CN111327565B

CN111327565B - 区块链出块方法和系统

Info

Publication number: CN111327565B
Application number: CN201811527008.8A
Authority: CN
Inventors: 刘续中; 孙江涛; 贾佳琪
Original assignee: Beijing Guorenbao Software Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Guorenbao Software Technology Co ltd
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2018-12-13
Publication date: 2022-09-06
Anticipated expiration: 2038-12-13
Also published as: CN111327565A

Abstract

本发明涉及互联网技术领域，尤其涉及一种区块链出块方法和系统。其中，所述方法应用于包括排序节点、N个验证节点和出块节点的区块链系统中，N≥2；所述方法包括：由所述排序节点获取交易信息以及将所述交易信息分配给所述N个验证节点；由N个验证节点分别对来自所述排序节点的交易信息进行验证，以及将验证后的交易信息发送给所述出块节点；由所述出块节点对来自所述N个验证节点的经过验证后的交易信息打包出块。本发明实施例的所述区块链出块方法和系统，能够解决区块链系统中各节点为竞争出块带来的各节点工作量大、算力浪费的问题。

Description

区块链出块方法和系统

技术领域

本发明涉及互联网技术领域，尤其涉及一种区块链出块方法和系统。

背景技术

区块链技术也称为分布式账本技术，本质上是一种去中心化的分布式互联网数据库。区别于传统的分布式存储，区块链中的各个节点都是独立等同的，区块链中的各节点按照块链式结构存储完整的数据，并且每个节点均具有竞争出块的机会。

在出块过程中，区块链各节点检测系统中产生的交易信息，对交易信息验证后通过大量计算以获取出块的机会。以工作量证明机制(PoW)为例，区块链中的各节点在验证交易信息后通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权，最先求得正确数值解的节点获得出块机会。

从上述过程中可以看出，区块链中的各节点为竞争出块机会均需要获取、验证交易信息、基于共识机制竞争出块，造成了众多节点工作量大、算力浪费问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种区块链出块方法和系统，用以解决区块链系统中各节点为竞争出块带来的各节点工作量大、算力浪费的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种区块链出块方法，所述方法应用于包括排序节点、N个验证节点和出块节点的区块链系统中，N≥2；所述方法包括：

由所述排序节点获取交易信息以及将所述交易信息分配给所述N个验证节点；

由N个验证节点分别对来自所述排序节点的交易信息进行验证，以及将验证后的交易信息发送给所述出块节点；

由所述出块节点对来自所述N个验证节点的经过验证后的交易信息打包出块。

第二方面，本发明实施例提供了一种区块链系统，包括：排序节点、N个验证节点和出块节点，N≥2；

所述排序节点，用于获取交易信息以及将所述交易信息分配给所述N个验证节点；

所述验证节点，用于对从所述排序节点接收的交易信息进行验证，以及将验证后的交易信息发送给所述出块节点；

所述出块节点，用于对来自所述N个验证节点的经过验证后的交易信息打包出块。

本发明实施例提供的区块链出块方法和系统，对区块链系统中的各节点进行排序节点、验证节点和出块节点的角色划分；并且由排序节点检测系统中产生的交易信息，由各个验证节点对排序节点收集的交易信息进行验证，由出块节点对验证后的交易信息打包出块；各节点分工参与出块过程，降低各节点的工作量，并且由出块节点统一出块降低各节点为竞争出块带来的算力浪费问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种区块链出块方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种区块链系统的结构示意图；

图3所示装置为区块链系统中节点的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明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，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

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商品或者系统不仅包括那些要素，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商品或者系统所固有的要素。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商品或者系统中还存在另外的相同要素。

图1为本发明实施例提供的一种区块链出块方法的流程图。本实施例中的区块链出块方法在包括排序节点、N个验证节点和出块节点的区块链系统中执行，N≥2。如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S101：由排序节点获取交易信息以及将交易信息分配给N个验证节点。

在本发明实施例方案中，由排序节点检测系统中的交易信息并且将交易信息分配给系统中的N个验证节点，例如，排序节点将在一段时间(如10分钟)内检测到的交易信息分配给N个验证节点。

其中，排序节点可以按照预设的分配规则将交易信息分配给N个验证节点，例如排序节点按照接收交易信息时间的先后顺序，将交易信息依次分配给N个验证节点；又例如排序节点将获取的交易信息均分成N份并分别分配给N个验证节点。

步骤S102：由N个验证节点分别对来自排序节点的交易信息进行验证，以及将验证后的交易信息发送给出块节点。

当产生新的交易时，交易发起者在系统中广播交易信息，排序节点接收系统中产生的交易信息，并且对交易信息进行验证。即当系统中产生一个新的交易时，需要验证交易发起者的合法性以及验证交易发起者的钱包没有被冒用。

区别于现有技术系统中的各节点均对交易信息验证，本发明实施例方案中由分配到交易信息的N个验证节点对分配到的每条交易信息进行验证。

其中，验证节点对交易信息的验证包括对交易发起者钱包地址的验证和对发起者签名的验证。

通过对交易发起者钱包地址的验证可以验证交易发起者钱包合法性，其中由于交易发起者钱包地址和交易发起者公钥相关，验证交易发起者钱包即验证交易发起者公钥。可选的，可以通过系统维护的公钥集合验证交易发起者的钱包地址。

