CN109377224A - 区块链交易方法及装置、电子设备 - Google Patents

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Abstract

本说明书一个或多个实施例提供一种区块链交易方法及装置、电子设备，应用于汇出方设备，所述方法包括：确定将要从汇出方区块链账户汇入接收方区块链账户的交易额；其中，所述汇出方区块链账户的汇出方余额被划分出多份汇出方备用金余额，每份汇出方备用金余额在区块链上被登记为相应的汇出方备用金余额承诺；从所述汇出方区块链账户中选取若干份汇出方备用金余额，被选取的汇出方备用金余额的总和不小于所述交易额；向区块链提交交易，所述交易中包含所述被选取的汇出方备用金余额的标识和所述交易额对应的交易额承诺，使得汇出方区块链账户在交易完成后删除所述被选取的汇出方备用金余额、接收方区块链账户在交易完成后增加所述交易额。

Description

区块链交易方法及装置、电子设备
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及区块链技术领域，尤其涉及一种区块链交易方法及装置、电子设备。
背景技术
区块链可以通过在各个区块链节点之间达成共识，从而在各个区块链节点之间共同维护统一的区块链账本，以永久记载区块链网络中发生的交易信息。区块链账本是完全公开的，以便于随时查看和验证已发生交易的历史数据。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例提供一种区块链交易方法及装置、电子设备。
为实现上述目的，本说明书一个或多个实施例提供技术方案如下：
根据本说明书一个或多个实施例的第一方面，提出了一种区块链交易方法，应用于汇出方设备，所述方法包括：
确定将要从汇出方区块链账户汇入接收方区块链账户的交易额；其中，所述汇出方区块链账户的汇出方余额被划分出多份汇出方备用金余额，每份汇出方备用金余额在区块链上被登记为相应的汇出方备用金余额承诺；
从所述汇出方区块链账户中选取若干份汇出方备用金余额，被选取的汇出方备用金余额的总和不小于所述交易额；
向区块链提交交易，所述交易中包含所述被选取的汇出方备用金余额的标识和所述交易额对应的交易额承诺，使得汇出方区块链账户在交易完成后删除所述被选取的汇出方备用金余额、接收方区块链账户在交易完成后增加所述交易额。
根据本说明书一个或多个实施例的第二方面，提出了一种区块链交易装置，应用于汇出方设备，所述装置包括：
确定单元，确定将要从汇出方区块链账户汇入接收方区块链账户的交易额；其中，所述汇出方区块链账户的汇出方余额被划分出多份汇出方备用金余额，每份汇出方备用金余额在区块链上被登记为相应的汇出方备用金余额承诺；
选取单元，从所述汇出方区块链账户中选取若干份汇出方备用金余额，被选取的汇出方备用金余额的总和不小于所述交易额；
提交单元，向区块链提交交易，所述交易中包含所述被选取的汇出方备用金余额的标识和所述交易额对应的交易额承诺，使得汇出方区块链账户在交易完成后删除所述被选取的汇出方备用金余额、接收方区块链账户在交易完成后增加所述交易额。
根据本说明书一个或多个实施例的第三方面，提出了一种电子设备，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器通过运行所述可执行指令以实现如上述实施例中任一所述的方法。
附图说明
图1是一示例性实施例提供的一种区块链交易方法的流程图。
图2是一示例性实施例提供的一种在区块链网络中实施汇款交易的示意图。
图3是一示例性实施例提供的一种改进后的区块链账户结构的示意图。
图4是一示例性实施例提供的一种实施账户内资金转移的交互示意图。
图5是一示例性实施例提供的一种创建备用金余额的交互示意图。
图6是一示例性实施例提供的一种在区块链网络中实施汇款交易的流程图。
图7是一示例性实施例提供的一种设备的结构示意图。
图8是一示例性实施例提供的一种区块链交易装置的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书一个或多个实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书一个或多个实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是：在其他实施例中并不一定按照本说明书示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本说明书所描述的更多或更少。此外，本说明书中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本说明书中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。
图1是一示例性实施例提供的一种区块链交易方法的流程图。如图1所示，该方法应用于汇出方设备，可以包括以下步骤：
步骤102，确定将要从汇出方区块链账户汇入接收方区块链账户的交易额；其中，所述汇出方区块链账户的汇出方余额被划分出多份汇出方备用金余额，每份汇出方备用金余额在区块链上被登记为相应的汇出方备用金余额承诺。
