CN111368343B - 一种区块链系统、数据存储方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种区块链系统、数据存储方法及装置，建立包括主共识子系统和从共识子系统的区块链系统，其中，所述主共识子系统包括若干主共识节点，所述从共识子系统包括若干从共识节点，主共识子系统创建预处理块，从共识子系统校验预处理块、生成区块并上链。这样通过分工协作，一方面仅由主共识子系统决定出块的时机和内容，提高了主共识子系统的主观能动性和对区块链的控制力度；另一方面，从共识子系统负责校验预处理块并上链，确保了要上链的数据符合区块链的要求。

Description

一种区块链系统、数据存储方法及装置

技术领域

本申请涉及区块链领域，尤其涉及一种区块链系统、数据存储方法及装置。

背景技术

随着信息技术的发展，区块链技术由于其具有的开放性、不可篡改性、去中心化等优点，已经成为人们重点关注的技术。由于现有区块链技术的去中心化的特点，使得在该区块链中执行的交易在存储在区块链(即，上链)之前，还需要由该区块链中的各节点对该对应的交易数据(如，对交易进行处理后的结果)进行共识。现有区块链技术中采用的共识方法主要有工作量证明机制（POW）、权益证明机制(POS)、委托权益证明（DPOS）、实用拜占庭容错（PBFT）等，但这些共识方法都是将所有节点当做一个整体。但很多场合下往往需要将共识节点划分为两个分组，一个分组决定出块的时机和内容，另一个分组对出块进行校验并决定是否上链，这就需要一种新的区块链系统来满足这些场合。

发明内容

本申请实施例提供一种区块链系统、数据存储方法及装置，以满足需要分成两组、一组决定出块的时机和内容、另一组对出块进行校验并决定是否上链的场合。

为解决上述技术问题，本申请实施例是这样实现的：

本申请实施例提供的一种区块链系统，包括主共识子系统和从共识子系统；

所述主共识子系统包括若干主共识节点，所述从共识子系统包括若干从共识节点；

所述主共识子系统，创建预处理块，将所述预处理块发送给所述主共识子系统中的各主共识节点进行共识校验；若通过校验，则根据所述预处理块发送给所述从共识子系统；并接收由从共识子系统发送的区块，存入所述主共识子系统的各主共识节点的区块链；

所述从共识子系统，接收所述主共识子系统发送的预处理块，将所述预处理块发送给所述从共识子系统中的各从共识节点进行共识校验；若通过校验，则根据所述预处理块生成对应的区块并存入所述从共识子系统各从共识节点的区块链，并发送给所述主共识子系统。

本申请实施例提供的一种数据存储方法，区块链系统包括主共识子系统和从共识子系统，所述主共识子系统包括若干主共识节点，所述从共识子系统包括若干从共识节点，所述方法包括：所述从共识子系统接收所述主共识子系统发送的预处理块，所述预处理块包含待上链的交易列表、主共识子系统达成一致共识的数学证明等；将所述预处理块发送给所述从共识子系统中的各从共识节点进行共识校验；若通过校验，则根据所述预处理块生成对应的区块、存入所述从共识子系统的各从共识节点的区块链并发送给所述主共识子系统；所述区块包含所述预处理块的信息和所述从共识子系统达成一致共识的数学证明。

本申请实施例提供的一种数据存储方法，区块链系统包括主共识子系统和从共识子系统，所述主共识子系统包括若干主共识节点，从共识子系统包括若干从共识节点，所述方法包括：所述主共识子系统创建预处理块，将所述预处理块发送给所述主共识子系统中的各主共识节点进行共识校验；若通过校验，则将所述预处理块发送给所述从共识子系统并将所述从共识子系统发送的区块存入区块链。

本申请实施例提供的一种数据存储装置，区块链系统包括主共识子系统和所述装置，所述主共识子系统包含若干主共识节点，所述装置包含若干从共识节点，所述装置包括：

接收模块，接收所述主共识子系统发送的预处理块，所述预处理块包含待上链的交易列表和所述主共识子系统达成一致共识的数学证明；

校验模块，将所述预处理块发送给所述装置的各从共识节点进行共识校验；

存储模块，若通过校验，则根据所述预处理块生成对应的区块并存入所述装置的各从共识节点的区块链；

节点模块，提供增加、删除、查询所述装置的从共识节点；

发送模块，若通过校验，则将所述预处理块生成的区块发送给所述主共识子系统；

生成模块，若所述装置的从共识节点对所述预处理块达成合法的共识，根据所述预处理块生成新的区块，所述区块包含所述预处理块的信息和所述装置的各从共识节点达成一致共识的数学证明。

