CN108763443A - 区块链账户处理方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了区块链账户处理方法与装置。账户管理方法包括：基于账户的地址信息，在缓存中确定是否存在账户的用户信息，其中，如果账户的用户信息已经存在于缓存中，则针对账户执行至少一次事务操作，如果账户的用户信息并未存在于缓存中，则基于地址信息来将存储在数据库中的账户的用户信息读取到缓存中，并针对账户执行至少一次事务操作，基于至少一次事务操作，更新账户的用户信息。通过本发明的技术方案，可以有效压缩地址信息在缓存中的数据量，大大减少缓存占用率，同时提高查找效率。

Description

区块链账户处理方法与装置

技术领域

本发明属于区块链领域，尤其涉及一种区块链账户处理方法与装置。

背景技术

区块链BlockChain技术是近年来在金融科技(FinTech)领域出现的一种新兴技术，其独特的去中心化、信息不可篡改、多节点集体维护性、公开性、隐私保护等属性，在基于不可信的互联网中，能记录提供可信的交易信息数据。

区块链主要包括了P2P网络、密码学、共识机制、智能合约四个组成部分，通过四个领域的技术整合保证其独有的特性。用户的账户信息在区块链中占比非常重要，其账户信息的存取效率直接影响了区块链处理效率。

因此，亟需一种能够提升用户的账户信息处理速度的方法。

发明内容

本发明针对当前用户的账户信息处理速度低，占用空间大的问题，提出了通过改变用户的账户信息存储架构来实现的快速的账户信息处理速度的方法。

本发明的一方面提出了一种账户管理方法，包括：基于账户的地址信息，在缓存中确定是否存在所述账户的用户信息，其中，如果所述账户的用户信息已经存在于所述缓存中，则针对所述账户执行至少一次事务操作，如果所述账户的用户信息并未存在于所述缓存中，则基于所述地址信息来将存储在数据库中的所述账户的用户信息读取到所述缓存中，并针对所述账户执行所述至少一次事务操作，基于所述至少一次事务操作，更新所述账户的用户信息。

本发明的另一方面提出了一种账户管理装置，包括：处理器；以及存储器，其用于存储指令，当所述指令在执行时使得所述处理器执行前述的账户管理方法。

本发明还提出了一种计算机可读存储介质，具有存储在其上的计算机可读程序指令，其特征在于，当所述指令被执行时，执行前述的账户管理方法。

相较于传统方法，通过本发明的技术方案，可以有效压缩账户的地址信息在缓存中的数据量，大大减少缓存占用率，同时提高查找效率。另外，通过使用LevelDB作为缓存索引的落地存储，可以提高可靠性。

附图说明

参考附图示出并阐明实施例。这些附图用于阐明基本原理，从而仅仅示出了对于理解基本原理必要的方面。这些附图不是按比例的。在附图中，相同的附图标记表示相似的特征。

图1为传统技术中的字典树结构图；

图2为依据本发明实施例的数据存储结构示意图；

图3a为依据本发明实施例的账户管理方法流程图；

图3b为依据本发明实施例的账户的用户信息的前缀树示意图。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本发明的范围由所附的权利要求所限定。

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。

首先对本发明所涉及的术语进行阐述。哈希(Hash)用于把任意长度的输入变换成指定长度的输出，该输出就是哈希值。通过不同的哈希算法(譬如但不限于MD5、SHA、RIPEMD、国密SM3等)来确定的哈希值皆可用于本发明。账户的地址是指账户在区块链上的地址(即，公钥)，在本发明中，地址信息则是指对账户的地址来进行哈希运算而获得的信息。账户的用户信息则可以包括该账户的名称、历史操作次数、种类以及相应的参数，譬如，账户A的用户信息可以包括该账户的状态、金额、随机数(nonce)等信息。

发明人通过大量的实践发现，当前针对用户账户的索引存在以下问题：由于建立索引通常在缓存中缓存，随着账户数量增加，在索引数据量急剧增加的情况下，缓存占用率将急剧升高；在账户索引过多的情况下，没有有效快速的数据查找方法，使得查找性能极其低下；无法有效检验数据是否被篡改。

