CN110210857A - 一种基于公有链的通证交易方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明保护了一种基于公有链的通证交易方法及装置，其中，方法包括以下步骤：初始化通证所有权；识别用户发送的权限变更交易；当用户执行交易，将新的所有权附加在通证的地址后，变更通证所有权，完成交易，将所有权变更交易记录到区块数据库中，如果区块被逆转，旧版本回滚数据，最终当做垃圾处理。利用本发明保护的方法及装置，可以轻松实现分片和多核并行处理。

Description

一种基于公有链的通证交易方法及装置

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，尤其是涉及一种基于公有链的通证交易方法及装置。

背景技术

区块链（Blockchain），是比特币的一个重要概念，它本质上是一个去中心化的数据库，同时作为比特币的底层技术，区块链是一种分布式共享数据库（数据分布式储存和记录），利用去中心化和去信任方式集体维护一本数据薄的可靠性的技术方案。该方案要让参与系统中的任意多个节点，通过一串使用密码学方法相关联产生的数据块（即区块），每个数据块中都包含了一定时间内的系统全部信息交流的数据，并生成数据“密码”用于验证其信息的有效性和链接下一个数据库块。

从技术角度来看，比特币的系统包括三层：底层技术——区块链；中层链接——协议；上层——货币。货币指的就是比特币；协议就是基于区块链的资金转账系统；底层技术就是区块链，即去中心化、分布式记录的公开透明的交易记录总账，其交易数据全网节点共享。矿工负责记录，全网监督；

比特币交易本质是一种数据结构，该数据结构是包含交易信息的区块从后向前有序连接起来的。比特币区块链是全球复试几张的总账本，每一笔比特币交易都是比特币区块链上的一个公开记录。比特币交易的基本单位是未使用的交易输出（UTXO，UnspentTransaction Output），我们可以把UTXO理解为交易过程中的一个数据结构。

UTXO是可以被网络识别成货币单位的一定量的比特币货币，可以是任意值，但不可分割。UTXO模型中，交易处理的基本单位是一个交易记录，任何一个交易的输入都是某一个交易的输出。任何一笔“交易输入”都是前序某个交易当中产生的“未花费交易输出”，就像接链条一样，前后互相链接，前一个链条块的输出就是后一个链条块的输入。

UTXO非常适合处理双花问题， 因为任何输入都只能使用一次。但它也有一些缺点：

（1）BTC是同质化类型通证（FT），该事务模型不适于非同质化类型通证（NTFs），为每个UTXO保留唯一ID是没有意义；

（2）无法实现一些比较复杂的逻辑，可编程性差。对于复杂逻辑，或者需要状态保存的合约，实现难度大，且状态空间利用率比较低，当 Input 较多时，见证脚本也会增多，而签名本身是比较消耗 CPU 和存储空间的。

发明内容

本发明针对现有事务模型存在的技术缺陷，提供了一种基于公有链的通证交易方法及装置，可以处理非同质化通证（NTFs），减少储存空间，增加处理效率。

本发明的技术方案：

一种基于公有链的通证交易方法，包括如下步骤：

S1、由通证创建者初始化通证所有权，并将通证所有权信息记录到通证数据库中，链上初始化后，所述通证初数据与账户地址唯一关联；

S2、识别用户发送的权限变更交易；

S3、当用户执行交易，变更通证所有权，完成交易，将所有权变更交易记录到区块数据库中；

进一步的，所述交易包括转移通证的动作。

一种基于公有链的通证交易装置，所述装置包括：

初始化模块，用于链上通证所有权值的初始化；

接收请求模块，用于接收简单支付验证节点发送的用户执行交易请求；

查询模块，用于查询通证的所有权，以及链上账户通证的余额，向简单支付验证节点反馈查询结果；

变更所有权模块，基于通证数据库，赋予通证新的所有权；

所述通证数据库属于键值型数据，键代表通证的ID，值代表当前通证的所有权，每一个键对应多个值，最近的值代表当前通证的所有权状态，其他值用作历史参考及回滚；

共识模块，用于当区块中的交易进行共识，当所述共识通过后，所述区块中对应的所有权变更交易生效。

进一步的，每个通证有独立的数据空间，用于存储包括所有权更改记录。

进一步的，包括通证数据库与区块数据库，

所述通证数据库，是一种索引型数据库,用于快速查找区块链的最新状态, 包括用来存储、管理与非同质化通证相关的事物、通证的所有权以及链上账户同质化通证的余额；

所述区块数据库，用于存储元素区块数据，负责存储链上所有原始不可逆块，每个块存储的信息，包括但不局限于执行操作的名称、参数、块上的签名、通证所有权变更信息、通证初始化信息。

进一步的，还包括空判断模块，用于若所述查询结果为空，向所述简单支付验证节点返回查询失败提醒。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

（1）本发明保护的事务模型适用于同质化通证及非同质化通证；

（2）本发明保护的事务模型，利用键值型数据库直接更改通证所有权，比 UTXO 事务处理方式更为高效，节省计算资源和磁盘容量；

（3）每个通证的空间相对独立可以实现分片和多核并行处理。

附图说明

附图1 ：UTXO模型中进行比特币交易时的记账方式；

附图2：通证数据库和区块数据库的记账方式。

具体实施方式

实施例

“基于账户” 模型

“基于账户”（account based）的事务模型就像银行一样，用户在银行中创建一个账户，然后将钱存入账户，会出现银行更改用户账户余额的现象。目前银行、信用卡、证券交易系统、互联网第三方支付系统，核心都是基于账户（account based）的设计，底层数据都是由关系型数据库(RMDB：Relation Manage DataBase)支撑。这种事务处理方式比UTXO更为高效，但是它只能更改数据库中的数字，显然不适用非同质化通证（NFTs）。