本申请实施例提供的一种数据存储装置，区块链系统包括所述装置和从共识子系统，所述装置包含若干主共识节点，从共识子系统包括若干从共识节点，所述装置包括：

创建模块，创建预处理块，所述预处理块包含待上链的交易列表；

校验模块，将所述预处理块发送给所述装置的各主共识节点进行共识校验；

节点模块，提供增加、删除、查询所述装置的主共识节点；

发送模块，若通过校验，将所述预处理块发送给所述从共识子系统，所述预处理块包含带上连的交易列表和所述主共识子系统达成一致共识的数学证明；

存储模块，接收所述从共识子系统发送的区块，将所述区块存入所述主装置的各主共识节点的区块链。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，在本申请实施例中，建立包括主共识子系统和从共识子系统的区块链系统，其中，所述主共识子系统包括若干主共识节点，从共识子系统包括若干从共识节点。如此以来，主共识子系统中的各主共识节点决定出块的时机与内容，达成一致后向从共识子系统发送预处理块，从共识子系统对预处理块进行共识校验，若校验通过则根据预处理块生成区块并上链。通过本申请实施例，一方面提高了主共识子系统的主观能动性和对区块链的控制力度；另一方面，从共识子系统确保了要上链的数据符合区块链的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本申请实施例提供的区块链系统的示意图；

图2～3是本申请实施例提供的两种数据存储方法的流程图；

图4～5是本申请实施例提供的两种数据存储装置的示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种区块链系统、数据存储方法及装置。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

如前所述，现有区块链将所有共识节点当做一个整体，并没有进行分工；而很多场合下往往需要将共识节点划分为两组，一组决定出块的时机和内容，另一组对出块进行校验来决定是否上链。为此，本申请所要求保护的技术方案，提出了一种区块链系统，在系统中将共识节点分为两组，一组负责出块的时机和内容，另一组确保要上链的数据符合区块链的要求。这样就能确保了主共识子系统的主管能动性以及区块链的数据健康。

图1是本申请实施例提供的一种区块链系统的示意图，区块链系统包括主共识子系统和从共识子系统。其中，主共识子系统可以对应各主共识节点主体，将各主共识节点主体作为主共识子系统包括的各主共识节点；而从共识子系统可以对应各从共识节点主体，将各从共识节点主体作为从共识子系统包括的各从共识节点；主共识子系统创建预处理块并达成一致共识后，将预处理块发送给从共识子系统，从共识子系统对预处理块达成一致后创建新的区块、上链并通知主共识子系统。

实际上，当个人、群组、公司等社会成员基于所述区块链系统创建自己的区块链时，每条区块链就可以视为每个社会成员主动为自己创建的可信数字体系，对于每个社会成员而言，其能选择将哪些在社会活动中因生活或工作产生的交易上链，而所述区块链系统可以为该社会成员提供主观能动性并确保其操作符合区块链要求。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1是本申请实施例提供的一种区块链系统的示意图，包括：主共识子系统101和从共识子系统102；所述主共识子系统101包括若干主共识节点，创建预处理块，将所述预处理块发送给所述主共识子系统101中各主共识节点进行共识校验；若通过校验，则根据所述预处理块发送给所述从共识子系统102；所述从共识子系统102，接收所述主共识子系统101发送的预处理块，将所述预处理块发送给所述从共识子系统102中的各从共识节点进行共识校验；若通过校验，则根据所述预处理块生成对应的区块并存入所述从共识子系统102对应的区块链。

所述从共识子系统102还用于，若通过校验，则将所述预处理块对应的区块发送给所述主共识子系统101；所述主共识子系统101，接收所述区块，将所述区块存入所述主共识子系统101中各主共识节点的区块链。

在本申请实施例中，所述共识节点与区块链网络中的节点并无功能上的不同，主共识子系统和从共识子系统属于区块链网络中执行共识的部分，每个共识节点都参与所属子系统的共识校验，区块链系统的共识工作必须通过主共识子系统共识、从共识子系统共识这两步完成。在本申请的应用场景下共识校验是由主共识子系统包含的各主共识节点执行的和从共识子系统包含的各从共识节点执行的。

