CN108765151A - 一种基于区块链的交易方法 - Google Patents

一种基于区块链的交易方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于区块链的交易方法，属于计算机技术领域，包括：A：设置区块用于记录区块创建过程中的交易记录，采用DAG技术连接所述区块，多个所述区块相互连接构成区块网络；B：设置一个固定的值作为所述区块网络价值的临界值，并设置生成区块网络的分层制度。本发明提出了一种并发量高，交易速度快，支持不同等级交易类型的一种基于区块链的交易方法，克服了传统区块链交易方法中并发量小、速度低、节点需存储的数据大并且所有交易的地位均等的缺点。同时，区块的验证机制和分层机制使得重要交易记录存储在高层的区块网络中，更有利于后期的数据管理和数据挖掘。

Description

一种基于区块链的交易方法
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，具体的一种基于区块链的交易方法。
背景技术
区块链是一种按照时间顺序将数据区块以链条的方式组合成特定数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的去中心化共享总账，能够安全存储简单的、有先后关系的、能在系统内验证的数据。
现有基于区块链的交易方法中交易并发量小，速度低、交易费用高并且所有交易的地位均等，不利于后期的数据分析和数据挖掘。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种：并发量高、交易速度快、减少数据冗余，同时支持免费交易和付费交易的一种基于区块链的交易方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种基于区块链的交易方法，包括步骤：
A：设置区块用于记录区块创建过程中的交易记录，采用DAG技术连接所述区块，多个所述区块相互连接构成区块网络，所述区块网络的价值包括所述区块网络中记录的交易数量、交易金额和交易的矿工费；所述交易矿工费包括交易的手续费；
B：设置一个固定的值作为所述区块网络价值的临界值，并设置生成区块网络的分层制度；
当某一区块网络价值小于临界值时，新区块通过Transaction共识交易证明写入该区块网络末端；
当某一区块网络价值大于临界值时，新区块通过PoS共识权益证明写入该区块网络末端；或者，新区块通过Transaction共识交易证明生成该区块的下一层级区块网络；
优选的，所述Transaction交易证明步骤具体为：验证区块网络末端中任意两个区块，并将验证结果与交易一起记录到新的区块中。
优选的，所述PoS共识权益证明步骤具体为：矿工缴纳保证金参与挖矿，由挖矿合约决定拥有记账权的矿工，所述矿工将交易记录在区块网络中，并同时验证区块网络末端任意两个区块，所述矿工指参与将交易记录打包成区块的节点。
优选的，所述区块网络生成的时间越早，所述区块网络的层级越高。
优选的，将交易写入层级越高的区块网络中，所需支付的交易费用越高。
优选的，所述区块包括一个区块头，所述区块头包括以下信息：所述区块的父区块网络哈希值、所述区块上一个区块的哈希值、当前区块的哈希值、交易默克树根节点哈希值、交易费用、区块累计总权重值、区块交易权重值，所述权重值代表将区块写入区块网络所投入的工作量，所述父区块网络为当前区块的上一层区块网络，所述子区块网络包括为当前区块的下一层区块网络，所述上一个区块包括所述区块直接验证的区块。
优选的，所述Transaction交易验证和PoS共识权益证明还包括更新最新写入到区块网络中区块的累计总权重值，所述累计总权重值为从创世区块到当前区块最长路径中所有区块的区块交易权重值的总和，所述创世区块为第一个生成的区块。
优选的，区块网络中的区块的累计总权重值与该区块网络末端区块累计总权重值的差值的绝对值越大，表示所述区块被验证的次数越多，所述区块的安全性越高。
本发明的有益效果为：本发明提出了一种并发量高，交易速度快的一种基于区块链的交易方法。本发明将区块链网络划分为不同层级网络，节点用户可根据自身需要将交易写入不同层级的区块网络，并采用了PoS共识权益证明和Transaction共识交易证明两种交易验证方法，Transaction共识交易证明方法区块生成机制简单，交易并发量高，费用低廉，适用于低层级区块网络的验证；PoS共识权益证明方法速度慢但交易安全性高，适用于高层级区块网络的验证；本发明通过PoS共识权益证明和Transaction共识交易证明的有机结合，克服了传统区块链交易方法中并发量小，速度低，节点的数据存储量大，并且所有交易的地位均等的缺点。
