CN110071966A - 基于云平台的区块链组网及数据处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于云平台的区块链组网及数据处理方法，包括：云平台接收至少两个租户虚拟机的组网请求，为所述至少两个租户虚拟机之间建立区块链子网；云平台为所述区块链子网分配对应的子网排序服务器及子网数据库；两个或以上租户虚拟机之间发生交易事件；子网排序服务器基于共识算法鉴定所述交易事件的有效性，在确认为有效的交易事件后，对参与交易的租户虚拟机所产生的交易数据按照保密级别在子网数据库或云平台的全网数据库进行存储。本发明提高了系统的存储空间利用率，降低共识算法所需的算力成本，提高交易确认效率。

Description

基于云平台的区块链组网及数据处理方法
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及到一种基于云平台的区块链组网及数据处理方法。
背景技术
目前，数字货币技术获得了广泛关注。数字货币的底层技术是区块链技术。区块链技术的本质是分布式数据库，该数据库保存历史交易数据，这个数据库被所有节点通过分布式一致协议共享。
近几年来，很多企业和研究机构，一直都在探索区块链在不同领域的应用方案，区块链技术的开发、研究与测试工作涉及多个系统，时间与资金成本等问题将阻碍区块链技术的突破。
区块链与云计算相结合，成为BaaS(Blockchain as a Service，区块链即服务)，区块链与云计算结合，可以有效降低区块链部署成本。用云计算快速搭建的区块链服务，可以快速验证概念和模型可行性，满足区块链生态系统中初创企业、学术机构、开源组织等服务需求。
目前基于云平台部署的区块链网络实际上是将物理上分隔的服务器网络转变为虚拟机的网络，每一个租户虚拟机就是整个区块链网络中的一个节点，这种方案存在三个问题：第一，每个节点上都需要保存一份完整的账本，由于区块链数据的不可篡改和不可删除的特性，随着时间增长，对存储空间的开销很大；第二，一个租户只能加入一个区块链网络，如果想加入其它网络只能另外新建租户，灵活性不足；第三，所有租户虚拟机都处在同一个大型区块链网络中，使得共识算法的效率因为节点数量的增加而大幅降低，无法满足商业系统对于每秒处理交易量指标的需求。
发明内容
有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种基于云平台的区块链组网及数据处理方法，提高了系统的存储空间利用率，提高交易确认效率。
一种基于云平台的区块链组网及数据处理方法，包括：
云平台接收至少两个租户虚拟机的组网请求，为所述至少两个租户虚拟机之间建立区块链子网；
云平台为所述区块链子网分配对应的子网排序服务器及子网数据库；两个或以上租户虚拟机之间发生交易事件；
子网排序服务器基于共识算法鉴定所述交易事件的有效性，在确认为有效的交易事件后，对参与交易的租户虚拟机所产生的交易数据按照保密级别在子网数据库或云平台的全网数据库进行存储。
所述云平台接收至少两个租户虚拟机的组网请求，为所述至少两个租户虚拟机之间建立区块链子网的步骤，包括：
租户虚拟机在入网前，向CA申请并获得证书；
一租户虚拟机，从CA获得待组建的区块链子网中其它租户虚拟机的证书和IP，并根据所述IP向其它租户虚拟机发送组网请求；
通过组网规则后，由发起初始请求的租户虚拟机生成相应的创世区块。
所述组网规则具体是所述区块链子网中所有租户虚拟机签名并同意。
任意租户虚拟机可以创建或加入的区块链子网数目不受限制。
所述参与交易的租户虚拟机所产生的交易数据包括事务数据和状态数据；所述事务数据与所述交易事件的结果相对应，包含数据变更的内容，其目的是为了保障整个网络的保序性和不可篡改性；所述状态数据记录区块链子网的全局状态；所述状态数据根据预设的保密级别，包括仅限区块链子网内部可见的敏感数据，以及可供全网查询的非敏感数据。
所述子网排序服务器基于共识算法鉴定所述交易事件的有效性，在确认为有效的交易事件后，对参与交易的租户虚拟机所产生的交易数据按照保密级别在子网数据库或云平台的全网数据库进行存储的步骤，包括：
对确认为有效的交易事件，将事务数据在所有子网节点之间进行广播；以及
根据状态数据的保密级别，将敏感数据在子网数据库进行存储，将非敏感数据共享至全网数据库。
所述方法还包括租户虚拟机的数据查询步骤。
所述数据查询步骤，包括：
租户虚拟机发起数据查询请求，验证所述租户虚拟机的身份和权限；
通过验证，向全网数据库和子网数据库分别发起查询，获得相应的非敏感数据和敏感数据字段信息，并与子网节点的事务数据相校验；
将通过校验的数据返回给租户虚拟机。
本发明提供的基于云平台的区块链组网及数据处理方法，云平台为租户虚拟机建立区块链子网，为区块链子网分配对应的子网排序服务器及子网数据库，由子网排序服务器基于共识算法对交易事件进行鉴定，将交易数据按照保密级别在子网数据库或全网数据库进行存储，提供了存储空间利用效率。