图1为传统技术中的字典树结构图。

在字典树中，拥有共同字符的字符串能共用一个节点，进而降低了字符重复率比较高的字符串占用的空间。然而，如果字符串重复率并不高，字典树并不能有效降低文件占用的存储空间。

以字符串CANER、COMER和UNDERSTAND为例，该三个字符串包含公共字符“ER”，因此，在字典树中，子节点N21对应于CAN、COM的公共字符“C”，字节点N22对应于UNDSTAND中的字符“U”。由于该三个词的公共字符较少，当对该三个字符串进行处理时，字典树的深度明显增加，并且没有其他字符串共同分享这段空间，从而导致占用大量的存储空间。

图2为依据本发明实施例的数据存储结构示意图。

相较于图1中的树结构，图2中的树结构中每一个节点对应于至少一个字符，即每个节点对应于字符串，该字符串包括通过对字符串进行抽取、合并而得到的共同词汇，如此，将极大地节省了存储空间。

在图2中的数据结构中，可以将字符串UNDSTAND合并入一个节点中，如果还存在字符串UNDERSTOOD，则节点N22对应于字符串UNDST，然后增加两个子节点N33和N34，分别对应于字符串AND和OOD，如此可以极大地降低整棵树的深度。

基于上述数据存储结构，本发明提出了一种账户管理方法，该方法包括：基于账户的哈希信息(账户的地址，譬如，区块链上的公钥)，获取用账户的用户信息。如果账户的用户信息已经存在于缓存中，则针对该账户进行至少一次原子操作。如果账户的用户信息并未存在于缓存中，则需要基于哈希信息来将存储在数据库中的账户的用户信息读取到缓存中，然后再基于针对账户进行至少一次原子操作。当该原子操作完成后，将对账户的用户信息进行更新。

下面结合对账户进行操作的场景来阐述本发明的账户管理方法。

图3a为依据本发明实施例的账户管理方法流程图，图3b为依据本发明实施例的账户的用户信息的前缀树示意图。

步骤S301：获得操作请求。

在该步骤中，经由用户界面发起与账户A、B相关联的操作的请求(譬如，由账户A向账户B转账100元)，服务器端可以获得将要操作的账户A、B的地址数据，譬如，对地址进行哈希运算而得到的地址信息(譬如，6c0a5c71ec20)。

步骤S302：基于地址信息在缓存中进行查找。

在该步骤中，在获取到地址信息后，服务端将基于地址信息在缓存中检索。换而言之，以该地址信息值作为K值在与缓存对应的前缀树中查找，并在步骤S303中判断该账户是否存在于缓存中。

请结合表1来参阅图3b中的前缀树。

图3b中示出了采用前缀树结构存在于缓存中的四条用户信息，该前缀树的每个节点包括与之相应的地址信息中的至少一个字符。

以账户A为例，其对应于用户信息A。由于账户B的地址信息(6c0a5c71781a)与账户A仅相差最后四位，因此，账户A、B具有共同的上一层节点。同样，由于账户C的地址信息(6c0a5c713b95)与账户A仅相差有四位相同，因此，账户A、C在图3b中的前缀树中具有相同的根节点。

基于上述前缀树的架构，当服务端获得一个地址信息时，其可以根据该地址信息在与缓存相对应的前缀树中进行查找。譬如，服务端获得的地址信息为“6c0a5c71ec0d16”，则可以在前缀树中确定该地址信息指向叶子节点0d16，即对应于用户信息D，换而言之，账户D存在于缓存中。同理，若该地址信息为“5abcdefff300”，则无法在前缀树中找到与之对应的叶子节点，缓存中不存在与之相对应的用户信息。

表1账户K:V对应表

KEY(地址)	VALUE(用户信息)
		6c0a5c71ec20	信息1(金额、随机数、状态…)
6c0a5c71781a	信息2(金额、随机数、状态…)
		6c0a5c713b95	信息3(金额、随机数、状态…)
6c0a5c710d16	信息4(金额、随机数、状态…)

