CN108874634A - 一种数字货币区块链运行状态的可视化方法及浏览器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字货币区块链运行状态的可视化方法及浏览器，首先提出了类似区块、账本的形式进行可视化，依据区块产生的间隔时间，通过自动缩放链条长度，动态展示对应的间隔时间，展现形式独特、直观、形象，对于不了解区块链的人来说，可视化的展现有助于他更容易、更快地了解区块链，对于有区块链概念的人来说，加深其对概念的理解。整个浏览器的操作更加简便、快捷。

Description

一种数字货币区块链运行状态的可视化方法及浏览器

技术领域

本发明属于区块链技术领域，特别涉及一种数字货币区块链运行状态的可视化方法及浏览器。

背景技术

近年来，以"比特币"为代表的数字货币迅速兴起。比特币(BitCoin)的概念最初由中本聪在2009年提出，根据中本聪的思路设计发布的开源软件以及建构其上的P2P网络，是一种P2P形式的数字货币。2010年5月22日，美国佛罗里达州杰克逊维尔(Jacksonville,Florida)的程序员Laszlo Hanyecz，用10000BTC购买了价值25美元的披萨。这是现实世界中第一笔比特币交易，发展至今，很多国家、地方、行业直接用比特币结算而不用法币(法币是指政府发行的：美元、人民币等)。

比特币的去中心化、匿名、不可篡改、总量固定等特点，满足了很多群体的刚性需求，方便进行价值转移，所以使用价值越来越大。

因比特币10分钟产生1个区块、总量2100万个，块容量限制了1M，不能满足实际需要，因其源码是公开的，所以很多人修改比特币源码后新产生出很多山寨币，主要有莱特币、狗狗币等，据统计有数千种数字货币。

区块链是以比特币为代表的数字加密货币体系的核心支撑技术。区块链技术的核心优势是去中心化，能够通过运用数据加密、时间戳、分布式共识和经济激励等手段，在节点无需互相信任的分布式系统中实现基于去中心化信用的点对点交易、协调与协作，从而为解决中心化机构普遍存在的高成本、低效率和数据存储不安全等问题提供了解决方案。

区块记录了一段时间内发生的交易数据(区块体)和状态结果(区块头)，是对当前账本状态的一次共识。在比特币中，区块是指将10分钟内(丝路币是1分钟)的交易信息打包成一个块(block)。每个block会被计算出一个块哈希(hash)值(该hash值是根据交易数据、前一个区块的hash值和一个随机数计算出来的)，通过块哈希值将一个个区块按照发生顺序串联在一起就形成了区块链。

通过hash值连接区块是因为每个区块的hash都是唯一的，而且每个区块中不仅保存了本身的hash值，还保存了前一个区块的hash值，从而保证区块不会连接错误。此外，一个区块的hash值变化了，那么后面区块的pre hash值就和它对应不上，如果要使它们对应起来就需要重新计算后面所有区块的hash值，这个难度是非常大的，而且他改的数据只是一个或多个节点上的区块链，除非控制51％节点上的数据同时修改，所以交易一旦被打包，并经过6次以上的确认，就非常难篡改了。

每个区块还有一些其他重要的信息(也是我们要的数据维度)，包括区块的创建时间、根hash值、区块的大小、区块的交易量、区块的高度等。

区块链浏览器是浏览区块链信息的主要窗口，每一个区块所记载的内容都可以从区块链浏览器上进行查阅。通常数字资产用户会使用区块链浏览器查询记录在区块中的交易信息。然而，传统的区块链浏览器以展示字符和简单的列表为主，不直观、理解不方便，部分第三方浏览器有些可视化效果，但无查询功能。

发明内容

本发明提供了一种数字货币区块链运行状态的可视化方法及浏览器，该浏览器用账单的形式表示每个区块，区块用链条与前后区块相连，链条长度表示间隔时间，每个区块上写入头信息，显示区块链中的重要信息，提高了区块链浏览器的可视化程度，操作更加直观简便。