附图说明
图1是本发明提供的基于云平台的区块链组网及数据处理方法的流程示意图；
图2是本发明提供的基于云平台的区块链组网及数据处理方法的应用场景示意图；
图3是本发明的数据存储流程示意图；
图4是本发明数据查询流程示意图。
具体实施方式
参见图1，在本发明的一个实施例中，提供了一种基于云平台的区块链组网及数据处理方法，包括：
101，云平台接收至少两个租户虚拟机的组网请求，为至少两个租户虚拟机之间建立区块链子网。
102，云平台为区块链子网分配对应的子网排序服务器及子网数据库。
103，两个或以上租户虚拟机之间发生交易事件。
104，子网排序服务器基于共识算法鉴定交易事件的有效性，在确认为有效的交易事件后，对参与交易的租户虚拟机所产生的交易数据按照保密级别在子网数据库或云平台的全网数据库进行存储。
本发明提供的基于云平台的区块链组网及数据处理方法，云平台为租户虚拟机建立区块链子网，为区块链子网分配对应的子网排序服务器及子网数据库，由子网排序服务器基于共识算法对交易事件进行鉴定，将交易数据按照保密级别在子网数据库或全网数据库进行存储，提高了存储空间利用效率。
参见图2，在一个优选的实施例中，本发明主要适用于基于云平台部署的区块链网络，租户租用云计算资源后，为其分配独立的虚拟机，虚拟机安装有独立的数据库。云计算平台中的租户可以任意组成子网，例如租户A、租户B可以组建子网1，租户B和C可以组建子网2。
在本实施例中，云平台接收至少两个租户虚拟机的组网请求，为所述至少两个租户虚拟机之间建立区块链子网的步骤，包括：
租户虚拟机在入网前，向CA(证书颁发机构)申请并获得证书；
一租户虚拟机(发起初始请求的租户虚拟机)，从CA获得待组建的区块链子网中其它租户虚拟机的证书和IP，并根据IP向其它租户虚拟机发送组网请求；
通过组网规则后，由发起初始请求的租户虚拟机生成相应的创世区块。
本实施例中，所述的组网规则具体是所述区块链子网中所有租户虚拟机签名并同意。
在图2中的实施例中，任意租户虚拟机可以创建或加入的区块链子网数目不受限制。
在本实施例中，参与交易的租户虚拟机所产生的交易数据包括事务数据和状态数据；事务数据与交易事件的结果相对应，包含数据变更的内容；状态数据记录区块链子网的全局状态；状态数据根据预设的保密级别，包括仅限区块链子网内部可见的敏感数据，以及可供全网查询的非敏感数据。
具体的，子网排序服务器基于共识算法鉴定所述交易事件的有效性，在确认为有效的交易事件后，对参与交易的租户虚拟机所产生的交易数据按照保密级别在子网数据库或云平台的全网数据库进行存储的步骤，包括：
对确认为有效的交易事件，将事务数据在所有子网节点之间进行广播；以及根据状态数据的保密级别，将敏感数据在子网数据库进行存储，将非敏感数据共享至全网数据库。
图2中，相应的数据存储流程包括：
①子网内的任意租户虚拟机生成一条交易/记录的前提是已经向CA申请了相应的证书以证明其身份。
②子网内的租户虚拟机发起的交易，根据该交易涉及的子网内的成员的数量，需要相应的轻节点对该交易都进行签名。比如，轻节点A发起涉及A、B、C的交易，那么该交易必须含有A、B、C的全部签名才是合法的，此时不能离线交易，如果该交易仅仅涉及A自身，该交易可离线进行。
③收集所有的签名后，租户A将带有序号(指示当前是全局的第几个交易)的该交易发往子网排序服务器，通过共识/容错算法，返回接受或者拒绝的响应；
④如果接受该交易，那么将该交易进行签名并与交易内容的哈希一起广播至所有子网节点，此时相当于所有子网节点同步新增一条事务数据。
⑤与上一步骤同时，子网节点会将交易分为敏感数据与非敏感数据两种类型，敏感数据提交至子网的子网数据库存储，非敏感数据提交至全网数据库存储。
具体数据存储流程可参阅图3。
在图2的应用场景中，租户虚拟机还可以对数据发起查询。所述方法还包括租户虚拟机的数据查询步骤，具体包括：
①租户虚拟机通过客户端发起查询请求，租户所属的子网节点首先验证客户端的身份和权限。
②如验证通过，分别向全网数据库和子网数据库发起查询。
③上一步骤中的分别返回请求的敏感及非敏感数据字段信息，子网节点将其组合后，取哈希值与自身存储的事务数据进行校验。
④子网节点将数据返回给客户端。
具体的，其数据查询流程如图4所示。
本实施例中，租户可以任意组建子网，每个子网由子网排序服务器负责共识算法的运算，并将区块链数据分为事务数据和状态数据，事务数据包含与数据变更相关的关键内容，保证整个网络的保序性和不可篡改性，一般以区块头组成的链式结构，容量较小。状态数据为子网的全局状态，根据业务不同可以有不同的数据表，实现分级共享，事务数据存储在各个子网节点，敏感数据存储在子网数据库，非敏感数据存储在全网数据库，也就优化了系统的存储结构，有效利用了有限的存储空间。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种基于云平台的区块链组网及数据处理方法，其特征在于，包括：