进一步，为了防止钱包被冒用，交易发起者对发起的交易信息进行签名，验证节点可以使用交易发起者的公钥验证交易发起者签名，由此以验证交易信息的合法性。

本发明实施例方案中，N个验证节点对接收到的每条交易信息进行上述验证，验证完成后，将经过验证的交易信息发送给出块节点。

步骤S103：由出块节点对来自所述N个验证节点的经过验证后的交易信息打包出块。

出块节点接收N个验证节点发送的经过验证的交易信息，由于交易信息已经经过了验证节点的验证，所以出块节点可以直接对交易信息打包出块。

进一步，在本发明实施例方案中，上述的排序节点、N个验证节点和出块节点均从M个备选节点中选出，M大于排序节点、验证节点和出块节点数量之和。

即区块链系统中设置较多数量的备选节点，从备选节点中确定排序节点、N个验证节点和出块节点。

上述备选节点均为满足一定条件的节点，如备选节点的资产余额、活跃度和诚信值均满足预设值。

所述资产余额指用于衡量节点可用资产的参数。

所述活跃度指用于衡量节点登录区块链系统以及参与出块的活跃度的参数，如登录时间、出块次数等。

所述诚信值指用于衡量节点可信度的参数，如是否有伪造交易等行为。

本发明实施例方案，对区块链系统中的各节点进行排序节点、验证节点、出块节点的角色划分，各类型节点配合进行区块链出块，降低各节点的工作量以及避免各节点之间由于竞争出块机会而带来的算力浪费问题。

以下将详细描述本发明的一个或多个实施例的区块链系统。本领域技术人员可以理解，区块链系统中的各节点均可使用市售的硬件组件通过本方案所教导的步骤进行配置来构成。

图2为本发明实施例提供的一种区块链系统的结构示意图。如图2所示，该系统包括：排序节点11、N个验证节点12和出块节点13，N≥2；

所述排序节点11，用于获取交易信息以及将所述交易信息分配给所述N个验证节点12；

所述验证节点12，用于对从所述排序节点11接收的交易信息进行验证，以及将验证后的交易信息发送给所述出块节点13；

所述出块节点13，用于对来自所述N个验证节点12的经过验证后的交易信息打包出块。

在一个可能的设计中，所述系统还包括M个备选节点；

所述排序节点11、所述N个验证节点12和所述出块节点13均从所述M个备选节点中确定，所述M大于排序节点11、验证节点12和出块节点13数量之和。

在一个可能的设计中，所述备选节点的资产余额、活跃度和诚信值均满足预设值。

在一个具体示例中，区块链系统中可以设置1000个备选节点，并所述备选节点中确定一个排序节点11、5～10个验证节点12、一个出块节点13。

图2所示系统可以执行图1所示实施例的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图1所示实施例的相关说明。该技术方案的执行过程和技术效果参见图1所示实施例中的描述，在此不再赘述。

图3所示装置为区块链系统中节点的结构示意图。在区块链系统中，各节点可以为一电子设备，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器21和存储器22。其中，所述存储器22用于存储支持该电子设备执行上述区块链出块方法的程序，可选的，根据节点所分配的角色，电子设备的存储器22可以存储用于执行排序节点、验证节点和出块节点所执行步骤的程序，所述处理器21被配置为用于执行所述存储器22中存储的程序。所述程序包括一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器21执行时能够分别实现排序节点、验证节点和出块节点的功能。

例如，当某一节点被配置为实现排序节点的功能时，该节点的存储器22中存储用于执行排序节点所执行步骤的程序，所述处理器21被配置为用于执行所述存储器22中存储的程序，实现检测系统中交易信息以及将交易信息分配给N个验证节点的功能。

当某一节点被配置为实现验证节点的功能时，该节点的存储器22中存储用于执行验证节点所执行步骤的程序，所述处理器21被配置为用于执行所述存储器22中存储的程序，实现验证交易信息以及将经过验证的交易信息发送给出块节点的功能。

当某一节点被配置为实现出块节点的功能时，该节点的存储器22中存储用于执行出块节点所执行步骤的程序，所述处理器21被配置为用于执行所述存储器22中存储的程序，实现接收N个验证节点的经过验证的交易信息以及将交易信息打包出块的功能。

可选的，在一个节点中可以同时存储上述三种节点的功能以根据出块需要实现不同的角色功能。

其中，所述电子设备的结构中还可以包括通信接口23，用于该电子设备与其他设备比如存储节点或通信网络通信。

另外，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，用于储存上述电子设备所用的计算机软件指令。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件和软件结合的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机产品的形式体现出来，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程文件存取设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程文件存取设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程文件存取设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程文件存取设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备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，磁带磁磁盘存储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。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种区块链出块方法，其特征在于，所述方法应用于包括排序节点、N个验证节点和出块节点的区块链系统中，N≥2；所述方法包括：

由所述出块节点对来自所述N个验证节点的经过验证后的交易信息打包出块；

由所述排序节点将所述交易信息分配给所述N个验证节点，包括：

所述排序节点将获取的交易信息均分成N份并分别分配给所述N个验证节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由所述N个验证节点分别对来自所述排序节点的交易信息进行验证，包括：

所述验证节点对接收到的每条交易信息的发起者钱包地址和发起者签名进行验证。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述排序节点、所述N个验证节点和所述出块节点均从M个备选节点中选出，所述M大于排序节点、验证节点和出块节点数量之和。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述备选节点的资产余额、活跃度和诚信值均满足预设值。

5.一种区块链系统，其特征在于，包括：排序节点、N个验证节点和出块节点，N≥2；

所述出块节点，用于对来自所述N个验证节点的经过验证后的交易信息打包出块；

所述将所述交易信息分配给所述N个验证节点，包括：

将获取的交易信息均分成N份并分别分配给所述N个验证节点。

6.根据权利要求5所述的区块链系统，其特征在于，所述系统还包括M个备选节点；

所述排序节点、所述N个验证节点和所述出块节点均从所述M个备选节点中确定，所述M大于排序节点、验证节点和出块节点数量之和。

7.根据权利要求6所述的区块链系统，其特征在于，所述备选节点的资产余额、活跃度和诚信值均满足预设值。