在一实施例中，汇出方用户与接收方用户可以约定交易额的数值；其中，汇出方用户对应于汇出方设备、接收方用户对应于接收方设备，汇出方设备与接收方设备之间可以实现基于本说明书的区块链交易方案，从汇出方区块链账户向接收方区块链账户汇入(或称为转移)对应于该交易额的资产凭证。资产凭证可以对应于区块链内的代币(token)、数字资产等智能资产，资产凭证还可以对应于区块链外的现金、证券、优惠券、房产等链外资产，本说明书并不对此进行限制。
在一实施例中，由于区块链中的各个区块链节点需要基于共识而分别维护有统一的区块链账本，因而通过在区块链内登记汇出方备用金余额承诺，使得区块链节点维护的区块链账本中仅会记录该汇出方备用金余额承诺，而不会直接记录汇出方备用金余额，使得汇出方用户持有的汇出方备用金余额被作为私密数据而隐藏。类似地，汇出方余额可以被记录为区块链账本中的汇出方余额承诺；接收方用户持有的接收方余额、接收方备用金余额等，同样被记录为区块链账本中的接收方余额承诺、接收方备用金余额承诺等。实际上，对于汇出方用户、接收方用户所持有的任意类型的余额，均被记录为区块链账本中对应的余额承诺，以保护所有者的隐私；类似地，交易额可以被记录为区块链账本中的交易额承诺，以保护交易隐私。基于此处的描述，可以理解本说明书中涉及到的关于任一余额与对应的余额承诺、交易额与对应的交易额承诺之间的关系，下文中不再对此进行赘述。
在一实施例中，可以通过同态加密算法将某一余额生成为相应的余额承诺，比如将上述的汇出方备用金余额生成为相应的汇出方备用金余额承诺。本说明书中可以采用任意类型的同态加密算法，比如相关技术中的Pedersen承诺机制，当然本说明书并不对此进行限制。
在一实施例中，从汇出方余额中划分出多份汇出方备用金余额时，可以将所有汇出方余额均划分至汇出方备用金额中，即汇出方余额为该多份汇出方备用金余额之和；或者，也可以将汇出方余额的一部分划分为汇出方备用金余额，本说明书并不对此进行限制。
在一实施例中，每份汇出方备用金余额的数值可以相同，或者各份汇出方备用金余额的数值可以无关(可以相同，也可以不相同)，本说明书并不对此进行限制。
步骤104，从所述汇出方区块链账户中选取若干份汇出方备用金余额，被选取的汇出方备用金余额的总和不小于所述交易额。
步骤106，向区块链提交交易，所述交易中包含所述被选取的汇出方备用金余额的标识和所述交易额对应的交易额承诺，使得汇出方区块链账户在交易完成后删除所述被选取的汇出方备用金余额、接收方区块链账户在交易完成后增加所述交易额。
在一实施例中，通过从汇出方余额划分出多份汇出方备用金余额，使得区块链网络在采用账户模型的情况下，能够将多份汇出方备用金余额分别应用于不同的汇出交易中，在汇出交易与汇出方区块链账户的汇出方余额之间实现了解绑，也消除了不同汇出交易之间的关联关系，从而实现了账户模型下的并发交易，能够提升区块链网络的交易吞吐量。
在一实施例中，所述汇出方余额还被划分出第一汇入余额；其中，当所述汇出方区块链账户的汇出方余额增大时，相应的金额被增加至所述第一汇入余额。通过从汇出方余额划分出汇出方备用金余额和第一汇入余额，使得汇出方备用金余额可以被应用于汇出交易、第一汇入余额可以被应用于汇入交易，实现了汇出交易与汇入交易之间的解耦，确保汇出方区块链账户能够同时参与汇出交易和汇入交易，能够提升交易吞吐量。
在一实施例中，所述汇出方余额被划分出汇出余额，其中所述汇出余额的至少一部分被进一步划分为所述的多份汇出方备用金余额；以及，可以将所述第一汇入余额中的至少一部分转移至所述汇出余额，即实现了汇出方区块链账户内部的资产转移，且该资产转移操作与汇出方区块链账户的余额状态无关，确保汇出方区块链账户参与的汇入交易与汇出交易能够按照任意顺序执行，避免造成并发性限制。同时，通过由汇出余额从第一汇入余额中获得资产，以及从汇出余额中划分出汇出方备用金余额，消除了汇出方备用金余额的产生与已生成的汇出方备用金余额所参与的汇出交易之间的关联，避免在生成汇出方备用金余额时造成汇出交易的中断，确保汇出交易的连续实施。
在一实施例中，当所述被选取的汇出方备用金余额大于所述交易额时，所述第一汇入余额在所述交易完成后增加找零额，所述找零额为所述被选取的汇出方备用金余额与所述交易额之差。由于第一汇入余额用于参与汇入交易，与汇出方区块链账户参与的汇出交易之间不存在直接关联，因而将找零额增加至第一汇入余额时，并不影响其他汇出交易的并发实施。
在一实施例中，所述接收方区块链账户的接收方余额被划分出第二汇入余额，所述第二汇入余额在区块链上被登记为相应的第二汇入余额承诺；其中，所述第二汇入余额承诺在所述交易完成后增加所述交易额承诺。当采用同态加密算法且该同态加密算法满足加法同态时，可以对第二汇入余额承诺与交易额承诺直接相加，且更新后的第一汇入余额承诺所对应的更新后第二汇入余额将增加上述的交易额。
在一实施例中，所述交易额承诺由预设加密算法根据所述交易额和交易随机数计算得到、所述第二汇入余额承诺由所述预设加密算法根据所述第二汇入余额和汇入余额随机数计算得到；汇出方设备可以将所述交易随机数通过链外通道发送至接收方设备，以由所述接收方设备根据更新后第二汇入余额承诺、更新后汇入余额随机数确定更新后第二汇入余额；其中，所述更新后第二汇入余额承诺由所述第二汇入余额承诺增加所述交易额承诺得到、所述更新后汇入余额随机数由所述汇入余额随机数增加所述交易随机数得到、所述更新后第二汇入余额为所述第二汇入余额与所述交易额之和。