而且，“基于账户”的事务模型不适用于分片，因为转移通证需要两步：第一，修改旧持有人的帐户数据；第二，修改新持有人的帐户数据。为了安全起见，必须将两个步骤合为一个原子操作，但在分片环境中，这种方式很难实现并且性能很差。但在基于令牌的事务模型中，只有一个步骤，即附加令牌的新所有权。但是在“基于通证”的事务模型中，只须像通证添加新的所有权者即可。

UTXO模型

附图1所示，在UTXO模型中，每个通证所有者要转移通证，首先要对之前交易以及拥有者的公钥哈希后进行数字签名，然后将其添加到通证的尾部。该机制本质上是连续的输入和输出账本，通证的所有者实际上并不直接拥有通证，而是拥有特定数量的通证的输出值，然后在签名之后，作为输入传给新的所有者，循环往复。

每一个交易输出都伴随着资金的转移，交易输出包含一定数量的比特币和锁定脚本。锁定脚本作为资产指向一个比特币地址而设置的花费条件，只有满足这个花费条件的人才可以花费这笔资金。

计算在链外完成，交易本身既是结果也是证明。节点只做验证即可，不需要对交易进行额外的计算，也没有额外的状态存储。交易本身的输出 UTXO 的计算是在钱包完成的，这样交易的计算负担完全由钱包来承担，一定程度上减少了链的负担。除 Coinbase 交易外，交易的 Input 始终是链接在某个 UTXO 后面。交易无法被重放，并且交易的先后顺序和依赖关系容易被验证，交易是否被消费也容易被举证。UTXO 模型是无状态的，更容易并发处理。

本发明保护了一种基于公有链的通证交易方法，包括如下步骤：

S1、由通证创建者初始化通证所有权，并将通证所有权信息记录到通证数据库中，链上初始化后，所述通证初数据与账户地址唯一关联；

S2、识别用户发送的权限变更交易；

S3、当用户执行交易，变更通证所有权，完成交易，将所有权变更交易记录到区块数据库中，比 UTXO 事务处理方式更为高效，节省计算资源和磁盘容量。

进一步的，所述交易包括转移通证的动作。

一种基于公有链的通证交易装置，所述装置包括：

初始化模块，用于链上通证所有权值的初始化；

接收请求模块，用于接收简单支付验证节点发送的用户执行交易请求；

查询模块，用于查询通证的所有权，以及链上账户通证的余额，向简单支付验证节点反馈查询结果；

变更所有权模块，基于通证数据库，赋予通证新的所有权；

所述通证数据库属于键值型数据，键代表通证的ID，值代表当前通证的所有权，每一个键对应多个值，最近的值代表当前通证的所有权状态，其他值用作历史参考及回滚；

共识模块，用于当区块中的交易进行共识，当所述共识通过后，所述区块中对应的所有权变更交易生效。

根据需要，每个通证有独立的数据空间，用于存储包括所有权更改记录，每个通证的空间相对独立可以实现分片和多核并行处理。

如附图2所示，还包括通证数据库（token DB）与区块数据库（block DB），

所述通证数据库，是一种索引型数据库,用于快速查找区块链的最新状态, 包括用来存储、管理与非同质化通证相关的事物、通证的所有权以及链上账户同质化通证的余额；

所述区块数据库，用于存储元素区块数据，负责存储链上所有原始不可逆块，每个块存储的信息，包括但不局限于执行操作的名称、参数、块上的签名、通证所有权变更信息、通证初始化信息。

根据需要，还包括空判断模块，用于若所述查询结果为空，向所述简单支付验证节点返回查询失败提醒。

具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种基于公有链的通证交易方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、由通证创建者初始化通证所有权，并将通证所有权信息记录到通证数据库中，链上初始化后，所述通证初数据与账户地址唯一关联；

S2、识别用户发送的权限变更交易；

S3、当用户执行交易，变更通证所有权，完成交易，将所有权变更交易记录到区块数据库中。

2.根据权利要求1所述的基于公有链的通证交易方法，其特征在于，所述交易包括转移通证的动作。

3.一种基于公有链的通证交易装置，其特征在于，所述装置包括：

初始化模块，用于链上通证所有权值的初始化；

接收请求模块，用于接收简单支付验证节点发送的用户执行交易请求；

查询模块，用于查询通证的所有权，以及链上账户通证的余额，向简单支付验证节点反馈查询结果；

变更所有权模块，基于通证数据库，赋予通证新的所有权；

所述通证数据库属于键值型数据，键代表通证的ID，值代表当前通证的所有权，每一个键对应多个值，最近的值代表当前通证的所有权状态，其他值用作历史参考及回滚；

共识模块，用于当区块中的交易进行共识，当所述共识通过后，所述区块中对应的所有权变更交易生效。

4.根据权利要求3所述的基于公有链的通证交易装置，其特征在于，每个通证有独立的数据空间，用于存储包括所有权更改记录。

5.根据权利要求3所述的基于公有链的通证交易装置，其特征在于，包括通证数据库与区块数据库，

所述通证数据库，是一种索引型数据库，用于快速查找区块链的最新状态，包括用来存储、管理与非同质化通证相关的事物、通证的所有权以及链上账户同质化通证的余额；

所述区块数据库，用于存储元素区块数据，负责存储链上所有原始不可逆块，每个块存储的信息，包括但不局限于执行操作的名称、参数、块上的签名、通证所有权变更信息、通证初始化信息。

6.根据权利要求3所述的基于公有链的通证交易装置，其特征在于，还包括空判断模块，用于若所述查询结果为空，向所述简单支付验证节点返回查询失败提醒。