一种数字货币区块链运行状态的可视化方法，包括：

依据接收的区块链运行状态变化的消息数据；

将区块消息数据进行事件解析，获得区块链运行状态变化触发的区块数据信息事件对象；

利用解析到的区块数据信息事件对象以账单形式对区块数据信息进行可视化显示。

进一步地，所述区块数据信息的可视化显示形式包括图形显示、文字显示以及动画显示。

进一步地，所述图形显示的内容包括：

以账单中方格表示一个区块，区块间用链条连接显示，链条长度对应相邻区块产生的间隔时间；

以区块所在方格中的背景上添加的圆圈表示交易事务，圆圈的半径大小表示对应交易事务的输入输出地址数量；

以区块底端添加的进度尺表示区块的当前使用容量占据总容量的比例，所述进度尺满格对应区块总容量。

进一步地，所述区块间的链条长度依据浏览器窗口大小确定的可视化区域宽度进行自适应调整，最新的11个区块间的链条长度与对应的间隔时间的比值相同。

每个显示区块的宽度相同，在浏览器界面中，依据浏览器可视化区域的高度，位于最上方的两行区块，每行显示5个，且每行上的所有链条长度之和为可视化区域宽度减去每行所有区块宽度之和。

进一步地，区块间的链条长度最大值为0.45*区块宽度，最小值为0.2*区块宽度。

先固定第5个区块的左上角坐标，根据区块间距实际大小，计算第1-4个区块的左上角坐标；

根据第5个和第6个区块间隔，确定第二排区块位置，再根据6个区块位置，计算第7-10个区块的左上角坐标；

根据第10个和第11个区块间隔，计算第三排区块位置，再根据第11个区块位置，确定创世块位置；

区块链条位置摆放在图形区的最下层，并显示在每排区块高度一半的位置；

交易圆圈显示区域，以该区块左上角坐标为依据进行计算；

交易圆圈的圆心坐标取随机数，随机数范围限定在显示区域大小内；

交易圆圈大小是根据11个区块的最大输入输出地址数、最小输入输出地址数和显示区域宽度高度，通过比例尺确定。

进一步地，所述文字显示的内容包括：区块高度、区块自身哈希值与上一个区块哈希值、根哈希值、相邻区块间时间间隔、区块剩余容量、区块交易信息。

链条长度是相对的，会根据显示的11个区块自动判断最长和最短，不同时候看到的长度，可能对应不同的时间间隔，有文字说明更清晰。

进一步地，所述文字显示的内容以弹窗形式按照账单方格大小，自动缩放按顺序呈现在区块所在账单的方格上方，当鼠标移入账单方格时，弹窗弹出。

区块以账单形式展现，每排文字位置，根据该区块左上角坐标决定，文字显示宽度以区块宽度为依据，并自动缩放，保持每排文字左右对齐；

进一步地，所述动画显示的内容为新增区块，且以弹跳方式链入最新区块位置，其他区块自动更新位置并展现。

进一步地，所述账单的每行存储5个区块，最新产生的5个区块显示在账单第一行，按照区块产生时间对最新产生的6个区块的背景透明度进行设置，透明度范围为0-1，最新产生的区块背景透明度为0，倒数第6个区块及之前的区块的背景透明度为1。

一种数字货币区块链运行状态的可视化浏览器，包括：

接收单元，用于接收区块链运行状态变化的区块消息数据；

解析单元，将区块消息数据进行事件解析，获得区块链运行状态变化触发的区块数据信息事件对象；

显示单元，利用解析到的区块数据信息事件对象以账单形式对区块数据信息进行可视化显示；

所述显示单元采用上述的方法进行信息显示。

有益效果

本发明提供了一种数字货币区块链运行状态的可视化方法及浏览器，首先提出了类似区块、账本的形式进行可视化，依据区块产生的间隔时间，通过自动缩放链条长度，动态展示对应的间隔时间，展现形式独特、直观、形象，对于不了解区块链的人来说，可视化的展现有助于他更容易、更快地了解区块链，对于有区块链概念的人来说，加深其对概念的理解。整个浏览器的操作更加简便、快捷。