步骤S303：确定账户是否存在于缓存中。

在该步骤中，将基于地址信息在前缀树中查找，若能够找与之对应的账户(即，找到所对应的用户信息)，则根据执行步骤S307，否则执行步骤S304。

步骤S307：针对账户进行事务操作

在该步骤中，若账户的用户信息存在于缓存中，则针对账户进行至少一次事务操作。在本实施例中，每个事务操作可以包括至少一个原子操作。

譬如，账户A转账给账户B，可将操作细化为：

原子操作1：将账户A扣除金额100，接口记做(subBalance(100))

原子操作2：将账户B增加金额100，接口记做(addBalance(100))

可以理解的，在不同的实施方式中，可以调整事务操作中所包含的原子操作的数目。

步骤S304：基于地址信息在数据库中进行查找

在该步骤中，将基于地址信息在数据库(譬如，levelDB)中对账户进行查找，进而确定账户的用户信息。在一种实施方式中，账户的地址信息和用户信息以成对的形式被存储在levelDB中。

步骤S305：基于地址信息来调整前缀树。

在该步骤中，将从levelDB中所获取的账户的用户信息加载到缓存的前缀树结构中。换而言之，将基于地址信息来在前缀树中增加相应的节点，进而在缓存中基于地址信息能够找到与之相对应的用户信息。

步骤S306：针对账户进行事务操作。

由于账户的用户信息已经被读取在缓存中，因此，可以在缓存中针对账户进行至少一次事务操作。如前述，每个事务操作可以包括至少一个原子操作。

步骤S308：更新账户的用户信息。

在该步骤中，当针对账户的原子操作每一步确保成功后，将对涉及到的账户的用户信息进行更新，譬如，更新账户A当前的金额。可以理解的，根据应用需要，在更新完用户信息后，可以将用户信息存储到levelDB中。

步骤S309：增加账户的操作次数。

在该步骤中，将对事务操作所涉及到的账户的操作次数进行更新(即，增加)。可以理解的，账户的操作次数可以根据原子操作次数来更新，也可以根据事务操作的次数来更新。

在实际应用中，事务操作往往包含多个原子操作，任一原子操作(譬如，账户A金额扣除成功，但账户B金额增加失败)产生错误，均将导致事务被认定为失败。

针对该情形，本发明提出了当事务被认定为失败时，将针对操作进行回滚处理。为了实现回滚处理，在每一步原子操作后均添加一个撤销(undo)操作。

此时，账户A转账给账户B的操作可细化为：

原子操作1：将A账户扣除金额100，接口记做(A.subBalance(100))；

撤销操作1：A.undo(addBalance(100))

原子操作2：将B账户增加金额100，接口记做(B.addBalance(100))；

撤销操作2：B.undo(subBalance(100))

通过上述设置，可以针对每个事务设置指代不同内容的撤销列表，这里的撤销列表用于但不限于记录相关账户的撤销操作。当事务操作发生错误(即，至少一个原子操作发生错误)时，可以对已经进行的原子操作进行撤销，即执行与该账户对应的撤销操作列表中记录的内容即可。换而言之，事务操作发生错误时，可以根据撤销列表来撤销该事务操作。

在一种实施方式中，被撤销的事务操作还可以重新执行。可以理解的，在不同的实施中方式，撤销操作可以是以事务操作为单位进行撤销，即当事务操作中的一个原子操作发生错误时，将全部撤销该事务操作中已经执行的所有原子操作；撤销操作也可以是以原子操作为单位进行撤销，即当事务操作中的一个原子操作发生错误时，可以部分地撤销该事务操作，换而言之，撤销已经执行的原子操作中的一部分。

在本实施例中，还可以周期性地基于操作次数来调整前缀树中的节点。具体而言，定期地根据前缀树中各个节点的操作次数来确定是否移除该账户索引缓存节点，进而释放缓存空间。譬如，可以根据操作次数的阈值来判断账户是否为非活跃账户，若为非活跃账户，则在缓存中移除该账户的相关信息。可以理解的，在不同的实施方式中，此处的操作次数阈值可以是事务操作的次数或原子操作的次数。