在一实施例中，在提交所述交易之前，汇出方设备可以将所述交易额承诺通过链外通道发送至所述接收方设备，以由所述接收方设备验证所述交易额承诺、所述交易随机数和所述交易额之间的关联关系。接收方设备可以在验证通过后，允许交易实施，否则可以阻碍交易实施；譬如，接收方设备可以在验证通过后提供下述的接收方签名，否则拒绝提供该接收方签名。
在一实施例中，汇出方设备可以获取所述接收方设备通过接收方私钥生成的与所述交易额承诺相关的接收方签名，所述接收方签名由所述接收方设备在所述关联关系通过验证后生成；然后，将所述接收方签名添加至所述交易中，以供所述区块链中的区块链节点进行签名验证。例如，当交易中并未包含该接收方签名时，区块链节点可以判定为共识失败，从而拒绝执行该交易。
在一实施例中，汇出方设备可以通过汇出方私钥生成与所述交易额承诺相关的汇出方签名，并将所述汇出方签名添加至所述交易中，以供所述区块链中的区块链节点进行签名验证。在其他实施例中，汇出方签名还可以与区间证明相关。例如，当交易中并未包含该汇出方签名时，区块链节点可以判定为共识失败，从而拒绝执行该交易。
在一实施例中，汇出方设备可以生成区间证明，并将所述区间证明添加至所述交易中，以供所述区块链中的区块链节点验证所述交易额是否满足：所述交易额不小于0且所述被选取的汇出方备用金余额不小于所述交易额。由于采用了从汇出方余额中划分出的汇出方备用金余额，使得区间证明与汇出方备用金余额相关、而与汇出方余额的数值无关，因而汇出方区块链账户能够并行参与多个汇出交易，并且能够确保每一汇出交易所包含的区间证明均能够通过区块链节点的验证。
为了便于理解，下面以区块链网络中的汇款交易为例，对本说明书的技术方案进行详细说明。图2是一示例性实施例提供的一种在区块链网络中实施汇款交易的示意图。如图2所示，假定由用户A向用户B进行区块链汇款；其中，本说明书中的“用户”可以表现为所登录的用户账号，而该用户账号实际可以归属于个人或组织，本说明书并不对此进行限制。
假定用户A使用的汇出方设备为用户设备1，譬如该用户设备1上登录有对应于用户A的用户账号；类似地，用户B使用的接收方设备为用户设备2。其中，用户设备1与用户设备2之间可以通过建立链下通道实现相应的链下通讯。
用户设备1上可以运行有区块链的客户端程序，使得该用户设备1在区块链网络中存在对应的区块链节点，比如图2所示的节点1。类似地，用户设备2上可以运行有区块链的客户端程序，使得该用户设备2在区块链网络中存在对应的区块链节点，比如图2所示的节点2。区块链网络中还存在其他区块链节点，比如图2所示的节点i等，此处不再一一列举。通过上述的节点1、节点2等，使得用户A与用户B之间的汇款交易可以经由区块链网络实施，相关交易信息可以被记录至各个区块链节点分别维护的区块链账本中，可以避免发生篡改，并有助于后续查验。
在本说明书的技术方案中，针对采用账户模型的区块链账户结构提出了改进，以使得改进后的区块链账户结构可以适用于高并发性的资金汇入、汇出场景，下面首先结合图3对改进后的区块链账户结构进行介绍。
图3是一示例性实施例提供的一种改进后的区块链账户结构的示意图。如图3所示，在相关技术中的账户模型的基础上，本说明书的区块链账户将账户余额划分为三个部分：汇出余额Ac、汇入余额Ar、备用金余额Ab。
区块链账户可以通过汇入余额Ar参与区块链网络中的汇入交易，即资金汇入该区块链账户的交易。具体的，所有需要汇入该区块链账户的资金，都可以计入该汇入余额Ar中，而与汇出余额Ac和备用金余额Ab无关。比如由用户A向用户B进行转账时，转账资金从用户A的区块链账户1转入用户B的区块链账户2时，具体转入用户B的区块链账户2中的汇入余额Ar_B。
区块链账户可以通过备用金余额Ab参与区块链网络中的汇出交易，即从该区块链账户向外汇出资金的交易。通过对汇出余额Ac的至少一部分实施划分，可以创建得到备用金余额Ab，其中备用金余额Ab的数量可以为一份或多份。而汇出余额Ac可以来源于汇入余额Ar，即通过对汇入余额Ar进行资金转移，可以将该汇入余额Ar中的资金转入至汇出余额Ac，以便划分得到上述的备用金余额Ab，从而将备用金余额Ab应用于区块链网络中的汇出交易。
下面以作为汇出方的用户A为例，对用户A的区块链账户1中的汇入余额Ar_A向汇出余额Ac_A进行资金转移的过程进行描述。图4是一示例性实施例提供的一种实施账户内资金转移的交互示意图。如图4所示，该交互过程可以包括以下步骤：
步骤401，汇出方对“A；move”签名，生成SigA。
在一实施例中，本说明书为区块链账户增加了一种与账户余额无关的操作，即move操作，可以将汇入余额Ar中的所有资金全部转入汇出余额Ac中。在上述的“A；move”中，“A”代表用户A的区块链账户1、“move”代表该move操作，整体表示：将用户A的区块链账户1中汇入余额Ar_A的所有资金全部转入汇出余额Ac_A。
步骤402，汇出方向区块链提交交易(A；move；SigA)。
在一实施例中，汇出方可以通过节点1向区块链提交交易(A；move；SigA)，以执行该交易。该交易将被传输至区块链网络中的所有区块链节点，并由各个区块链节点分别对该交易进行验证，以在验证通过时实施账户更新、完成资金转移，而在验证未通过时拒绝更新账户。
步骤403，区块链节点检查签名。