通过本申请实施例，一方面仅由主共识子系统负责创建预处理块，主共识子系统之外的节点不能参与，提升了主共识子系统的主观能动性；另一方面，从共识子系统负责校验主共识子系统的出块行为是否符合区块链要求，仅由从共识子系统出块上链，这确保了区块链的数据健康。

图2是本申请实施例提供的一种数据存储方法流程图，包括以下步骤：

S201：从共识子系统接收主共识子系统发送的预处理块。

本申请实施例与图1所示的区块链系统是基于同一发明构思的实施例，对有关概念的解释可以参照对图1所示的区块链系统的解释。在本申请实施例中，具体可以是从共识子系统的从共识节点。

S202：从共识节点检验预处理块，同步到其他从共识节点。

S203：从共识子系统的出块节点发起对所述预处理块的共识校验。

所述从共识子系统对所述区块进行共识校验，实际上是将所述预处理块分别发送给其包含的各从共识节点进行共识校验。各从共识节点进行共识校验所根据的共识算法可以是拜占庭容错算法，也可以是其他共识算法，不做限制。

S204：校验通过后，从共识子系统根据预处理块生成对应的区块并存入从共识子系统对应的区块链。实际上，该对应的区块是根据所述预处理块生成的，所述区块与所述预处理块有着相同的交易列表、主共识子系统对预处理块达成一致共识的数学证明等信息，在前文已有解释，不再赘述，此外，该区块还应该包含所述从共识子系统达成一致共识的数学证明。

S205：从共识子系统将所述预处理块对应的区块发送给所述主共识子系统。

图3是本申请实施例提供的一种数据存储方法流程图，包括以下步骤：

S301：主共识子系统创建预处理块。

本申请实施例与图1所示的区块链系统是基于同一发明构思的实施例，对有关概念的解释可以参照对图1所示的区块链系统的解释。

在本申请实施例中，具体可以是主共识子系统的出块节点。

S302：主共识子系统对所述预处理块进行共识校验。

所述主共识子系统对所述预处理块进行共识校验，实际上是将所述预处理块分别发送给其包含的各主共识节点进行共识校验。各主共识节点进行共识校验所根据的共识算法可以是拜占庭容错算法，也可以是其他共识算法，不做限制。

S303：校验通过后，主共识子系统将所述预处理块发送给所述从共识子系统。

校验通过后，主共识子系统的节点会将所述预处理块发送给所述从共识子系统，该预处理块包含待上链的交易列表、主共识子系统就该预处理块达成一致共识的数学证明等，前文已有解释，不再赘述。

S304：主共识子系统接收由从共识子系统发来的与预处理块对应的区块。

基于图2所示的数据存储方法，本申请实施例还对应提供了数据存储装置，如图4所示，区块链系统包括主共识子系统、所述装置，所述主共识子系统包括若干主共识节点，所述装置包含若干从共识节点，所述装置包括：

接收模块401，接收所述主共识子系统发送的预处理块，所述预处理块包含待上链的交易列表、主共识子系统达成一致共识的数学证明等；

校验模块402，将所述预处理块发送给所述装置的各从共识节点进行共识校验；

存储模块403，若通过校验，则根据所述预处理块生成对应的区块并存入所述装置的各从共识节点的区块链；

节点模块404，提供增加、删除、查询所述装置的从共识节点；

发送模块405，若通过校验，则将所述预处理块对应的区块发送给所述主共识子系统；

生成模块406，若所述装置对所述预处理块达成合法的共识，根据所述预处理块生成新的区块。

基于图3所示的数据存储方法，本申请实施例还对应提供了数据存储装置，如图5所示，区块链系统包括所述装置和从共识子系统，所述装置包括若干主共识节点，所述从共识子系统包括若干从共识节点，所述装置包括：

创建模块501，创建预处理块，所述预处理块包含待上链的交易列表；

校验模块502，将所述预处理块发送给所述装置的各主共识节点进行共识校验；

节点模块503，提供增加、删除、查询所述装置的主共识节点；

发送模块504，向所述从共识子系统发送预处理块，所述预处理块包含待上链的交易列表、所述装置达成一致共识的数学证明等；

存储模块505，接收由所述从共识子系统发送的所述区块；将所述区块存入所述装置的各主共识节点的区块链。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。

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。具体的，计算机例如可以为个人计算机、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何设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，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数据处理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数据处理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数据处理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数据处理设备上，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。

