CN110474774A - 基于区块链的系统中的区块创建方法及区块链节点 - Google Patents

基于区块链的系统中的区块创建方法及区块链节点 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种基于区块链的系统中的区块创建方法及区块链节点。根据本公开的一实施例的在基于区块链的系统中的区块创建方法可以包括如下步骤：区块链节点中的第一区块链节点计算出第一节点分数；所述第一区块链节点将所述第一节点分数传播至多个区块链节点；所述第一区块链节点从所述多个区块链节点中的接收到所述第一节点分数的第二区块链节点，接收区块创建权限的授予；以及，所述第一区块链节点基于判断出满足基于区块创建权限的区块创建节点条件，来开始新的区块的创建。

Description

基于区块链的系统中的区块创建方法及区块链节点
技术领域
本公开涉及一种基于区块链的系统中的区块创建方法及区块链节点。更具体地讲，涉及一种为了在区块链环境下提高区块创建处理的效率性以及公平性而提出的区块创建方法以及执行该方法的基于区块链的系统和构成该系统的区块链节点。
背景技术
区块链(blockchain)表示，将持续增加的数据记录在特定单位的区块中，并由构成点对点(P2P)网络的各个节点以链形态的资料结构管理多个区块的数据管理技术，或者由所述链形态的资料结构构成的数据本身。此时，对由链形态的资料结构构成的区块链而言，在没有中央系统的介入的状态下在各个节点以分布式账本(distributed ledger)形态运行。
基于区块链的系统为了在分散的环境下确保无缺性(integrity)和一致性而在整个网络中执行合意(consensus)处理。合意处理通过区块创建、区块传播和区块验证等处理来形成，目前为止提出的基于区块链的系统利用作业证明(proof of work)、股权证明(proof of stake)等合意算法来执行合意处理。
然而，作业证明和股份证明存在无效率性的计算资源的消耗、区块创建集中化等缺点，从而不适合用于企业用区块链。
具体而言，在作业证明方式中，为了创建区块而所有的区块节点竞争性地执行采矿行为，因此存在区块创建处理中消耗过多的计算资源的缺点。并且，由于通过采矿行为而引发过多的电力消耗，因此难以将作业证明方式直接应用到企业用区块链。
并且，在股份证明方式中，着区块创造请求可能集中于股份较多的一部分区块链节点，从而存在无法确保区块创建的公平性(fairness)的缺点。尤其，创建多个区块的区块链成为攻击的目标，从而可能会成为降低整体系统的可靠性和安全性的薄弱点，因此也不适合将股份证明方式直接应用到企业用区块链。
尤其，所述合意算法从一开始就是以公共区块链(public block chain)为目标而提出的算法，因此所述合意算法难以最优化于被实现为私人区块链(private blockchain)的企业用区块链，这也是一个问题。
为了解决如上所述的问题，要求提出一种最优化于企业用区块链的新的方式的合意方式，尤其要求提出一种能够确保区块创建处理的效率性和公平性的区块创建方法。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献0001)韩国公开专利第10-2018-0029695号(2018.03.21公开)
发明内容
通过本公开的实施例来解决的技术课题在于，提供一种能够在区块链环境下提高区块创建处理的效率性的区块创建方法及执行该方法的基于区块链的系统和构成该系统的区块链节点。
通过本公开的实施例来解决的另一技术课题在于，提供一种能够在区块链环境下确保区块创建的公平性的区块创建方法及执行该方法的基于区块链的系统和构成该系统的区块链节点。
通过本公开的实施例来解决的又一技术课题在于，提供一种最优化于基于通过私人区块链实现的区块链的系统的区块创建方法及执行该方法的基于区块链的系统和构成该系统的区块链节点。
本公开的技术课题并不局限于以上提到的技术课题，未提到的其他技术课题将可以通过以下的记载而被本公开所属的技术领域中的普通技术人员明确地理解。
对用于解决上述课题的根据本公开的一实施例的一种在基于区块链的系统中的区块创建方法而言，所述方法在包括多个区块链节点的基于区块链的系统中执行，并且包括如下步骤：所述多个区块链节点中的第一区块链节点计算出第一节点分数；所述第一区块链节点将所述第一节点分数传播至多个区块链节点；所述第一区块链节点从所述多个区块链节点中的接收到所述第一节点分数的第二区块链节点接收区块创建权限的授予；以及，所述第一区块链节点基于判断出满足基于区块创建权限的区块创建节点条件，来开始新的区块的创建。
在一实施例中，所述区块创建权限的授予与否可以基于由所述第二区块链节点计算出的第二节点分数与所述第一节点分数的比较结果来确定。
在一实施例中，所述第一节点分数可以基于包含在区块链中的特定区块的哈希值和所述第一区块链节点的标识值来计算出。