在一实施例中，区块链节点可以检查该交易(A；move；SigA)中包含的签名SigA是否正确；如果不正确，可以拒绝执行该交易；如果正确，转入步骤404。
步骤404，区块链节点更新账户。
在一实施例中，区块链节点在维护的区块链账本中更新用户A的区块链账户1。例如，区块链账本原本记录的内容为：用户A的区块链账户1中的汇出余额Ac_A＝PC1、汇入余额Ar_A＝PC2，其中PC1为通过Pedersen承诺机制对汇出余额Ac_A所含资金的数额进行计算得到的承诺、PC2为通过Pedersen承诺机制对汇入余额Ar_A所含资金的数额进行计算得到的承诺；通过如图4所示的交互过程，可以将汇入余额Ar_A的所有资金转入汇出余额Ac_A，使得区块链账本记录的内容被更新为：汇出余额Ac_A＝PC1+PC2、汇入余额Ar_A＝0。
需要指出的是：
虽然图4中通过move操作将汇入余额Ar_A的所有资金均转入汇出余额Ac_A，但出于一些场景下的需求，用户A仍然可以选择仅转移指定的资金数额，而并不一定需要转移所有资金。
例如，用户A可以指明所需转移的资金数额q，通过Pedersen承诺机制计算该数额q对应的承诺Q，生成用于证明q不小于0的区间证明PR1、用于证明汇入余额Ar_A所含资金的数额不小于数额q的区间证明PR2，并且针对(A；Q；PR1,PR2)进行签名得到SigA，然后汇出方向区块链中提交交易(A；Q；PR1,PR2；SigA)。
那么，假定区块链账本原本记录的内容为：用户A的区块链账户1中的汇出余额Ac_A＝PC1、汇入余额Ar_A＝PC2，基于上述交易可以从汇入余额Ar_A向汇出余额Ac_A转入资金q，使得区块链账本记录的内容被更新为：汇出余额Ac_A＝PC1+Q、汇入余额Ar_A＝PC2-Q。
下面以作为汇出方的用户A为例，对用户A的区块链账户1中的备用金余额的创建过程进行描述。图5是一示例性实施例提供的一种创建备用金余额的交互示意图。如图5所示，该交互过程可以包括以下步骤：
步骤501，汇出方确定待发行的备用金余额的金额a1～am。
在一实施例中，假定汇出方需要创建m个备用金余额，其金额分别为a1、a2……am，汇出方可以指定各个备用金余额的数值。例如，汇出方可以将用户A的区块链账户1中的汇出余额Ac_A全部用于创建备用金余额，比如当汇出余额Ac_A所含资金为p1，那么上述a1～am的数值均为p1/m。再例如，汇出方可以指明用于创建备用金余额的总资金p2，且该总资金p2应当不大于汇出余额Ac_A所含的资金p1，那么上述a1～am的数值均为p2/m。又例如，汇出方可以分别设定每一备用金余额的数值，即分别设定上述a1～am的取值，但需要确保所有备用金余额的金额之和不大于汇出余额Ac_A所含的资金p1。
步骤502，汇出方分别为每一备用金余额生成对应的ID和随机数。
在一实施例中，假定金额为a1的备用金余额对应的ID为id1、随机数为r1，金额为a2的备用金余额对应的ID为id2、随机数为r2，……金额为am的备用金余额对应的ID为idm、随机数为rm。
步骤503，汇出方分别为每一备用金余额计算对应的备用金余额承诺。
在一实施例中，汇出方可以通过Pedersen承诺机制，为每一备用金余额计算对应的备用金余额承诺。例如，备用金余额id1对应的备用金余额承诺为PC(a1)，根据备用金余额id1对应的金额a1、随机数r1，可以确定PC(a1)＝Comm(r1,a1)＝gr1ha1，其中g、h为算法中已知的参数；类似地，可以根据金额a2、随机数r2计算出备用金余额id2对应的备用金余额承诺PC(a2)＝Comm(r2,a2)＝gr2ha2，……，根据金额am、随机数rm计算出备用金余额am对应的备用金余额承诺PC(am)＝Comm(rm,am)＝grmham。
步骤504，汇出方分别为每一备用金余额生成对应的区间证明，以表明备用金余额不小于0。
在一实施例中，汇出方可以通过相关技术中的Bulletproofs方案、Borromean环签名方案等方式，针对各个备用金余额生成对应的区间证明。例如，可以针对备用金余额id1生成对应的区间证明Pf_1，以用于证明备用金余额id1的金额满足a1≥0；类似地，可以针对备用金余额id2生成对应的区间证明Pf_2，以用于证明备用金余额id2的金额满足a2≥0，……，针对备用金余额idm生成对应的区间证明Pf_m，以用于证明备用金余额idm的金额满足am≥0。
步骤505，汇出方生成区间证明Pf。
在一实施例中，由于需要对汇出余额Ac_A所含的资金p1进行划分，得到相应的备用金余额id1～idm，因而需要确保汇出余额Ac_A的资金p1充足、足够用于生成备用金余额id1～idm，而区间证明Pf可以用于确保p1≥a1+……+am，或者p1-a1-……-am≥0。
步骤506，汇出方对[(id1,PC(a1),Pf_1),…,(idm,PC(am),Pf_m),Pf]进行签名并交易。
在一实施例中，汇出方可以通过用户A对应的汇出方私钥对[(id1,PC(a1),Pf_1),…,(idm,PC(am),Pf_m),Pf]进行签名，得到相应的签名SigA。然后，汇出方可以组装交易[A；(id1,PC(a1),Pf_1),…,(idm,PC(am),Pf_m),Pf；SigA]，并通过节点1向区块链提交该交易，以执行该交易。该交易将被传输至区块链网络中的所有区块链节点，并由各个区块链节点分别对该汇款交易进行验证，以在验证通过时实施账户更新、完成备用金余额的创建，而在验证未通过时拒绝更新账户。