同时，区块的验证机制和分层机制使得重要交易记录存储在高层的区块网络中，更有利于后期的数据管理和数据挖掘。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明的一具体实施例的数据结构拓扑图；
图2是本发明一具体实施例的区块验证的结构拓扑图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
名词解释：
区块:只包含一笔交易数据的"特殊区块"；
区块网络:基于DAG(有向无环图)技术，把区块构建成的网状结构；
创世区块:整个区块网络中第一笔交易生成的区块。
创世区块网络:包含创世区块的区块网络。
父区块网络:当前区块网络的上一层区块网络。
子区块网络:当前区块网络的下一层区块网络。
交易权重值:区块的权重，与发送这笔交易的节点所投入的工作量成正比。
累计总权重值:从创世区块到当前区块最长路径中所有区块的区块交易权重值的总和。
PoS共识权益证明：一种工作量证明的方法，Sunny King在2012年8月发布的PPC(点点币)中首先实现。
一种基于区块链的交易方法，包括步骤：
A：设置区块用于记录区块创建过程中的交易记录，采用DAG技术连接所述区块，多个所述区块相互连接构成区块网络，所述区块网络的价值包括所述区块网络中记录的交易数量、交易金额和交易的矿工费；所述交易矿工费包括交易的手续费；
B：设置一个固定的值作为所述区块网络价值的临界值，并设置生成区块网络的分层制度；
当某一区块网络价值小于临界值时，新区块通过Transaction共识交易证明写入该区块网络末端；
当某一区块网络价值大于临界值时，新区块通过PoS共识权益证明写入该区块网络末端；或者，新区块通过Transaction共识交易证明生成该区块的下一层级区块网络。
所述Transaction交易证明步骤具体为：验证区块网络末端中任意两个区块，并将验证结果与交易一起记录到新的区块中。
所述PoS共识权益证明步骤具体为：矿工缴纳保证金参与挖矿，由挖矿合约决定拥有记账权的矿工，所述矿工将交易记录在区块网络中，并同时验证区块网络末端任意两个区块，所述矿工指参与将交易记录打包成区块的节点。
DAG是一种利用无条件相关系数和偏相关系统技术确定变量之间同期因果关系的重要方法，它通过有向边刻画每对变量之间是否存在因果关系。本发明中区块之间通过验证任意其他两个区块，区块和被验证的区块之间存在着指向和因果联系，使得区块之间有机连接。
如图2所示，G为创世区块，即整个区块网络中第一笔交易生成的区块，A、B、C、D、E为区块，箭头方向A指向B代表A区块验证了B区块，B区块指向了E区块，则A区块也间接验证了E区块。
所述区块包括一个区块头，所述区块头包括如下信息：所述区块的父区块网络哈希值、所述区块上一个区块的哈希值、当前区块的哈希值、交易默克树根节点哈希值、交易费用、区块累计总权重值、区块交易权重值，所述权重值代表将区块写入区块网络所投入的工作量。所述区块头的信息如下所示：
其中，parentblockhash指所述区块的父区块网络哈希值，父区块网络指所述区块网络的上一层区块网络。
previousblockhash指区块的上一个区块哈希值，上一个区块指所述区块所直接验证的区块，hash指当前区块的哈希值。transactioncost指交易费用，totalweight指区块累计总权重值，weight指区块中交易的权重值。累计总权重值为从创世区块到当前区块最长路径中所有区块的区块交易权重值的总和，所述创世区块为第一个生成的区块，路径指从当前区块沿区块验证的方向(即箭头的方向)到创世区块所经过的区块。
每笔需要记录在区块中的交易在系统中发送时，系统会标注为未验证交易，并会带有一个初始的权重值，当交易者参与网络中交易证明时，如果证明验证完毕，则新区块的累计总权重值为被验证的两个区块的累计权重的最大值与当前区块权重值的和值，即从创世区块到本区块的最长路径中所有区块的区块交易权重值的总和。
区块网络中的区块的累计总权重值与该区块网络末端区块累计总权重值的差值的绝对值越大，表示区块被验证的次数越多，区块的安全性越高。
当网络中的节点的数量和交易者的数量足够多时，区块链上的区块形成了多个不同层级的区块网络，如图1所示，所述区块网络形成的越早，所述区块网络的层级越高；A区块网络中为最早形成的区块网络，是层级最高的区块网络。B1～B4为A区块网络的子区块网络，A区块网络为B1～B4区块网络的父区块网络，C1～C2区块网络处于当前区块链的末层，为当前层级最低的区块网络，层级较高的区块网络在交易中逐渐衍生出多个层级较低的区块网络分层，以此类推，形成了类似于海洋、江河、小溪的区块网络结构。
层级越高的区块网络中区块的安全级别越高，数据的价值越大，在后期数据挖掘中就越重要。