云平台接收至少两个租户虚拟机的组网请求，为所述至少两个租户虚拟机之间建立区块链子网；
云平台为所述区块链子网分配对应的子网排序服务器及子网数据库；
两个或以上租户虚拟机之间发生交易事件；
子网排序服务器基于共识算法鉴定所述交易事件的有效性，在确认为有效的交易事件后，对参与交易的租户虚拟机所产生的交易数据按照保密级别在子网数据库或云平台的全网数据库进行存储。
2.根据权利要求1所述的基于云平台的区块链组网及数据处理方法，其特征在于，所述云平台接收至少两个租户虚拟机的组网请求，为所述至少两个租户虚拟机之间建立区块链子网的步骤，包括：
租户虚拟机在入网前，向CA申请并获得证书；
一租户虚拟机，从CA获得待组建的区块链子网中其它租户虚拟机的证书和IP，并根据所述IP向其它租户虚拟机发送组网请求；
通过组网规则后，由发起初始请求的租户虚拟机生成相应的创世区块。
3.根据权利要求2所述的基于云平台的区块链组网及数据处理方法，其特征在于，所述组网规则具体是所述区块链子网中所有租户虚拟机签名并同意。
4.根据权利要求1至3任一项所述的基于云平台的区块链组网及数据处理方法，其特征在于，任意租户虚拟机可以创建或加入的区块链子网数目不受限制。
5.根据权利要求1所述的基于云平台的区块链组网及数据处理方法，其特征在于，所述参与交易的租户虚拟机所产生的交易数据包括事务数据和状态数据；所述事务数据与所述交易事件的结果相对应，包含数据变更的内容，其目的是为了保障整个网络的保序性和不可篡改性；所述状态数据记录区块链子网的全局状态；所述状态数据根据预设的保密级别，包括仅限区块链子网内部可见的敏感数据，以及可供全网查询的非敏感数据。
6.根据权利要求5所述的基于云平台的区块链组网及数据处理方法，其特征在于，所述子网排序服务器基于共识算法鉴定所述交易事件的有效性，在确认为有效的交易事件后，对参与交易的租户虚拟机所产生的交易数据按照保密级别在子网数据库或云平台的全网数据库进行存储的步骤，包括：
对确认为有效的交易事件，将事务数据在所有子网节点之间进行广播；以及
根据状态数据的保密级别，将敏感数据在子网数据库进行存储，将非敏感数据共享至全网数据库。
7.根据权利要求6所述的基于云平台的区块链组网及数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括租户虚拟机的数据查询步骤。
8.根据权利要求7所述的基于云平台的区块链组网及数据处理方法，其特征在于，所述数据查询步骤，包括：
租户虚拟机发起数据查询请求，验证所述租户虚拟机的身份和权限；
通过验证，向全网数据库和子网数据库分别发起查询，获得相应的非敏感数据和敏感数据字段信息，并与子网节点的事务数据相校验；
将通过校验的数据返回给租户虚拟机。
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Address after: 510000 room 701, building a, No. 1121, Haibin Road, Nansha District, Guangzhou City, Guangdong Province

Applicant after: INSTITUTE OF SOFTWARE APPLICATION TECHNOLOGY, GUANGZHOU & CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

Applicant after: Guangzhou Zhongke Yide Technology Co.,Ltd.

Address before: Nansha District seaside road Guangzhou city Guangdong province 511458 No. 1121 building A room 701

Applicant before: INSTITUTE OF SOFTWARE APPLICATION TECHNOLOGY, GUANGZHOU & CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

Applicant before: Guangzhou Zhongke Yide Technology Co.,Ltd.

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GR01 Patent grant
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