步骤507，区块链节点检查签名。
在一实施例中，区块链节点可以检查上述交易中包含的签名SigA是否正确；如果不正确，可以拒绝执行该交易；如果正确，转入步骤508。
步骤508，区块链节点验证区间证明。
在一实施例中，区块链节点可以检查上述交易中包含的区间证明Pf_1～Pf_m、区间证明Pf，以确定是否满足a1≥0、……、am≥0、p1≥a1+……+am。如果不正确，可以拒绝执行该交易；如果正确，转入步骤509。
步骤509，区块链节点更新账户。
在一实施例中，区块链节点在维护的区块链账本中更新用户A的区块链账户1。例如，区块链账本原本记录的内容为：用户A的区块链账户1中的汇出余额Ac_A＝PC1、备用金余额Ab_A＝[](即尚不存在已创建的备用金余额)，其中PC1为通过Pedersen承诺机制对汇出余额Ac_A所含资金的数额进行计算得到的承诺；通过如图5所示的交互过程，可以将汇出余额Ac_A中的至少一部分资金用于创建备用金余额id1～idm，使得区块链账本记录的内容被更新为：汇出余额Ac_A＝PC1-PC(a1)-……-PC(am)、备用金余额Ab_A＝[(id1,PC(a1)),(id2,PC(a2)),……,(idm,PC(am))]。
假定用户A的区块链账户1中包含汇出余额Ac_A＝P1_A、汇入余额Ar_A＝P2_A、备用金余额Ab_A＝[(id1,PC(a1)),(id2,PC(a2)),……,(idm,PC(am))]，而用户B的区块链账户2中包含汇出余额Ac_B＝P1_B、汇入余额Ar_B＝P2_B、备用金余额Ab_B＝[]，可以通过下述图6所示的交互方案，实现用户A向用户B的汇款交易。其中，图6是一示例性实施例提供的一种在区块链网络中实施汇款交易的流程图；如图6所示，汇出方、接收方和区块链节点之间的交互过程可以包括以下步骤：
步骤601，汇出方选取备用金余额。
在一实施例中，汇出方是指汇款交易中对款项等资源进行汇出的角色，相应地接收方是指汇款交易中对款项等资源进行接收的角色。例如在图2所示的实施例中，用户A对应的用户设备1可以被配置为汇出方，而用户B对应的用户设备2可以被配置为接收方。
在一实施例中，在起草汇款交易时，汇出方可以与接收方之间协商汇款额t。而汇出方在选取备用金余额时，比如选取的备用金余额的ID为id1～idk，那么应当确保这些备用金余额的资金之和a1+……+ak≥t，否则将导致汇款失败。
步骤602，汇出方确定汇款额t对应的随机数r。
在一实施例中，汇出方可以基于Pedersen承诺机制对该汇款额t进行同态加密处理；其中，汇出方可以针对该汇款额t产生随机数r，则汇款额t对应的汇款承诺T＝Comm(r,t)＝grht，其中g、h为算法中已知的参数。
步骤603，汇出方通过链下通道将(r,t,T)发送至接收方。
在一实施例中，通过将(r,t,T)由链下通道而非区块链网络进行发送，可以避免汇款随机数r和汇款额t被记录至区块链账本中，确保汇款额t除汇出方和接收方之外不可知。
步骤604，接收方对收到的(r,t,T)进行验证。
在一实施例中，接收方可以对汇款额t进行验证，以确定其确实为协商的汇款数额。
在一实施例中，接收方可以对汇款承诺T进行验证，即接收方可以通过Perdersen承诺机制对随机数r和汇款额t进行计算，以验证汇款承诺T＝Comm(r,t)是否正确，若正确则表明验证通过，否则验证不通过。
步骤605，接收方在验证通过后，生成签名并返回至汇出方。
在一实施例中，在验证通过后，接收方可以利用接收方私钥对(A,B,T)进行签名，生成签名SigB并返回至汇出方。该签名SigB表明接收方同意由用户A的区块链账户1向用户B的区块链账户2实施承诺为T的汇款交易。
步骤606，在收到签名SigB后，汇出方生成区间证明PR。
在一实施例中，在收到签名SigB后，汇出方确定接收方允许实施汇款交易。汇出方向接收方实施汇款交易，实际上需要从用户A对应的区块链账户1向用户B对应的区块链账户2实施汇款操作。
在一实施例中，为了确保汇款交易顺利完成，区块链节点需要确定汇款额t、被选取的备用金余额id1～idk满足下述条件：t≥0、a1+……+ak≥t；而区间证明技术可以使得区块链节点在密文状态下验证交易是否符合预设条件，譬如本说明书中可以采用相关技术中的Bulletproofs方案、Borromean环签名方案等实现，本说明书并不对此进行限制。汇出方可以利用区间证明技术生成区间证明PR，以供后续过程中由区块链节点进行验证是否满足t≥0、a1+……+ak≥t。
步骤607，汇出方对交易内容(A,B,T；id1,…,idk；PR)进行签名，生成签名SigA。
在一实施例中，该汇出方可以利用汇出方私钥对交易内容(A,B,T；id1,…,idk；PR)进行签名，生成签名SigA。
步骤608，汇出方向区块链提交交易。
在一实施例中，汇出方可以通过节点1向区块链提交相应的汇款交易(A,B,T；id1,…,idk；PR；SigA,SigB)，以执行该汇款交易。该汇款交易将被传输至区块链网络中的所有区块链节点，并由各个区块链节点分别对该汇款交易进行验证，以在验证通过时执行汇款操作、在验证未通过时拒绝汇款。