本发明使用账户的地址信息作为KEY值，通过前缀树数据结构和定期更新该前缀树结构的机制，有效地压缩了账户地址信息在内存中的数据量，减少内存占用率，同时还提高了查找效率。另外，通过使用账户的地址信息(哈希值)来构建前缀树，可以在读取账户时校验账户是否被篡改，进而提高数据安全性。

本发明还提出了一种账户管理装置，包括：处理器；以及存储器，其用于存储指令，当指令在执行时使得处理器执行前述的账户管理方法，在此不再赘述。

通过采用本发明的技术方案，可以有效压缩索引在缓存中的数据量，大大减少缓存占用率，同时提高查找效率。另外，通过使用LevelDB作为缓存索引的落地存储，可以提高可靠性。再者，使用小文件的Hash值作为K值存储，可以在数据读取时选择性校验数据是否被篡改，提高数据安全性，并且防止重复数据上传。

上述的账户管理方法的流程还代表机器可读指令，该机器可读指令包括由处理器执行的程序。该编程指令存储于有形计算机可读介质上，如硬盘、闪存、只读存储器(ROM)、光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)、高速缓存器、随机访问存储器(RAM)和/或任何其他存储介质，在该存储介质上信息可以存储任意时间(例如，长时间，永久地，短暂的情况，临时缓冲，和/或信息的缓存)。如在此所用的，该术语有形计算机可读介质被明确定义为包括任意类型的计算机可读存储的信息。附加地或替代地，可利用编码指令(如计算机可读指令)实现图3a中的示例过程，该编码指令存储于非暂时性计算机可读介质，在该存储介质信息可以存储任意时间。可以理解的，该计算机可读指令还可以存储在网络服务器中、云端平台上，以便于用户使用。

另外，尽管操作以特定顺序被描绘，但这并不应该理解为要求此类操作以示出的特定顺序或以相继顺序完成，或者执行所有图示的操作以获取期望结果。在某些情况下，多任务或并行处理会是有益的。同样地，尽管上述讨论包含了某些特定的实施细节，但这并不应解释为限制任何发明或权利要求的范围，而应解释为对可以针对特定发明的特定实施例的描述。本说明书中在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以整合实施在单个实施例中。反之，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分离地在多个实施例或在任意合适的子组合中实施。

Claims (10)

1.一种账户管理方法，其特征在于，包括：

基于账户的地址信息，在缓存中确定是否存在所述账户的用户信息，其中，

如果所述账户的用户信息已经存在于所述缓存中，则针对所述账户执行至少一次事务操作，

如果所述账户的用户信息并未存在于所述缓存中，则基于所述地址信息来将存储在数据库中的所述账户的用户信息读取到所述缓存中，并针对所述账户执行所述至少一次事务操作，

基于所述至少一次事务操作，更新所述账户的用户信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地址信息通过对所述账户在区块链上的地址数据进行哈希运算而确定。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地址信息和所述用户信息以成对的形式被存储。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当存储在数据库中的所述账户的用户信息被读取到所述缓存中后，基于所述地址信息来调整与所述缓存对应的前缀树结构。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述地址信息来在所述前缀树中增加与所述账户信息相对应的节点。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述事务操作包括多个原子操作，其中，如果所述多个原子操作中的至少一个操作发生错误，则撤销部分或全部所述事务操作。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，周期性地基于所述事务操作或所述原子操作来调整与所述缓存对应的前缀树结构。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，周期性地基于所述事务操作或所述原子操作来调整与所述缓存对应的前缀树结构的步骤还包括：

当账户的所述事务操作次数或所述原子操作的次数小于等于指定的阈值时，在与所述缓存对应的前缀树结构中移除与该账户对应的节点。

9.一种账户管理装置，包括：

处理器；以及

存储器，其用于存储指令，当所述指令在执行时使得所述处理器执行如权利要求1至8的任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，具有存储在其上的计算机可读程序指令，其特征在于，当所述指令被执行时，执行如权利要求1-8中任一项所述的方法。