在一实施例中，还可以包括如下步骤，所述第一区块链节点通过作业证明来创建所述新的区块，并且所述作业证明仅通过所述多个区块链节点中的满足所述区块创建节点条件的区块链节点执行。
对用于解决上述课题的根据本公开的另一实施例的一种在基于区块链的系统中的区块创建方法而言，所述方法在包括多个区块链节点的基于区块链的系统中执行，并且包括如下步骤：所述多个区块链节点中的第一区块链节点计算出第一节点分数；所述第一区块链节点从所述多个区块链节点中的第二区块链节点接收第二节点分数；以及，所述第一区块链节点基于所述第一节点分数与所述第二节点分数的比较结果来向所述第二区块链节点授予区块创建权限。
在一实施例中，所述第二节点分数可以基于包含在区块链中的特定区块的哈希值和所述第二区块链节点的标识值来计算出。
在一实施例中，所述授予的步骤可以包括如下步骤：基于所述哈希值和所述标识值来验证所述第二区块链节点；以及，仅限于所述第二区块链节点验证为有效的情况下而授予所述区块创建权限。
用于实现上述技术课题的根据本公开的又一实施例的一种区块链节点包括：硬件处理器；以及，存储器，包括由所述硬件处理器执行的至少一个计算机程序，其中，所述至少一个计算机程序可以包括使所述硬件处理器执行如下的操作的指令：计算出第一节点分数；将所述第一节点分数传播至多个区块链节点；从所述多个区块链节点中的接收到所述第一节点分数的第二区块链节点接收区块创建权限的授予；以及，基于判断出满足基于区块创建权限的区块创建节点条件，开始新的区块的创建。
用于解决上述技术课题的根据本公开的又一实施例的一种计算机程序，结合于计算装置且存储于计算机可读记录介质而执行如下的步骤：计算出第一节点分数；将所述第一节点分数传播至多个区块链节点；从所述多个区块链节点中的接收到所述第一节点分数的第二区块链节点接收区块创建权限的授予；以及，基于判断出满足基于区块创建权限的区块创建节点条件，来开始新的区块的创建。
用于实现上述技术课题的根据本公开的又一实施例的一种区块链节点包括：硬件处理器；以及，存储器，包括由所述硬件处理器执行的至少一个计算机程序，其中，所述至少一个计算机程序可以包括用于使所述硬件处理器执行如下操作的指令：所述多个区块链节点中的第一区块链节点计算出第一节点分数；从所述多个区块链节点中的第二区块链节点接收第二节点分数；以及，基于所述第一节点分数与所述第二节点分数的比较结果来向所述第二区块链节点授予区块创建权限。
用于解决上述技术课题的根据本公开的又一实施例的一种计算机程序结合于计算装置并存储于计算机可读记录介质，而执行如下的步骤：计算出第一节点分数；从所述多个区块链节点中的第二区块链节点接收第二节点分数；以及，基于所述第一节点分数与所述第二节点分数的比较结果，来向所述第二区块链节点授予区块创建权限。
附图说明
图1是根据本公开的一实施例的基于区块链的系统的构成图。
图2示出根据本公开的一实施例的区块链节点的状态跃迁图。
图3至图6是示出根据本公开的一实施例的基于区块链的系统中的区块创建方法的流程图。
图7是用于说明根据本公开的一实施例的节点分数计算方法的示例图。
图8至图13是用于附加说明根据本公开的一实施例的基于区块链的系统中的区块创建方法的示例图。
图14是示出根据本公开的一实施例的区块链节点的硬件构成图。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的优选的实施例进行详细的说明。参照与附图一同详细地后述的实施例，本公开的优点和特征以及用于实现此的方法将会更加明确。然而本公开的范围并不局限于以下公开的实施例，其可以体现为彼此不同的多样的形态，只不过本实施例是为了使本公开的公开变得完整，并向本公开所属的技术领域中具有普通知识水平的人完整地告知本公开的范围而被提供的实施例，本公开仅通过权利要求书的范围来定义。
需要注意的是，在对附图的构成要素赋予附图标号时，针对相同的构成要素而言，即使示出于不同的附图中，也尽可能给予了相同的附图标号。并且，在对本公开进行说明时，如果判断为相关的公知构成或者功能的具体说明可能会对本公开的主旨带来不必要的混淆，则省略其详细的说明。
除非有其他定义，否则本说明书中使用的所有的术语(包括技术和科学术语)可以被使用为能够被在本公开所属的技术领域中具有普通知识水平的人共同理解的含义。此外，在通常使用的词典中被定义的术语除非有明确的定义，否则不会被异常或过度地解释。在本说明书中使用的术语是用于说明实施例的，而并非用于限定本公开。在本说明书中，除非在文章中特别地提到，否则单数的表述还包括复数的表述。
在对公开的构成要素进行说明时，可以使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这些术语仅用于将该构成要素与其他构成要素进行区分，相应构成要素的本质或者次序或者顺序并不会受限于该术语。当记载为某一构成要素“连接”、“结合”或者“接入”于另一构成要素时，应当理解为，其构成要素不仅可以直接连接或接入到其另一构成要素，还可以在各个构成要素之间“连接”、“结合”或者“接入”有其他构成要素。