各层级的区块网络中的区块只存储本层级区块网络的交易数据，节点在同步区块链网络中的区块数据时，只需要同步节点交易所在区块网络及更高层级的区块网络中的区块数据，无需同步所有的区块数据，从而极大的减少了节点储存负荷，所述节点为使用本区块网络记录交易的用户。
将交易写入级别越高的区块网络中，所需支付的交易费用越高。根据用户愿意支付的交易费用，系统自动判断将交易记录在哪一层级的区块网络中，用户支付的交易费用越多，交易可以写入的区块网络的层级越高，交易数据的安全性就越高。
当用户选择交易费用为0时，执行Transaction共识交易证明，将记录交易的区块连接到未达临界值的区块网络的末端，若当前区块网络均已达到临界值，则所述区块在所述区块网络中生成下一层级区块网络。
当用户选择交易费用大于0时，执行PoS共识权益证明方法，系统根据用户选择的交易费用自动判断交易可以写入的区块网络的层级，用户意愿支付的费用越高，写入的区块网络的层级越高。
本发明的有益效果为：本发明采用了PoS共识权益证明和Transaction共识交易证明两种交易验证方法验证写入区块网络中的区块，并将区块网络划分为不同层级，Transaction交易证明方法区块生成机制简单，交易并发量高，适用于低层级区块网络。PoS共识权益证明方法速度慢但交易安全性高，适用于高层级区块网络。通过高层级区块网络交易验证方法和低层级区块网络交易验证方法的有机结合，克服了传统区块链交易方法中并发量小，速度低，节点需要存储的数据大并且所有交易的地位均等的缺点。
同时，区块的验证机制和分层机制使得重要交易记录存储在高层的区块网络中，更有利于后期的数据管理和数据挖掘。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种基于区块链的交易方法，其特征在于，包括步骤：
A：设置区块用于记录区块创建过程中的交易记录，采用DAG技术连接所述区块，多个所述区块相互连接构成区块网络；
B：设置一个固定的值作为所述区块网络价值的临界值，并设置生成区块网络的分层制度；
当某一区块网络价值小于临界值时，新区块通过Transaction共识交易证明写入该区块网络末端；
当某一区块网络价值大于临界值时，新区块通过PoS共识权益证明写入该区块网络末端；或者，新区块通过Transaction共识交易证明生成该区块的下一层级区块网络。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的交易方法，其特征在于，所述Transaction交易证明步骤具体为：验证区块网络末端中任意两个区块，并将验证结果与交易一起记录到新的区块中。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的交易方法，其特征在于，所述PoS共识权益证明步骤具体为：矿工缴纳保证金参与挖矿，由挖矿合约决定拥有记账权的矿工，所述矿工将交易记录在区块网络中，并同时验证区块网络末端任意两个区块，所述矿工指参与将交易记录打包成区块的节点。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的交易方法，其特征在于，所述区块网络生成的时间越早，所述区块网络的层级越高。
5.根据权利要求4所述的一种基于区块链的交易方法，其特征在于，将交易写入层级越高的区块网络中，所需支付的交易费用越高。
6.根据权利要求1所述的一种基于区块链的交易方法，其特征在于，所述区块包括一个区块头，所述区块头包括以下信息：所述区块的父区块网络哈希值、所述区块上一个区块的哈希值、当前区块的哈希值、交易默克树根节点哈希值、交易费用、区块累计总权重值、区块交易权重值，所述权重值代表将区块写入区块网络所投入的工作量，所述父区块网络为当前区块的上一层区块网络，所述子区块网络包括为当前区块的下一层区块网络，所述上一个区块包括所述区块直接验证的区块。
7.根据权利要求1所述的一种基于区块链的交易方法，其特征在于，所述Transaction交易验证和PoS共识权益证明还包括更新最新写入到区块网络中区块的累计总权重值，所述累计总权重值为从创世区块到当前区块最长路径中所有区块的区块交易权重值的总和，所述创世区块为第一个生成的区块。
8.根据权利要求7所述的一种基于区块链的交易方法，其特征在于，区块网络中的区块的累计总权重值与该区块网络末端区块累计总权重值的差值的绝对值越大，表示所述区块被验证的次数越多，所述区块的安全性越高。
9.根据权利要求1所述的一种基于区块链的交易方法，其特征在于，所述区块网络的价值包括所述区块网络中记录的交易数量、交易金额和交易的矿工费；所述交易矿工费包括交易费用。
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