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。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。

因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请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。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种区块链系统，其特征在于，包括：主共识子系统、从共识子系统；

所述主共识子系统包括若干主共识节点，所述从共识子系统包括若干从共识节点；

所述主共识子系统，创建预处理块，将所述预处理块发送给所述主共识子系统中的各所述主共识节点进行共识校验；若通过所述校验，则将所述预处理块发送给所述从共识子系统；并接收由所述从共识子系统发送的区块，存入所述主共识子系统的各所述主共识节点的区块链；

所述从共识子系统，接收所述主共识子系统发送的所述预处理块，将所述预处理块发送给所述从共识子系统中的各所述从共识节点进行共识校验；若通过所述校验，则根据所述预处理块生成对应的区块并存入所述从共识子系统各所述从共识节点的区块链，并发送给所述主共识子系统；

仅由所述主共识子系统创建所述预处理块，仅由所述从共识子系统生成所述区块并上链；

所述从共识子系统接收的所述预处理块包含待上链的交易列表、所述主共识子系统达成一致共识的数学证明；

所述从共识子系统根据所述预处理块生成的所述区块包含所述预处理块的信息和所述从共识子系统达成一致共识的数学证明。

2.一种数据存储方法，其特征在于，区块链系统包括主共识子系统和从共识子系统，所述主共识子系统包括若干主共识节点，所述从共识子系统包括若干从共识节点，其中，仅由所述主共识子系统创建预处理块，仅由所述从共识子系统生成区块并上链，所述方法包括：

所述从共识子系统接收所述主共识子系统发送的预处理块，所述预处理块包含待上链的交易列表、主共识子系统达成一致共识的数学证明；将所述预处理块发送给所述从共识子系统中的各所述从共识节点进行共识校验；若通过所述校验，则根据所述预处理块生成对应的区块并存入所述从共识子系统的各所述从共识节点的区块链，并将所述区块发送给所述主共识子系统。

3.一种数据存储方法，其特征在于，区块链系统包括主共识子系统和从共识子系统，所述主共识子系统包括若干主共识节点，所述从共识子系统包括若干从共识节点，其中，仅由所述主共识子系统创建预处理块，仅由所述从共识子系统生成区块并上链，所述方法包括：

所述主共识子系统创建所述预处理块，发送给所述主共识子系统的各所述主共识节点发起共识校验；若通过所述校验，则将所述预处理块发送给所述从共识子系统，所述主共识子系统还接收所述从共识子系统发送的区块并将所述区块存入所述主共识子系统的各所述主共识节点的区块链。

4.一种数据存储装置，其特征在于，区块链系统包括主共识子系统和所述装置，所述主共识子系统包括若干主共识节点，所述装置包含若干从共识节点，其中，仅由所述主共识子系统创建预处理块，仅由所述装置生成区块并上链，所述装置包括：

接收模块，接收所述主共识子系统发送的预处理块，所述预处理块包含待上链的交易列表、主共识子系统达成一致共识的数学证明；

校验模块，将所述预处理块发送给所述装置中的各从共识节点进行共识校验；

存储模块，若通过校验，则根据所述预处理块生成对应的区块并存入所述装置各从共识节点的区块链；

节点模块，提供增加、删除、查询所述装置的从共识节点；

发送模块，若通过校验，则将根据所述预处理块生成的区块发送给所述主共识子系统；

生成模块，当所述装置的各从共识节点对所述预处理块达成合法的共识时，根据所述预处理块生成新的区块，所述区块包含所述预处理块的信息和所述装置的各从共识节点达成一致共识的数学证明。

5.一种数据存储装置，其特征在于，区块链系统包括所述装置和从共识子系统，所述装置包含若干主共识节点，从共识子系统包括若干从共识节点，其中，仅由所述装置创建预处理块，仅由所述从共识子系统根据所述预处理块生成区块并上链，所述装置包括：

创建模块，创建预处理块，所述预处理块包含待上链的交易列表；

校验模块，将所述预处理块发送给所述装置中的各主共识节点进行共识校验；

节点模块，提供增加、删除、查询所述装置的主共识节点；

发送模块，若通过校验，将所述预处理块发送给所述从共识子系统，所述预处理块包含待上链的交易列表、所述装置达成一致共识的数学证明；

存储模块，接收由所述从共识子系统发送的区块并将所述区块存入所述装置各主共识节点的区块链。

Images