附图说明

图1为本发明所述浏览器的显示效果示意图。

具体实施方式

下面将结合实例与附图对本发明做进一步的说明。

针对现有技术中存在的问题，本发明提供的一种数字货币区块链运行状态的可视化方法在实现过程中包括以下几个任务的实现：

任务1)：最新的6个区块背景透明效果从浅到深，第6个及以后的区块背景一致，表明这个确认过程，一般6次确认后不可篡改；

任务2)：区块结构用方块形象表示，可以直接看出关键数据，鼠标移入可查详细信息，点击后可查询区块详情；

任务3)：每个区块产生时间不一样，利用区块间的距离表示间隔时间；

任务4)：每个区块会打包一定数量的交易，用小圆圈体现交易事务，小圆圈个数代表交易数，小圆圈大小表示该交易事务包含的输入输出地址数；

任务5)：每个区块有最大容量限制，区块实际占用空间在区块内底侧显示，并用进度尺表示占用比例；

任务6)：最新区块产生时，用动画展示，动态展示区块产生过程。

一种数字货币区块链运行状态的可视化方法，包括：

依据接收的区块链运行状态变化的消息数据；

将区块消息数据进行事件解析，获得区块链运行状态变化触发的区块数据信息事件对象；

利用解析到的区块数据信息事件对象以账单形式对区块数据信息进行可视化显示。

所述区块数据信息的可视化显示形式包括图形显示、文字显示以及动画显示。

所述图形显示的内容包括：

以账单中方格表示一个区块，区块间用链条连接显示，链条长度对应相邻区块产生的间隔时间；

以区块所在方格中的背景上添加的圆圈表示交易事务，圆圈的半径大小表示对应交易事务的输入输出地址数量；

以区块底端添加的进度尺表示区块的当前使用容量占据总容量的比例，所述进度尺满格对应区块总容量。

所述区块间的链条长度依据浏览器窗口大小确定的可视化区域宽度进行自适应调整，最新的11个区块间的链条长度与对应的间隔时间的比值相同。

如图1所示，每个区块的显示宽度相同，在浏览器界面中，依据浏览器可视化区域的高度，位于最上方的两行区块，每行显示5个，且每行上的所有链条长度之和为可视化区域宽度减去每行所有区块宽度之和，处于中间过程的区块连接采用省略显示。

