S303所描述的。例如，节点201构建成为子链A的节点，并向 区块链200的该至少另一个节点和节点201广播用于对子链创建交易信息 进行确认的创建应答交易信息(即，第二交易信息)。

通过上述步骤S401-S403，第一节点在区块链上创建了一条子链，该子 链具有一个节点(即，第一节点)。

方法400还可以包括以下步骤：第一节点存储第一交易信息的验证数 据；其中，所述第二交易信息包括所述第一交易信息的验证数据；以及当 接收到广播的第二交易信息时，第一节点基于所存储的验证数据与第二交 易信息中包括的第一交易信息的验证数据的匹配来更新相应的子链管理账 本。该步骤类似于上文针对在步骤S301-S303之后更新子链管理账本所描 述的步骤，不再详述。

方法400还可以包括以下步骤：第一节点接收来自区块链中第二节点 的用于请求加入该子链的第三交易信息；第一节点与第二节点建立用于传 输该子链的数据的通信连接；第一节点接收来自第二节点的与第三交易信 息相对应的第四交易信息。该步骤类似于上文针对方法300中第二节点加 入第一节点创建的子链所描述的步骤。例如，节点201接收到来自节点202 (即，第二节点)的用于请求加入子链A的加入子链交易信息(即，第三 交易信息)；节点201与节点202建立用于传输子链A的数据的通信连接； 节点201接收来自节点202的用于对加入子链交易信息进行确认的加入应 答信息(即，第四交易信息)。

方法400还包括以下步骤：第一节点存储第三交易信息的验证数据； 其中，第四交易信息包括所述第三交易信息的验证数据；以及所述第一节 点基于所存储的验证数据与所述第四交易信息中包括的所述第三交易信息 的验证数据的匹配来更新相应的子链管理账本。该步骤类似于上文针对方 法300中在第二节点加入该子链之后更新子链管理账本所描述的步骤，不 再详述。

方法400还可以包括方法300中针对退出子链所描述的步骤，不再详 述。

图5示出了根据本公开的实施例的在加入子链的节点处实现的基于区 块链的链管理的方法500的流程图，方法500能够应用于图2所示的区块 链网络中，尤其是能够应用于图2所示的区块链节点。为了便于说明，类 似于上文的示例，节点201已经创建了一条独立共识的子链A，节点202 加入了子链A，节点203请求加入成功创建的子链A，可以在请求加入子 链A的节点203处执行方法500，可以参照针对方法300和400所举例描 述的来理解方法500。方法500包括以下步骤：

步骤S501：区块链中的第一节点向区块链中子链的至少一个节点和第 一节点广播用于请求加入该子链的第一交易信息。该步骤类似于上文针对 方法300中第三节点加入创建的子链所描述的步骤。在一个实施方式中， 区块链中的第一节点可以向区块链中所有节点广播用于请求加入该子链的 第一交易信息。例如，区块链200中的节点203(即，第一节点)向区块链 200的子链A中的至少一个节点(例如，节点201和202)和节点203广播 用于请求加入子链A的加入子链交易信息(即，第一交易信息)。

步骤S502：第一节点与该子链的该至少一个节点中的一个节点建立用 于传输该子链的数据的通信连接。该步骤类似于上文针对方法300中第三 节点加入创建的子链所描述的步骤。例如，节点203与子链A中的节点201 和202中的任何一个节点建立用于传输子链A的数据的通信连接并加入该 子链A。

步骤S503：当第一节点建立该通信连接时，第一节点向该子链的该至 少另一个节点和第一节点广播与第一交易信息相对应的第二交易信息。该 步骤类似于上文针对方法300中第三节点加入创建的子链所描述的步骤。 例如，节点203向该至少另一个节点和节点203广播对加入子链交易信息 进行确认的加入应答信息(即，第二交易信息)。

通过上述步骤S501-S503，第一节点加入了区块链上已创建的一条子链。

方法500还可以包括以下步骤：当接收到广播的第一交易信息时，第 一节点存储第一交易信息的验证数据；其中，第二交易信息包括第一交易 信息的验证数据；以及当接收到广播的第二交易信息时，第一节点基于所 存储的验证数据与第二交易信息中包括的第一交易信息的验证数据的匹配 来更新相应的子链管理账本。该步骤类似于上文针对方法300中在第三节 点加入该子链之后更新子链管理账本所描述的步骤，不再详述。