说明书中使用的“包括(comprises)”和/或“包括……的(comprising)”表示，所提到的构成要素、步骤、操作和/或元件不排除一个以上的其他构成要素、步骤、操作和/或元件的存在或追加可能性。
在针对本说明书进行说明之前，预先明确本说明书中使用的多个术语。
在本说明书中，区块链网络(blockchain network)表示根据区块链算法/协议操作的多个区块链节点所构成的P2P结构的网络。
在本说明书中，区块链节点表示构成区块链网络且基于区块链算法/协议来维持和管理区块链数据的计算机节点。所述计算机节点可以实现为物理计算装置或者虚拟机等逻辑计算装置。当所述计算节点实现为虚拟机时，一个物理计算装置可以包括多个区块节点。所述区块链节点实现为物理计算装置的示例将参照图14。
在本说明书中，指令(instruction)表示按功能分组的一组命令语，是计算机程序的构成要素，并且通过处理器来运行。
以下，根据附图而对针对本公开的多个实施例进行详细的说明。
图1是根据本公开的一实施例的基于区块链的系统的构成图。
参照图1，所述基于区块链的系统可以构成为包括区块链管理装置200和构成区块链网络10的多个区块链节点100。只不过，这是为了实现本公开的目的的优选实施例，根据需要，显然还可以添加或删除部分构成要素。并且，需要注意的是，图示于图1的基于区块链的系统的各个构成要素表示按功能区分的功能要素，至少一个构成要素可以在实际的物理环境中实现为彼此整合的形态。例如，区块链管理装置200和至少一个区块链节点100可以实现为同一个物理计算装置内的彼此不同的逻辑的形态。
在所述基于区块链的系统中，区块链节点100是根据区块链算法(或者协议)来操作的计算节点。如上所述，所述计算节点可以实现为虚拟机等逻辑计算装置，也可以实现为物理计算装置。所述物理计算装置可以是笔记本、台式计算机(desktop)、膝上型计算机(laptop)等，然而并不局限于此，可以包括具备运算功能和通信功能的所有种类的装置。
区块链节点100通过在整个区块链网络10上执行的合意处理而维持同一个区块链。因此，所述基于区块链的系统可以在没有中央处理器的介入而在分散的环境下确保管理对象数据的完整性和安全性。
根据本公开的实施例，各个区块链节点100执行计算并传播节点分数，并基于节点分数的比较结果而授予区块创建权限或接收区块创建权限的授予的过程。并且，各个区块链节点100自主地判断是否满足预定的区块创建节点条件(例如，接收n个以上的区块创建权限的授予的条件等)，并响应于判断为满足而操作为开启新区块的创建。此时，所述节点分数可以根据每个区块创建处理而不同，因此创建新的区块的区块链节点也可以根据每个区块创建处理而不同。因此，根据本实施例，可以提高区块创建的公平性。并且，不需要为了创建新的区块而由所有的区块链节点执行作业证明，因此，无效率地消耗计算资源的问题也可以得到解决。针对本实施例的详细的说明将参照图2以下的图而进行详细地进行。
在上述实施例中，所述区块创建节点条件按照字面含义即为可以成为区块创建节点的条件，并且可以理解为只有满足所述区块创建节点条件的区块链才能参与新区块的创建。
并且，所述节点分数表示为了确定区块创建权限的授予与否而按区块链节点来计算出的分数。针对计算所述节点分数的方法的详细的说明将在下文中参照图7而进行描述。
在所述基于区块链的系统中，区块链管理装置200是执行针对区块链10的管理功能的计算装置。在此，所述装置可以包括笔记本计算机、台式计算机(desktop)、膝上型计算机(laptop)等，然而并不局限于此，可以包括具备运算功能和通信功能的所有种类的装置。
区块链管理装置200可以执行针对参与区块链网络10的区块链节点100的认证、权限管理、状态确认等。并且，区块链管理装置200可以执行针对区块链上的分叉发生等的监控。
根据本公开的实施例，区块链管理装置200可以向各个区块链节点100提供预定的区块创建节点条件。此时，所述区块创建节点条件可以基于区块创建权限来设定。例如，所述区块创建节点条件可以被设定为：从n个以上(n为1以上的自然数)的区块链节点接收区块创建权限的授予的条件；从整体区块链节点中的k％以上(k是0以上的实数)的区块链节点接收区块创建权限的授予的条件等多样的条件。
并且，根据本公开的实施例，区块链管理装置200可以根据多样的基准而变更区块创建节点条件。作为一例，区块链管理装置100可以基于平均区块创建时间来使区块创建节点条件宽松或者更严格地变更区块创建节点条件。例如，在平均区块创建时间增加时，区块链管理装置200可以使所述区块创建节点条件宽松。作为另一例，区块链管理装置200可以基于在区块链上产生分叉的程度来使区块创建节点条件宽松或者更严格地变更区块创建节点条件。例如，在区块链上的分叉发生频率变高时，区块链管理装置100可以将所述区块创建节点条件变更为更加严格。
作为参考，即使没有区块链管理装置200的帮助，各个区块链节点100也能够根据上述的基准而自主地变更区块创建节点条件，其只不过是实现方式的差异而已。