区块间的链条长度最大值为0.45*区块宽度，最小值为0.2*区块宽度。

先固定第5个区块的左上角坐标，根据区块间距实际大小，计算第1-4个区块的左上角坐标；

根据第5个和第6个区块间隔，确定第二排区块位置，再根据6个区块位置，计算第7-10个区块的左上角坐标；

根据第10个和第11个区块间隔，计算第三排区块位置，再根据第11个区块位置，确定创世块位置；

区块链条位置摆放在图形区的最下层，并显示在每排区块高度一半的位置；

交易圆圈显示区域，以该区块左上角坐标为依据进行计算；

交易圆圈的圆心坐标取随机数，随机数范围限定在显示区域大小内；

交易圆圈大小是根据11个区块的最大输入输出地址数、最小输入输出地址数和显示区域宽度高度，通过比例尺确定。

所述文字显示的内容包括：区块高度、区块自身哈希值与上一个区块哈希值、根哈希值、相邻区块间时间间隔、区块剩余容量、区块交易信息。

链条长度是相对的，会根据显示的11个区块自动判断最长和最短，不同时候看到的长度，可能对应不同的时间间隔，有文字说明更清晰。

所述文字显示的内容以弹窗形式按照账单方格大小，自动缩放按顺序呈现在区块所在账单的方格上方，当鼠标移入账单方格时，弹窗弹出。

区块以账单形式展现，每排文字位置，根据该区块左上角坐标决定，文字显示宽度以区块宽度为依据，并自动缩放，保持每排文字左右对齐；

所述动画显示的内容为新增区块，且以弹跳方式链入最新区块位置，其他区块自动更新位置并展现。

所述账单的每行存储5个区块，最新产生的5个区块显示在账单第一行，按照区块产生时间对最新产生的6个区块的背景透明度进行设置，透明度范围为0-1，最新产生的区块背景透明度为0，倒数第6个区块及之前的区块的背景透明度为1。

实现本发明所述方法所包含的任务内容和具体实施方式如下：

任务1)的具体内容包括：

区块链本质是区块相连，一般6次确认后不可篡改。这样保证了区块链上被打包的交易也不会被篡改，前6个块背景透明度依次变化表明这个过程；第1行放最新的5个区块,最新的放右边；透明度表示区块成熟度，最新区块1-6对应透明度0到1，成熟的块显示与第6块一样的颜色。

在比特币的区块链中，大家一般认为当交易被6个区块确认，即后面跟着5个被确认的区块，基本就很难被修改了，这样保证了区块链上被打包的交易也不会被篡改。对区块进行不同透明度的设置是为了以可视化的方式表现6次确认这个过程。数字0-1是对透明度的度量。

在设计过程中，用程序动态设计最后出来的效果并不理想，因此在设计背景图时，按不同的透明度设计了6种区块背景图，从第1块到第6块背景逐步加深，第6块及以后的块，背景图用同样的，是一种表现区块确认6次以上不可更改的形式。

任务2)的具体内容包括：

区块结构用方块形象表示，可以直接看出关键数据：

区块的高度：区块高度也是区块的唯一标识符，可以用来查询区块；

自身的块哈希值和上一个块的哈希值：用来连接区块；

根哈希值：用来保证区块内交易不会被篡改；

区块之间的时间间隔：很多浏览器都只给出了区块产生的时间，但是区块产生的时间间隔对用户来说更为关注；

区块的容量信息：区块还剩余多少容量；

区块中的交易信息：交易数量、交易地址、交易金额等。

鼠标移入区块可查详细信息，点击后可查询区块详情。区块结构是头部信息加上交易事务打包，通过加密算法生成hash保证不可篡改，从区块中可以形象看到相关信息，直观、便于理解。

通过d3.js的绘图功能实现，即取得区块关键数据后，用函数分别把这些数据插入方块的区块结构中，每一个数据加上数据含义放在一行上，从上往下排列，一共有6行。区块和区块头信息的位置用d3.js的坐标轴定位。

任务3)的具体内容包括：

在比特币中，区块是指将10分钟内的交易信息打包成一个块。两个区块产生的时间间隔并不总是10分钟，而是由上一个区块打包的时间而定的，区块打包的时间是由打包的交易数量和难度值控制的，打包交易的数量越多、难度越大，那么打包所用的时间也就越长。很多浏览器都只给出了区块产生的时间，但是区块产生的时间间隔对我们来说才是比较重要的。

时间间隔是用线性比例尺计算的，最新11个区块，有10个时间差，最大和最小的时间差，对应区块间宽度最大和最小，用线性比例尺测算。绘制链条的时候把链条长度设置为时间间隔，即链条长度表示了时间间隔。在链条上方，用d3.js的函数显示具体的时间间隔。

任务4)的具体内容包括：

每个区块会打包一定数量的交易，用小圆圈体现交易事务，小圆圈个数代表交易数，小圆圈大小表示该交易事务包含的输入输出地址数。以丝路币(Silubium为例)，交易事务主要分四种情况：转账；打包了区块获得了收益，即交易费；节点获得pos利息，此时交易费是负值；当没有交易进行打包时，交易费和金额都为0SLB。