方法500还可以包括方法300中针对退出子链所描述的步骤，不再详 述。

图6示出了根据本公开的实施例的在子链的成员节点处实现的基于区 块链的链管理的方法600的流程图，方法600能够应用于图2所示的区块 链网络中，尤其是能够应用于图2所示的区块链节点。为了便于说明，类 似于上文的示例，节点201已经创建了一条独立共识的子链A，节点202 加入了子链A，节点203请求加入成功创建的子链A，可以在子链A的成 员节点202处执行方法600，可以参照针对方法300、400和500所举例描 述的来理解方法600。方法600包括以下步骤：

步骤S601：区块链中的第一节点接收来自区块链中的第二节点的用于 请求加入区块链中子链的第一交易信息，其中，第一节点是该子链中的节 点。该步骤类似于上文针对方法300中第三节点加入创建的子链所描述的 步骤。例如，区块链200中的节点202接收来自节点203的用于请求加入 子链A的加入子链交易信息(即，第一交易信息)。

步骤S602：第一节点与第二节点建立用于传输该子链的数据的通信连 接。该步骤类似于上文针对方法300中第三节点加入创建的子链所描述的 步骤。例如，节点203与子链A中的一个节点(例如，节点202)建立用 于传输子链A的数据的通信连接并加入子链A。

步骤S603：第一节点接收来自第二节点的与第一交易信息相对应的第 二交易信息。该步骤类似于上文针对方法300中第三节点加入创建的子链 所描述的步骤。例如，节点202接收来自节点203的用于对加入子链交易 信息进行确认的加入应答交易信息(即，第二交易信息)。

通过上述步骤S601-S603，第一节点加入了区块链上已创建的一条子链。

方法600还可以包括以下步骤：第一节点存储所述第一交易信息的验 证数据；其中，第二交易信息包括第一交易信息的验证数据；以及第一节 点基于所存储的验证数据与第二交易信息中包括的第一交易信息的验证数 据的匹配来更新相应的子链管理账本。该类似于上文针对方法300中在第 三节点加入该子链之后更新子链管理账本所描述的步骤，不再详述。

方法600还可以包括方法300中针对退出子链所描述的步骤，不再详 述。

应当理解，图3-图6所描述的方法的实施例仅用于说明而非限制，可 以根据这些方法构建各种拓扑结构的子链，包括但不限于：在一条区块链 上创建多条子链；将子链本身作为一条主区块链，在该主区块链上类似地 创建其子链；将多条区块链的节点加入到一条主区块链，并将各条区块链 创建为主区块链的子链；以及其它各种情形等等。

图7示出了根据本公开的实施例的基于区块链的链管理的的装置700 的示意图。装置700可以包括：存储器701和耦合到存储器701的处理器 702。存储器701用于存储指令，处理器702被配置为基于存储器701存储 的指令来实现针对图3-图6所描述的方法的步骤中的任何步骤中的一个或 多个。

如图7所示，装置700还可以包括通信接口703，用于与其它设备进行 信息交互。此外，装置700还可以包括总线704，存储器701、处理器702 和通信接口703通过总线704来彼此进行通信。

存储器701可以包括易失性存储器，也可以包括非易失性存储器。处 理器702可以是中央处理器(CPU)、微控制器、专用集成电路(ASIC)、 数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器 件、或是被配置为实现本发明的实施例的一个或多个集成电路。

本发明通过基于区块链来动态地生成和管理多条子链，同时在区块链 上维护各个子链的状态信息来提供了一种复合区块链网络架构，与现有技 术相比，本发明提出的方法的优点在于以下几个方面：

首先，由于每条子链可以具有独立的共识和执行机制，各条子链之间 共识和执行区块交易互不影响。

其次，子链的状态上链，子链的状态就可信可查不可篡改。

再次，扩展了区块链的组网方式和应用场景，使得在保证原有区块链 性质的基础上，丰富了应用模式而且提高了链的运行效率(因为多条子链 的运行)。

最后，由于在主链上维护各个子链的运行状态信息，为实现跨链通信 创造了有利条件。

此外，替代地，上述的基于区块链的链管理的方法能够通过计算机程 序产品，即有形的计算机可读存储介质来体现。计算机程序产品可以包括 计算机可读存储介质，其上载有用于执行本公开的各个方面的计算机可读 程序指令。计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使 用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电存储设 备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述 的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表) 包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、 可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、 便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、 软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、 以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释 为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其它自由传播的电磁波、通过波导或 其它传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电 线传输的电信号。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用于限制本公开的实施例， 对于本领域的技术人员来说，本公开的实施例可以有各种更改和变化。凡 在本公开的实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等效替换、改进 等，均应包含在本公开的实施例的保护范围之内。

虽然已经参考若干具体实施例描述了本公开的实施例，但是应该理解， 本公开的实施例并不限于所公开的具体实施例。本公开的实施例旨在涵盖 在所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。所附权利 要求的范围符合最宽泛的解释，从而包含所有这样的修改及等同结构和功 能。