步骤609，区块链节点检查交易是否执行过。
在一实施例中，此处的区块链节点可以表示区块链网络中的任意一个区块链节点，即区块链网络中的每一区块链节点均会收到汇款交易(A,B,T；id1,…,idk；PR；SigA,SigB)，并通过步骤609～612等实施验证等操作。
在一实施例中，区块链节点在收到汇款交易(A,B,T；id1,…,idk；PR；SigA,SigB)后，可以利用相关技术中的防双花或防重放机制，验证该汇款交易是否已经执行过；如果已经执行过，可以拒绝执行该汇款交易(A,B,T；id1,…,idk；PR；SigA,SigB)，否则转入步骤610。
步骤610，区块链节点检查签名。
在一实施例中，区块链节点可以检查该汇款交易(A,B,T；id1,…,idk；PR；SigA,SigB)中包含的签名SigA、SigB是否正确；如果不正确，可以拒绝执行该汇款交易，否则转入步骤611。
步骤611，区块链节点检查区间证明PR。
在一实施例中，区块链节点可以基于区间证明技术对该汇款交易(A,B,T；id1,…,idk；PR；SigA,SigB)包含的区间证明PR进行检查，以确定是否满足t≥0、a1+……+ak≥t。如果不满足，可以拒绝执行该汇款交易，否则转入步骤612。
步骤612，区块链节点检查备用金余额是否存在。
在一实施例中，针对汇款交易(A,B,T；id1,…,idk；PR；SigA,SigB)中涉及到的备用金余额id1～idk，区块链节点可以检查自身维护的区块链账本，以确定这些备用金余额id1～idk是否存在于用户A的区块链账户1中。如果不存在，可以拒绝执行该汇款交易，否则转入步骤613。
步骤613，区块链节点在维护的区块链账本中更新用户A、用户B分别对应的区块链账户。
在一实施例中，在通过步骤609～612的验证后，区块链节点可以分别对区块链账本中记载的区块链账户1、区块链账户2进行更新：
对于用户A的区块链账户1，由于ID为id1～idk的备用金余额被用于实施汇款交易，因而备用金余额Ab_A被更新为Ab_A＝[(idk+1,PC(ak+1)),(idk+2,PC(ak+2)),……,(idm,PC(am))]。由于a1+……+ak并不总是能够恰好等于汇款额t，因而当a1+……+ak＞t时，将形成找零额为a1+……+ak-t，该找零额相当于汇入区块链账户1，所以被添加至汇入余额Ar_A中，使得汇入余额Ar_A被更新为Ar_A＝P2_A+PC(a1)+……+PC(ak)-T。汇出余额Ac_A＝P1_A不变。
对于用户B的区块链账户2，上述的汇款交易属于汇入交易，因而需要基于汇款额t对汇入余额Ar_B进行更新，得到更新后的汇入余额Ar_B＝P2_B+T。汇出余额Ac_B＝P1_B、备用金余额Ab_B＝[]不变。
综上所述，通过采用同态加密机制，可以对区块链账户的账户余额进行加密、将加密后的余额承诺记载于区块链账本中，还可以在汇款交易过程中对汇款额加密、将加密后的汇款承诺用于实施汇款交易，可以在对账户余额、汇款额均保密的情况下，通过区块链网络顺利完成汇款交易，并且不影响区块链节点对交易条件的验证操作，使得区块链网络具备了隐私保护功能。同时，通过采用改进后的区块链账户结构，使得汇入余额、备用金余额可以分别独立参与到汇入交易、汇出交易中，并且不同的备用金余额可以参与至不同的汇出交易中，而汇出余额可以连续、不间断地创建备用金余额，从而极大地提升了交易吞吐量。
图7是一示例性实施例提供的一种设备的示意结构图。请参考图7，在硬件层面，该设备包括处理器702、内部总线704、网络接口706、内存708以及非易失性存储器710，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器702从非易失性存储器710中读取对应的计算机程序到内存708中然后运行，在逻辑层面上形成区块链交易装置。当然，除了软件实现方式之外，本说明书一个或多个实施例并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
请参考图8，在软件实施方式中，该区块链交易装置应用于汇出方设备，该装置可以包括：
确定单元801，确定将要从汇出方区块链账户汇入接收方区块链账户的交易额；其中，所述汇出方区块链账户的汇出方余额被划分出多份汇出方备用金余额，每份汇出方备用金余额在区块链上被登记为相应的汇出方备用金余额承诺；
选取单元802，从所述汇出方区块链账户中选取若干份汇出方备用金余额，被选取的汇出方备用金余额的总和不小于所述交易额；
提交单元803，向区块链提交交易，所述交易中包含所述被选取的汇出方备用金余额的标识和所述交易额对应的交易额承诺，使得汇出方区块链账户在交易完成后删除所述被选取的汇出方备用金余额、接收方区块链账户在交易完成后增加所述交易额。
可选的，所述汇出方余额还被划分出第一汇入余额；其中，当所述汇出方区块链账户的汇出方余额增大时，相应的金额被增加至所述第一汇入余额。
可选的，所述汇出方余额被划分出汇出余额，其中所述汇出余额的至少一部分被进一步划分为所述的多份汇出方备用金余额；所述装置还包括：
转移单元804，将所述第一汇入余额中的至少一部分转移至所述汇出余额。
可选的，当所述被选取的汇出方备用金余额大于所述交易额时，所述第一汇入余额在所述交易完成后增加找零额，所述找零额为所述被选取的汇出方备用金余额与所述交易额之差。