从后来请求的每个区块，会有交易个数，每个交易中会有地址总数，用循环语句实现的。小圆圈用d3.js绘图功能绘制，用比例尺将交易事务包含的输入输出地址数映射到圆圈的半径大小，因此小圆圈大小表示了该交易事务包含的输入输出地址数。在体现区块的背景图中，用程序指定了显示区域范围。圆圈在这个区域范围内随机产生。

任务5)的具体内容包括：

每个区块是有容量的，比特币中的区块容量为1M，每笔交易所占的容量是250Byte左右，所以每个区块可以容纳的交易信息是有限的，最多容纳4000笔交易，如果10分钟内的交易信息容量超过了区块容量，那么剩余的交易信息会被放入下一个区块中。区块实际占用空间在区块内底侧显示，并用进度尺表示占用比例。

每个区块最大容量是固定的，后台取得区块实际大小，然后用线性比例尺去计算并显示。进度尺用d3.js的绘图功能绘制显示，用坐标轴定位在区块的底端。

任务6)的具体内容包括：

最新区块产生时，用动画展示，最新区块以弹跳方式进入。

用d3函数偏移一定量，指定偏移时间，封装成一个函数去调用。

一种数字货币区块链运行状态的可视化浏览器，包括：

接收单元，用于接收区块链运行状态变化的区块消息数据；

解析单元，将区块消息数据进行事件解析，获得区块链运行状态变化触发的区块数据信息事件对象；

显示单元，利用解析到的区块数据信息事件对象以账单形式对区块数据信息进行可视化显示；

所述显示单元采用上述的方法进行信息显示。

本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (10)

1.一种数字货币区块链运行状态的可视化方法，其特征在于，包括：

依据接收的区块链运行状态变化的消息数据；

将区块消息数据进行事件解析，获得区块链运行状态变化触发的区块数据信息事件对象；

利用解析到的区块数据信息事件对象以账单形式对区块数据信息进行可视化显示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区块数据信息的可视化显示形式包括图形显示、文字显示以及动画显示。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述图形显示的内容包括：

以账单中方格表示一个区块，区块间用链条连接显示，链条长度对应相邻区块产生的间隔时间；

以区块所在方格中的背景上添加的圆圈表示交易事务，圆圈的半径大小表示对应交易事务的输入输出地址数量；

以区块底端添加的进度尺表示区块的当前使用容量占据总容量的比例，所述进度尺满格对应区块总容量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述区块间的链条长度依据浏览器窗口大小确定的可视化区域宽度进行自适应调整，最新的11个区块间的链条长度与对应的间隔时间的比值相同。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，区块间的链条长度最大值为0.45*区块宽度，最小值为0.2*区块宽度。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述文字显示的内容包括：区块高度、区块自身哈希值与上一个区块哈希值、根哈希值、相邻区块间时间间隔、区块剩余容量、区块交易信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述文字显示的内容以弹窗形式按照账单方格大小，自动缩放按顺序呈现在区块所在账单的方格上方，当鼠标移入账单方格时，弹窗弹出。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述动画显示的内容为新增区块，且以弹跳方式链入最新区块位置，其他区块自动更新位置并展现。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述账单的每行存储5个区块，最新产生的5个区块显示在账单第一行，按照区块产生时间对最新产生的6个区块的背景透明度进行设置，透明度范围为0-1，最新产生的区块背景透明度为0，倒数第6个区块及之前的区块的背景透明度为1。

10.一种数字货币区块链运行状态的可视化浏览器，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收区块链运行状态变化的区块消息数据；

解析单元，将区块消息数据进行事件解析，获得区块链运行状态变化触发的区块数据信息事件对象；

显示单元，利用解析到的区块数据信息事件对象以账单形式对区块数据信息进行可视化显示；

所述显示单元采用权利要求1-9任一项所述的方法进行信息显示。