Claims (18)

1.一种基于区块链的链管理的方法，其特征在于，包括：

区块链中的第一节点基于相应的子链管理账本确定能够创建子链，并 向所述区块链中的至少另一个节点和所述第一节点广播用于创建所述子链 的第一交易信息；

当接收到广播的所述第一交易信息时，所述至少另一个节点和所述第 一节点基于相应的子链管理账本确定能够创建所述子链；以及

所述第一节点构建成为所述子链的节点，并向所述至少另一个节点和 所述第一节点广播与所述第一交易信息相对应的第二交易信息，

所述至少另一个节点和所述第一节点存储所述第一交易信息的验证数 据；

其中，所述第二交易信息包括所述第一交易信息的验证数据；以及

当接收到广播的所述第二交易信息时，所述至少另一个节点和所述第 一节点基于所存储的验证数据与所述第二交易信息中包括的所述第一交易 信息的验证数据的匹配来更新相应的子链管理账本。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述区块链中的第二节点向所述至少另一个节点和所述第一节点广播 用于请求加入所述子链的第三交易信息，其中，所述至少另一个节点包括 所述第二节点；

所述第二节点与所述第一节点建立用于传输所述子链的数据的第一通 信连接；以及

当所述第二节点建立所述第一通信连接时，所述第二节点向所述至少 另一个节点和所述第一节点广播与所述第三交易信息相对应的第四交易信 息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

当接收到广播的所述第三交易信息时，所述至少另一个节点和所述第 一节点存储所述第三交易信息的验证数据；

其中，所述第四交易信息包括所述第三交易信息的验证数据；以及

当接收到广播的所述第四交易信息时，所述至少另一个节点和所述第 一节点基于所存储的验证数据与所述第四交易信息中包括的所述第三交易 信息的验证数据的匹配来更新相应的子链管理账本。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

所述区块链中的第三节点向所述至少另一个节点和所述第一节点广播 用于请求加入所述子链的第五交易信息，其中，所述至少另一个节点包括 所述第三节点；

所述第三节点与所述第一节点或所述第二节点中的一个节点建立用于 传输所述子链的数据的第二通信连接；以及

当所述第三节点建立所述第二通信连接时，所述第三节点向所述至少 另一个节点和所述第一节点广播与所述第五交易信息相对应的第六交易信 息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

当接收到广播的所述第五交易信息时，所述至少另一个节点和所述第 一节点存储所述第五交易信息的验证数据；

其中，所述第六交易信息包括所述第五交易信息的验证数据；以及

当接收到广播的所述第六交易信息时，所述至少另一个节点和所述第 一节点基于所存储的验证数据与所述第六交易信息中包括的所述第五交易 信息的验证数据的匹配来更新相应的子链管理账本。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，与所述至少另一个节点 和所述第一节点相对应的子链管理账本用于存储子链标识和子链状态。

7.一种基于区块链的链管理的方法，其特征在于，包括：

区块链中的第一节点基于相应的子链管理账本确定能够创建子链，并 向所述区块链中的所有节点广播用于创建所述子链的第一交易信息；

当接收到广播的所述第一交易信息时，所述区块链中的所有节点基于 相应的子链管理账本确定能够创建所述子链；以及

所述第一节点构建成为所述子链的节点，并向所述区块链中的所有节 点广播与所述第一交易信息相对应的第二交易信息，

所述所有节点存储所述第一交易信息的验证数据；

其中，所述第二交易信息包括所述第一交易信息的验证数据；以及

当接收到广播的所述第二交易信息时，所述所有节点基于所存储的验 证数据与所述第二交易信息中包括的所述第一交易信息的验证数据的匹配 来更新相应的子链管理账本。

8.一种区块链系统，其特征在于，包括：

包括多个节点的区块链，所述区块链包括利用权利要求1-7中任一项所 述的基于区块链的链管理的方法来创建的子链。

9.一种基于区块链的链管理的方法，包括：

区块链中的第一节点基于相应的子链管理账本确定能够创建子链，并 向所述区块链中的至少另一个节点和所述第一节点广播用于创建所述子链 的第一交易信息；

当接收到广播的所述第一交易信息时，所述第一节点基于相应的子链 管理账本确定能够创建所述子链；以及

所述第一节点构建成为所述子链的节点，并向所述至少另一个节点和 所述第一节点广播与所述第一交易信息相对应的第二交易信息，

所述第一节点存储所述第一交易信息的验证数据；

其中，所述第二交易信息包括所述第一交易信息的验证数据；以及

当接收到广播的所述第二交易信息时，所述第一节点基于所存储的验 证数据与所述第二交易信息中包括的所述第一交易信息的验证数据的匹配 来更新相应的子链管理账本。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第一节点接收来自所述区块链中第二节点的用于请求加入所述子 链的第三交易信息；