在若干实施例中，区块链管理装置200或者区块链节点100可以根据预定的设定信息而变更区块创建节点条件。此时，所述设定信息可以构成为基于上述基准(例如，平均区块创建时间、分叉发生频率等)的条件、与此对应的区块创建节点条件。例如，所述设定信息可以包括：在分叉发生频率为临界值以下的情况下的区块创建节点条件、在分叉发生频率为临界值以上的情况下的区块创建节点条件等。
并且，根据本公开的实施例，可以按照区块链节点100来采用彼此不同的区块创建节点条件。例如，针对性能杰出的区块链节点或者负荷(例如，CPU占有率)低的区块链节点可以采用比另一区块链节点更加宽松的区块创建节点条件。根据本实施例，性能杰出或者负荷低的区块链节点被引导为创建新的区块，从而可以实现自动执行整个系统的负荷平衡的效果。
在图示于图1的基于区块链的系统的构成要素100、200可以通过网络进行通信。在此，所述网络可以由局域网络(LAN：Local Area Network)、广域网络(WAN：Wide AreaNetwork)、移动通信网络、无线宽带网络(Wibro：Wireless Broadband Internet)等所有种类的有线/无线网络来实现。
目前为止，参照图1对根据本公开的一实施例的基于区块链的系统进行了说明。接着，参照图2至图13，对在所述基于区块链的系统中执行的区块创建方法进行说明。
首先，为了提供的理解的方便，参照图2对在区块创建处理所进行的过程中可能会出现的区块链节点100的状态迁移过程进行说明。
图2示出根据本公开的一实施例的区块链节点100的状态跃迁图。在图2中，利用括号表示的记载表示引起状态迁移的事件，未利用括号表示的记载表示在状态迁移过程中执行的操作。
参照图2，区块链节点100可以针对每个区块创建处理而具有闲置状态(idle)1、候选状态(candidate)3、区块接收等待状态(waitBlock)5、选出状态(elected)7。
闲置状态1表示区块创建处理开始的初始状态。区块链节点100在接收到由另一区块链节点创建的新的区块或者自身创建新的区块之后，开始新的区块创建处理。
候选状态3表示区块链节点100以区块创建候选节点存在的状态。区块链节点100可以计算出自身的节点分数并传播计算出的节点分数，而进入候选状态3。
在处于候选状态3的期间，区块链节点100接收另一区块链节点的节点分数，并执行利用接收到的节点分数而更新节点分数表的操作。在此，所述节点分数表表示保管各个区块链节点的节点分数的表。并且，在处于候选状态3的期间，区块链节点100还可以传播自身的节点分数表。
区块接收等待状态5表示区块链节点100放弃创建新的区块，而等待接收由另一区块链节点创建的新的区块的状态。区块链节点100可以基于自身的节点分数与另一区块链节点的节点分数的比较结果，来向所述另一区块链节点授予区块创建权限，从而进入区块接收等待状态5。
选出状态7表示区块链节点100被选择成为区块创建节点的状态。区块链节点100可以响应于满足预定的区块创建节点条件，而进入选出状态7。进入选出状态7的区块链节点100可以通过作业证明而创建新的区块，也可以没有作业证明而直接创建新的区块。所述作业证明是在本领域中众所周知的概念，因此省略对此的说明。
目前为止，参照图2对区块链节点100的状态迁移图进行了说明。然而，需要注意的是，图示于图2的状态迁移图仅仅是为了便于理解而提供的，区块链节点100的状态迁移过程可以通过多样的方式来设计。
以下，参照图3以下的附图对各个区块链节点100中执行的区块创建方法进行详细的说明。只不过，为了便于说明，可以省略针对后述的区块创建方法所包含的各个步骤的操作主体的记载。并且，后述的区块创建方法的各个步骤可以利用可通过处理器执行的计算机程序的指令来实现。
图3至图6是示出根据本公开的一实施例的基于区块链的系统中的区块创建方法的流程图。只不过，这些只是用于实现本公开的目的的优选实施例，根据需要，可以添加或删除一部分步骤。
参照图3，所述区块创建方法开始于，区块链节点100计算节点分数的步骤(S110)。区块链节点100在每一个区块创建处理中计算出新的节点分数，其目的在于确保区块创建的公平性。
在一实施例中，区块链节点100可以基于随机值(例如，区块的哈希值等)计算出节点分数。根据本实施例，每一个区块创建处理中的创建新区块的区块链节点可以随机而不同。因此，可以防止在基于区块链的系统中区块创建集中于特定区块链节点的现象。
在一实施例中，如图7所示，区块链节点100可以基于特定区块的哈希值11和自身的标识值13来创建节点分数15。例如，区块链节点100可以对哈希值11和标识值13应用循环冗余检查(CRC：cyclical redundancy check)方法而创建节点分数15。作为另一例，区块链节点100也可以对哈希值11和标识值13应用预定的哈希函数而创建节点分数15。利用特定区块的哈希值11创建节点分数15的原因在于，哈希值11是所有的区块链节点通过区块链而共享的信息，而且是记录于区块链的被验证的信息。并且，标识值13也是区块链节点预先认知的信息，因此可以如同下述实施例一样利用节点分数15执行针对计算出节点分数15的区块链节点的验证。