可选的，所述接收方区块链账户的接收方余额被划分出第二汇入余额，所述第二汇入余额在区块链上被登记为相应的第二汇入余额承诺；其中，所述第二汇入余额承诺在所述交易完成后增加所述交易额承诺。
可选的，所述交易额承诺由预设加密算法根据所述交易额和交易随机数计算得到、所述第二汇入余额承诺由所述预设加密算法根据所述第二汇入余额和汇入余额随机数计算得到；所述装置还包括：
第一发送单元805，将所述交易随机数通过链外通道发送至接收方设备，以由所述接收方设备根据更新后第二汇入余额承诺、更新后汇入余额随机数确定更新后第二汇入余额；
其中，所述更新后第二汇入余额承诺由所述第二汇入余额承诺增加所述交易额承诺得到、所述更新后汇入余额随机数由所述汇入余额随机数增加所述交易随机数得到、所述更新后第二汇入余额为所述第二汇入余额与所述交易额之和。
可选的，还包括：
第二发送单元806，在提交所述交易之前，将所述交易额承诺通过链外通道发送至所述接收方设备，以由所述接收方设备验证所述交易额承诺、所述交易随机数和所述交易额之间的关联关系。
可选的，还包括：
获取单元807，获取所述接收方设备通过接收方私钥生成的与所述交易额承诺相关的接收方签名，所述接收方签名由所述接收方设备在所述关联关系通过验证后生成；
第一添加单元808，将所述接收方签名添加至所述交易中，以供所述区块链中的区块链节点进行签名验证。
可选的，还包括：
第一生成单元809，通过汇出方私钥生成与所述交易额承诺相关的汇出方签名；
第二添加单元810，将所述汇出方签名添加至所述交易中，以供所述区块链中的区块链节点进行签名验证。
可选的，还包括：
第二生成单元811，生成区间证明；
第三添加单元812，将所述区间证明添加至所述交易中，以供所述区块链中的区块链节点验证所述交易额是否满足：所述交易额不小于0且所述被选取的汇出方备用金余额不小于所述交易额。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机，计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。
在一个典型的配置中，计算机包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带、磁盘存储、量子存储器、基于石墨烯的存储介质或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
在本说明书一个或多个实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书一个或多个实施例。在本说明书一个或多个实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本说明书一个或多个实施例可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书一个或多个实施例范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
以上所述仅为本说明书一个或多个实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书一个或多个实施例，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例保护的范围之内。

Claims (21)

1.一种区块链交易方法，应用于汇出方设备，所述方法包括：
确定将要从汇出方区块链账户汇入接收方区块链账户的交易额；其中，所述汇出方区块链账户的汇出方余额被划分出多份汇出方备用金余额，每份汇出方备用金余额在区块链上被登记为相应的汇出方备用金余额承诺；
从所述汇出方区块链账户中选取若干份汇出方备用金余额，被选取的汇出方备用金余额的总和不小于所述交易额；
向区块链提交交易，所述交易中包含所述被选取的汇出方备用金余额的标识和所述交易额对应的交易额承诺，使得汇出方区块链账户在交易完成后删除所述被选取的汇出方备用金余额、接收方区块链账户在交易完成后增加所述交易额。
2.根据权利要求1所述的方法，所述汇出方余额还被划分出第一汇入余额；其中，当所述汇出方区块链账户的汇出方余额增大时，相应的金额被增加至所述第一汇入余额。
3.根据权利要求2所述的方法，所述汇出方余额被划分出汇出余额，其中所述汇出余额的至少一部分被进一步划分为所述的多份汇出方备用金余额；所述方法还包括：
将所述第一汇入余额中的至少一部分转移至所述汇出余额。
4.根据权利要求2所述的方法，当所述被选取的汇出方备用金余额大于所述交易额时，所述第一汇入余额在所述交易完成后增加找零额，所述找零额为所述被选取的汇出方备用金余额与所述交易额之差。
5.根据权利要求1所述的方法，所述接收方区块链账户的接收方余额被划分出第二汇入余额，所述第二汇入余额在区块链上被登记为相应的第二汇入余额承诺；其中，所述第二汇入余额承诺在所述交易完成后增加所述交易额承诺。
6.根据权利要求5所述的方法，所述交易额承诺由预设加密算法根据所述交易额和交易随机数计算得到、所述第二汇入余额承诺由所述预设加密算法根据所述第二汇入余额和汇入余额随机数计算得到；所述方法还包括：