所述第一节点与所述第二节点建立用于传输所述子链的数据的通信连 接；以及

所述第一节点接收来自所述第二节点的与所述第三交易信息相对应的 第四交易信息。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第一节点存储所述第三交易信息的验证数据；

其中，所述第四交易信息包括所述第三交易信息的验证数据；以及

所述第一节点基于所存储的验证数据与所述第四交易信息中包括的所 述第三交易信息的验证数据的匹配来更新相应的子链管理账本。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，与所述第一节点相对 应的子链管理账本用于存储子链标识和子链状态。

13.一种基于区块链的链管理的方法，包括：

区块链中的第一节点基于相应的子链管理账本确定能够创建子链，并 向所述区块链中的所有节点广播用于创建所述子链的第一交易信息；

当接收到广播的所述第一交易信息时，所述第一节点基于相应的子链 管理账本确定能够创建所述子链；以及

所述第一节点构建成为所述子链的节点，并向所述区块链中的所有节 点广播与所述第一交易信息相对应的第二交易信息，

所述所有节点存储所述第一交易信息的验证数据；

其中，所述第二交易信息包括所述第一交易信息的验证数据；以及

当接收到广播的所述第二交易信息时，所述所有节点基于所存储的验 证数据与所述第二交易信息中包括的所述第一交易信息的验证数据的匹配 来更新相应的子链管理账本。

14.一种基于区块链的链管理的方法，其特征在于，包括：

区块链中的第一节点基于相应的子链管理账本中的子链状态数据向所 述区块链中子链的至少一个节点和所述第一节点广播用于请求加入所述子 链的第一交易信息；

所述第一节点基于所述子链状态数据来与所述子链的所述至少一个节 点中的一个节点建立用于传输所述子链的数据的通信连接；以及

当所述第一节点成功建立所述通信连接时，所述第一节点向所述子链 的所述至少一个节点和所述第一节点广播与所述第一交易信息相对应的第 二交易信息，

当接收到广播的所述第一交易信息时，所述第一节点存储所述第一交 易信息的验证数据；

其中，所述第二交易信息包括所述第一交易信息的验证数据；以及

当接收到广播的所述第二交易信息时，所述第一节点基于所存储的验 证数据与所述第二交易信息中包括的所述第一交易信息的验证数据的匹配 来更新相应的子链管理账本。

15.一种基于区块链的链管理的方法，其特征在于，包括：

区块链中的第一节点基于相应的子链管理账本中的子链状态数据向所 述区块链中的所有节点广播用于请求加入所述区块链中子链的第一交易信 息；

所述第一节点基于所述子链状数据来与所述子链中的一个节点建立用 于传输所述子链的数据的通信连接；以及

当所述第一节点成功建立所述通信连接时，所述第一节点向所述区块 链中的所有节点广播与所述第一交易信息相对应的第二交易信息，

当接收到广播的所述第一交易信息时，所述所有节点存储所述第一交 易信息的验证数据；

其中，所述第二交易信息包括所述第一交易信息的验证数据；以及

当接收到广播的所述第二交易信息时，所述所有节点基于所存储的验 证数据与所述第二交易信息中包括的所述第一交易信息的验证数据的匹配 来更新相应的子链管理账本。

16.一种基于区块链的链管理的方法，其特征在于，包括：

区块链中的第一节点接收由所述区块链中的第二节点基于相应的子链 管理账本中的子链状态数据向所述第一节点发送的用于请求加入所述区块 链中子链的第一交易信息，其中，所述第一节点是所述子链中的节点；

所述第一节点与所述第二节点基于所述子链状态数据来建立用于传输 所述子链的数据的通信连接；以及

当所述通信连接成功建立时，所述第一节点接收来自所述第二节点的 与所述第一交易信息相对应的第二交易信息，

所述第一节点存储所述第一交易信息的验证数据；

其中，所述第二交易信息包括所述第一交易信息的验证数据；以及

所述第一节点基于所存储的验证数据与所述第二交易信息中包括的所 述第一交易信息的验证数据的匹配来更新相应的子链管理账本。

17.一种基于区块链的链管理的装置，其特征在于，包括：

存储器，其用于存储指令；以及

处理器，其耦合到所述存储器，所述指令在由所述处理器执行时使得 所述装置执行根据权利要求1-7或9-16中任一项所述的方法。

18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介 质存储有指令，所述指令在被执行时用于实现如权利要求1-7或9-16中任 一项所述的方法。

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