根据本公开的实施例，节点分数15可用于验证该区块链节点的用途。具体而言，在第二区块链节点接收到第一区块链节点的第一节点分数的情况下，所述第二区块链节点可以利用第一区块链节点的标识值和特定区块的哈希值计算出节点分数，并判断计算出的节点分数是否与所述第一节点分数相同，从而执行针对所述第一区块链节点的验证。即，通过上述的过程，可以验证所述第一节点分数是根据参与到区块链网络的第一区块链节点而有效地计算出的节点分数。特定区块的哈希值11是针对每一个区块而不同的值，因此具有随机值的性质。因此，根据本实施例，能够在基于区块链的系统中实现在提高区块创建的公平性的同时还提高基于区块链的系统的安全性的效果。
重新参照图3，在步骤S120中，区块链节点100将计算出的节点分数传播至区块链网络10上。例如，区块链节点100将包含所述节点分数的消息周期性或者非周期性地进行广播(broadcasting)，从而能够传播自身的节点分数。另外，接收到所述广播消息的另一个区块链节点可以将自身的节点分数作为针对所述广播消息的响应而发送到区块链节点100。
如上所述，在利用广播的情况下，根据网络状态，所述消息到达各个区块链节点的顺序可能变得不同。据此，即使区块链节点100计算出了相同的节点分数，授予区块创建权限的对象可能不同，最终，创建新的区块的区块链节点可以按照区块创建处理而更加随机地不同。因此，在区块链节点之间能够更公平地实现区块创建，并且能够解决特定的区块链节点作用为薄弱点的问题，从而能够进一步提高基于区块链的系统的安全性。
在步骤S130中，区块链节点100等待区块创建权限或者新区块的接收。即，在步骤S130之后，区块链节点100可以从另一个区块链节点接收区块创建权限的授予，也可以接收另一区块链节点的节点分数，其可以与顺序无关地发生。
随着在步骤S140，区块链节点100从另一区块链节点接收区块创建权限的授予，可以开始过程A。更详细地，接收到在步骤S120中传播的第一节点分数的特定区块链节点响应于判断出第一节点分数高于自身的第二节点分数，向区块链节点100授予其自身的区块创建权限。此时，授予区块创建权限的所述特定区块链节点放弃区块创建，并从候选状态3进入到区块接收等待状态5。针对过程A的说明将参照图4而在下文中进行。
在步骤S150中，区块链节点100从另一区块链接收节点分数，并据此而开始过程B。针对过程B的说明将参照图5而在下文中进行。
目前为止，参照图3对根据本公开的一实施例的区块创建方法进行了说明。以下，参照图4，接着说明区块链节点100从另一区块链节点接收区块创建权限的授予之后的过程A。
如图4所示，在步骤S210中，区块链节点100判断是否满足基于区块创建权限来设定的区块创建节点条件。例如，在区块创建节点条件为接收n个以上的区块创建权限的授予的条件的情况下，区块链节点100判断目前为止所接收的区块创建权限的授予是否为n个以上。
在步骤S220中，响应于所述区块创建节点条件已得到满足的判断，区块链节点100进入选出状态7，从而开启新的区块的创建。
在一示例中，区块链节点100响应于区块创建节点条件已得到满足的判断，可以直接创建新的区块。根据本示例，实现了区块创建时间被缩短的效果，并且能够提高整体的基于区块链的系统的性能。
在另一示例中，区块链节点100可以响应于区块创建节点条件已得到满足的判断而执行作业证明。并且，区块链节点100可以仅限于通过作业证明而导出适当的随机(Nonce)值的情形而创建新的区块。根据本示例，区块创建时间可能更长，但是由于追加地进行作业证明，因此可以进一步得到提高基于区块链的系统的整体可靠性。并且，即使同时存在满足区块创建节点条件的多个区块链节点，由于作业证明，新区块同时被创建的可能性将显著地降低，因此可以降低区块链上发生分叉的可能性。在本示例中，可以根据基于区块链的系统的目标可靠性、目标区块创建时间等而多样地设定和调节作业证明的难度。
在又一示例中，区块链节点100可以响应于区块创建节点条件得到满足的判断而在等待预定的时间期间之后创建新的区块。此时，所述预定的时间在预定范围内可以随机地确定。因此，即使存在同时满足多个区块创建节点条件的多个区块链节点，由于新区块同时被创建的可能性降低，因此在区块链上发生分叉的可能性也可能会降低。同时，还可以实现作业证明所要求的计算费用降低的效果。
目前为止，参照图4对过程A进行了说明。以下，参照图5接着说明区块链节点100从另一区块链节点接收到节点分数之后的过程B。
参照图5，响应于接收到由另一区块链节点计算出的节点分数，可以执行更新节点分数表的步骤(S310)。例如，区块链节点100可以将另一区块链节点的节点分数添加到节点分数表。另外，在该步骤S310中，区块链节点100可以向所述另一区块链节点发送自身的节点分数和/或节点分数表。
在步骤S320中，区块链节点100比较自身的节点分数和另一区块链节点的节点分数。响应于根据比较结果而判断出自身的节点分数更高，区块链节点100重新执行步骤S130。与此相反，响应于判断出自身的分数更低，区块链节点100执行步骤S330。