将所述交易随机数通过链外通道发送至接收方设备，以由所述接收方设备根据更新后第二汇入余额承诺、更新后汇入余额随机数确定更新后第二汇入余额；
其中，所述更新后第二汇入余额承诺由所述第二汇入余额承诺增加所述交易额承诺得到、所述更新后汇入余额随机数由所述汇入余额随机数增加所述交易随机数得到、所述更新后第二汇入余额为所述第二汇入余额与所述交易额之和。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
在提交所述交易之前，将所述交易额承诺通过链外通道发送至所述接收方设备，以由所述接收方设备验证所述交易额承诺、所述交易随机数和所述交易额之间的关联关系。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
获取所述接收方设备通过接收方私钥生成的与所述交易额承诺相关的接收方签名，所述接收方签名由所述接收方设备在所述关联关系通过验证后生成；
将所述接收方签名添加至所述交易中，以供所述区块链中的区块链节点进行签名验证。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过汇出方私钥生成与所述交易额承诺相关的汇出方签名；
将所述汇出方签名添加至所述交易中，以供所述区块链中的区块链节点进行签名验证。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括：
生成区间证明；
将所述区间证明添加至所述交易中，以供所述区块链中的区块链节点验证所述交易额是否满足：所述交易额不小于0且所述被选取的汇出方备用金余额不小于所述交易额。
11.一种区块链交易装置，应用于汇出方设备，所述装置包括：
确定单元，确定将要从汇出方区块链账户汇入接收方区块链账户的交易额；其中，所述汇出方区块链账户的汇出方余额被划分出多份汇出方备用金余额，每份汇出方备用金余额在区块链上被登记为相应的汇出方备用金余额承诺；
选取单元，从所述汇出方区块链账户中选取若干份汇出方备用金余额，被选取的汇出方备用金余额的总和不小于所述交易额；
提交单元，向区块链提交交易，所述交易中包含所述被选取的汇出方备用金余额的标识和所述交易额对应的交易额承诺，使得汇出方区块链账户在交易完成后删除所述被选取的汇出方备用金余额、接收方区块链账户在交易完成后增加所述交易额。
12.根据权利要求11所述的装置，所述汇出方余额还被划分出第一汇入余额；其中，当所述汇出方区块链账户的汇出方余额增大时，相应的金额被增加至所述第一汇入余额。
13.根据权利要求12所述的装置，所述汇出方余额被划分出汇出余额，其中所述汇出余额的至少一部分被进一步划分为所述的多份汇出方备用金余额；所述装置还包括：
转移单元，将所述第一汇入余额中的至少一部分转移至所述汇出余额。
14.根据权利要求12所述的装置，当所述被选取的汇出方备用金余额大于所述交易额时，所述第一汇入余额在所述交易完成后增加找零额，所述找零额为所述被选取的汇出方备用金余额与所述交易额之差。
15.根据权利要求11所述的装置，所述接收方区块链账户的接收方余额被划分出第二汇入余额，所述第二汇入余额在区块链上被登记为相应的第二汇入余额承诺；其中，所述第二汇入余额承诺在所述交易完成后增加所述交易额承诺。
16.根据权利要求15所述的装置，所述交易额承诺由预设加密算法根据所述交易额和交易随机数计算得到、所述第二汇入余额承诺由所述预设加密算法根据所述第二汇入余额和汇入余额随机数计算得到；所述装置还包括：
第一发送单元，将所述交易随机数通过链外通道发送至接收方设备，以由所述接收方设备根据更新后第二汇入余额承诺、更新后汇入余额随机数确定更新后第二汇入余额；
其中，所述更新后第二汇入余额承诺由所述第二汇入余额承诺增加所述交易额承诺得到、所述更新后汇入余额随机数由所述汇入余额随机数增加所述交易随机数得到、所述更新后第二汇入余额为所述第二汇入余额与所述交易额之和。
17.根据权利要求16所述的装置，还包括：
第二发送单元，在提交所述交易之前，将所述交易额承诺通过链外通道发送至所述接收方设备，以由所述接收方设备验证所述交易额承诺、所述交易随机数和所述交易额之间的关联关系。
18.根据权利要求17所述的装置，还包括：
获取单元，获取所述接收方设备通过接收方私钥生成的与所述交易额承诺相关的接收方签名，所述接收方签名由所述接收方设备在所述关联关系通过验证后生成；
第一添加单元，将所述接收方签名添加至所述交易中，以供所述区块链中的区块链节点进行签名验证。
19.根据权利要求11所述的装置，还包括：
第一生成单元，通过汇出方私钥生成与所述交易额承诺相关的汇出方签名；
第二添加单元，将所述汇出方签名添加至所述交易中，以供所述区块链中的区块链节点进行签名验证。
20.根据权利要求11所述的装置，还包括：
第二生成单元，生成区间证明；
第三添加单元，将所述区间证明添加至所述交易中，以供所述区块链中的区块链节点验证所述交易额是否满足：所述交易额不小于0且所述被选取的汇出方备用金余额不小于所述交易额。
21.一种电子设备，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器通过运行所述可执行指令以实现如权利要求1-10中任一项所述的方法。
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