在步骤S330中，区块链节点100向另一区块链节点授予自身的区块创建权限(S330)。例如，区块链节点100将表示区块创建权限的授予的消息发送到另一区块链节点，从而能够授予自身的区块创建权限。
在步骤S340中，区块链节点100放弃区块的创建，并进入区块接收等待状态。
以下，参照图6对在所述区块接收等待状态下执行的过程C进行说明。
参照图6，在区块接收等待状态下，响应于接收到由另一区块链节点创建的新的区块，区块链节点100将所述新的区块添加到区块链(S410、S420)。
根据本公开的实施例，在添加新的区块的步骤S420之前，区块链节点100执行针对新的区块的验证，并且仅限于得到所述新的区块有效的验证结果的情形而将所述新的区块添加到区块链。
此时，所述验证可以基于记录于新的区块的区块链节点的标识值来执行。更详细地，满足区块创建节点条件的第一区块链节点将对自身授予区块创建权限的区块链节点的标识值记录到新的区块，并将其传播至区块链网络上。这样，接收到新的区块的区块链节点100基于记录于新的区块的所述标识值来验证所述第一区块链节点是否正当地创建了新的区块。例如，区块链节点100可以基于记录于新的区块的标识值的数量来验证所述第一区块链节点是否为满足区块创建节点条件的节点。作为另一示例，区块链节点100可以验证具有记录于新的区块的标识值的区块链节点是否对向所述第一区块链节点授予了区块创建权限。根据本实施例，只有得到验证的新的区块才会被添加到区块链，因此可以进一步提高基于区块链的系统的可靠性和安全性。
与此相反，在未接收新的区块而经过预定的等待时间的情况下，区块链节点100可以重新计算出区块分数，从而重新开始区块创建处理(S110)。即，在满足区块创建节点条件的区块链节点在预定时间内不出现的情况下，区块链节点100可以自主地重新开始区块创建处理。
所述等待时间可以是根据已设定的固定值或者根据情况而变动的变动值。例如，所述等待时间可以是区块链网络的区块链的数量越多，则以越大的值变动的变动值。
目前为止，参照图3和图7对根据本公开的实施例的基于区块链的系统中的区块创建方法进行了说明。根据上述的方法，不需要所有的区块链节点执行作业证明，因此能够解决不必要地消耗计算资源的问题。并且，由于随机创建的节点分数和广播特性，可以针对每一个区块创建处理变更创建新的区块的区块链节点。据此，在区块链节点之间可以实现公平的区块创建，并且可以解决系统整体的可靠性和安全性因专门负责区块创建的特定区块链节点而降低的问题。并且，计算资源的无效率性和区块创建的不公平性问题均可得到解决，因此上述的区块创建方法可以很好地利用到基于区块链的系统。
以下，为了进一步提供理解的方便，参照图8至图13对执行上述的区块创建方法的具体示例进行说明。
首先，图8示出多个区块链节点A至L和各个区块链节点A、……、L计算出的节点分数。如图8所示，区块链节点A、区块链节点C和区块链节点F的区块链分数21、23、25分别为“100”、“120”、“121”的情形作为一例而示出。
接着，如图9所示，各个区块链节点A、……、L交换节点分数，并且建立并更新节点分数表。例如，区块链节点A接收区块链节点B、C的节点分数，并将接收到的节点分数添加到节点分数表31。如图9所示的节点分数表中，利用带阴影的条目表示最高的节点分数。
接着，基于节点分数的比较结果，各个区块链节点A、……、L向另一区块链节点授予自身的区块创建权限，或者从另一区块链节点接收授权。例如，如图10所示，区块链节点A向节点分数最高的区块链节点C授予自身的区块创建权限。并且，接收区块创建权限的授予的区块链节点A放弃区块创建，并进入区块接收等待状态。图11示出整个区块链节点A、……、L之间的区块创建权限授予结果。
上述的区块创建权限授予过程可以连续地执行。例如，如图12所示，区块链节点C接收区块链节点A授予的区块创建权限，并基于节点分数比较结果来向区块链节点F授予自身的区块创建权限和区块链节点A的区块创建权限。在此过程中，区块链节点C可以将节点分数表53传递至区块链节点F，并且区块链节点F可以基于节点分数表53来更新自身的节点分数表55。
最后，图13示出随着连续地授予区块创建权限而导出的结果。尤其，图13以树形图形态表示区块创建权限的授予结果，并且箭头表示区块创建权限的授予方向。
如图13所示，可以确认区块链节点F总共从九个区块链节点A、C、D、G、H、I、J、K、L接收区块创建权限的授予，并且区块链节点E从一个区块链节点B接收区块创建权限的授予。
在此，在区块创建节点条件为接收七个区块创建权限的授予的条件的情况下，区块链节点F可以开启新的区块的创建。例如，区块链节点F可以直接创建新的区块，也可以通过作业证明而创建新的区块。
目前为止，参照图8至图13对执行根据本公开的实施例的区块创建方法的具体示例进行了说明。以下，参照图14对根据本公开的一实施例的区块链节点100的构成和操作进行说明。
图14是用于示出根据本公开的一实施例的区块链节点的硬件构成图。尤其，在图14中，示出了区块链节点100实现为物理计算装置的情形作为一例。
参照图14，区块链节点100可以包括一个以上的处理器110、总线150、网络接口170、装载(load)借助处理器110执行的计算机程序的内存(memory)130和存储区块链网络的区块生成软件191的存储器(storage)190。只不过，在图14中，仅图示了与本公开的实施例相关的构成要素。因此，只要是本公开所属的技术领域中的普通技术人员，则能够理解除了图示于图14的构成要素以外还可以包括其他通用的构成要素。
处理器110控制区块链网络的区块链节点100的各个构成的整体的操作。处理器110可以构成为包括中央处理单元(CPU：Central Processing Unit)、微处理器单元(MPU：Micro Processor Unit)、单片机(MCU：Micro Controller Unit)、图像处理单元(GPU：Graphic Processing Unit)或本公开的技术领域中周知的任意形态的处理器。并且，处理器110可以运行针对用于执行根据本公开的实施例的方法的至少一个应用或程序的运算。区块链网络的区块链节点100可以配备一个以上的处理器。
内存130存储各种数据、指令和/或信息。内存130为了执行根据本公开的实施例的基于区块链的系统的区块创建方法而从存储器190装载一个以上的程序191。在图14中，作为内存130的示例而示出了随机存取存储器(RAM)。
总线150提供区块链网络的区块链节点100的构成要素之间的通信。总线150可以由地址总线(Address Bus)、数据总线(Data Bus)和控制总线(Control Bus)等多样的形态的总线实现。
网络接口170支持区块链网络中的区块链节点100的有线互联网通信和无线互联网通信。并且，网络接口170还可以支持除了互联网通信以外的多样的通信方式。为此，网络接口170可以构成为包括本发明的技术领域中周知的通信模块。
存储器190可以非临时性地存储所述一个以上的程序191a。在图14中，作为所述一个以上的程序191的示例而示出了区块创建软件191。
存储器109可以构成为包括只读存储器(ROM：Read Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM：Erasable Programmable ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM：Electrically Erasable Programmable ROM),闪存等非易失性内存、硬盘、可拆装硬盘或在本公开所属的技术领域中周知的任意的形态的可通过计算机读取的记录介质。
区块创建软件191可以包括在被装载至存储器130时使处理器110执行根据上述的本公开的若干实施例的区块创建方法的指令。
作为一例，区块创建软件191可以包括执行如下操作的指令：计算出节点分数的操作；将所述节点分数传播至多个区块链节点的操作；从所述多个区块链节点中的接收到所述节点分数的另一个区块链节点接收区块创建权限的授予的操作；以及，响应于判断出满足基于区块创建权限的区块创建节点条件，而开始新的区块的创建的操作。
作为另一例，区块创建软件191可以包括执行如下操作的指令：计算出第一节点分数的操作；从另一区块链节点接收第二节点分数的操作；以及，基于所述第一节点分数和所述第二节点分数的比较结果来向所述另一区块链节点授予区块创建权限的操作。
目前为止，参照图14而对根据本公开的一实施例的区块链节点100的构成和操作进行了说明。
目前为止，参照图1至图14而提及了本公开的若干实施例和根据该实施例的效果。本公开的效果并不局限于以上提及的效果，未提及的其他效果可通过以下的记载而被本领域普通技术人员明确地理解。
以上，参照图1至图14进行说明的本公开的技术概念可以在计算机可读介质上实现为计算机可读代码。所述计算机可读介质例如可以是移动式记录介质(CD、DVD、蓝光光盘、USB存储装置、移动硬盘)或者固态记录介质(ROM、RAM、计算机配备型硬盘)。记录于所述计算机可读记录介质中的所述计算机程序可以通过互联网等网络而被传输到另一计算装置，并设置于所述另一计算装置中，据此能够在所述另一计算装置中使用。
以上，即使构成本公开的所有构成要素结合为一体或者结合而操作，本公开也并非一定局限于上述实施例。即，只要在本公开的目的范围内，则相应所有的构成要素应当被选择性地结合而进行操作。
在附图中，以特定的顺序图示了操作，然而并不一定要理解为这些操作必须以图示的特定的顺序或按序地执行或者必须将所有的图示的操作全部执行才能得到所需要的结果。在特殊情况下，多任务处理(Multitasking)和并行处理可能会更有利。进而，在上文中说明的实施例中，多样的构成要素之间的分离不能被理解为这样的分离是必须需要的，应当理解为，所说明的程序组件和系统通常被整合为单个软件产品或者以多个软件产品形式被包装。
以上，参照附图对本公开的实施例进行了说明，但是本公开所属的技术领域中具有普通知识水平的人将理解，本公开可以不改变其技术思想或必要技术特征而实施为其他具体的形态。因此，以上描述的实施例在所有方面均未示例性的，而非限定性的。本公开的保护范围应当根据权利要求书的范围来解释，在与此等同的范围内的所有技术思想应当被解释为包含在本公开的权利范围内。

Claims (17)

1.一种在基于区块链的系统中的区块创建方法，所述基于区块链的系统包括多个区块链节点，其特征在于，包括如下步骤：
所述多个区块链节点中的第一区块链节点计算出第一节点分数；
所述第一区块链节点将所述第一节点分数传播至多个区块链节点；
所述第一区块链节点从所述多个区块链节点中的接收到所述第一节点分数的第二区块链节点接收区块创建权限的授予；以及
所述第一区块链节点基于判断出满足基于区块创建权限的区块创建节点条件，来开始新的区块的创建。
2.如权利要求1所述的在基于区块链的系统中的区块创建方法，其特征在于，
所述区块创建权限的授予与否基于由所述第二区块链节点计算出的第二节点分数和所述第一节点分数的比较结果来确定。
3.如权利要求1所述的在基于区块链的系统中的区块创建方法，其特征在于，
所述第一节点分数是基于随机值计算出的。
4.如权利要求3所述的在基于区块链的系统中的区块创建方法，其特征在于，
所述第一节点分数按每一个区块创建处理而重新计算出。
5.如权利要求1所述的在基于区块链的系统中的区块创建方法，其特征在于，
所述第一节点分数基于特定区块的哈希值和所述第一区块链节点的标识值来计算出。
6.如权利要求5所述的在基于区块链的系统中的区块创建方法，其特征在于，
所述第一节点分数基于之前的区块的哈希值和所述第一区块链节点的标识值来计算出。
7.如权利要求1所述的在基于区块链的系统中的区块创建方法，其特征在于，还包括如下步骤，
所述第一区块链节点通过作业证明来创建所述新的区块，
其中，所述作业证明仅通过所述多个区块链节点中的满足所述区块创建节点条件的区块链节点执行。
8.如权利要求1所述的在基于区块链的系统中的区块创建方法，其特征在于，
所述区块创建节点条件基于区块链上的分叉发生程度来变更。
9.如权利要求1所述的在基于区块链的系统中的区块创建方法，其特征在于，
所述第二区块链节点在授予所述区块创建权限之后进入区块接收等待状态。
10.如权利要求1所述的在基于区块链的系统中的区块创建方法，其特征在于，还包括如下步骤：
所述第一区块链节点将所述第二区块链节点的标识值记录到所述新的区块；以及
所述第一区块链节点将所述新的区块传播至所述多个区块链节点，
其中，所述多个区块链节点中的接收到所述新的区块的第三区块链节点基于记录在所述新的区块中的标识值来验证所述新的区块，并基于所述新的区块有效的验证结果来将所述新的区块添加到区块链上。
11.一种在基于区块链的系统中的区块创建方法，所述基于区块链的系统包括多个区块链节点，其特征在于，包括如下步骤：
所述多个区块链节点中的第一区块链节点计算出第一节点分数；
所述第一区块链节点从所述多个区块链节点中的第二区块链节点接收第二节点分数；以及
所述第一区块链节点基于所述第一节点分数和所述第二节点分数的比较结果，来向所述第二区块链节点授予区块创建权限。
12.如权利要求11所述的在基于区块链的系统中的区块创建方法，其特征在于，
所述第二节点分数基于包含在区块链中的特定区块的哈希值和所述第二区块链节点的标识值来计算出。
13.如权利要求12所述的在基于区块链的系统中的区块创建方法，其特征在于，
授予的步骤包括如下步骤：
基于所述哈希值和所述标识值来验证所述第二区块链节点；以及
仅限于所述第二区块链节点被验证为有效的情况下，授予所述区块创建权限。
14.如权利要求11所述的在基于区块链的系统中的区块创建方法，其特征在于，还包括如下步骤：
所述第一区块链节点响应于向所述第二区块链节点授予了所述区块创建权限，而进入区块接收等待状态。
15.如权利要求14所述的在基于区块链的系统中的区块创建方法，其特征在于，还包括如下步骤：
所述第一区块链节点响应于接收到新的区块，而终止所述区块接收等待状态，并重新计算出所述第一节点分数。
16.如权利要求14所述的在基于区块链的系统中的区块创建方法，其特征在于，
所述第一区块链节点响应于判断为经过了已设定的等待时间，而终止所述区块接收等待状态，并重新计算出所述第一节点分数。
17.一种区块链节点，其特征在于，包括：
硬件处理器；以及
存储器，包括由所述硬件处理器执行的至少一个计算机程序，
其中，所述至少一个计算机程序包括使所述硬件处理器执行如下的操作的指令：
计算出第一节点分数；
将所述第一节点分数传播至多个区块链节点；
从所述多个区块链节点中的接收到所述第一节点分数的第二区块链节点接收区块创建权限的授予；以及
基于判断出满足基于区块创建权限的区块创建节点条件，来开始新的区块的创建。
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