CN111431696A - 一种基于身份的区块链封印机制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于身份的区块链封印机制，包括以下步骤：S1、网络中具有记账资格的区块节点A生成第一备选状态区块；S2、区块节点B用自己的私钥对该第一备选状态区块的哈希值进行加密，再取加密结果的哈希值；S3、判断所得到的哈希值从任意位置开始的连续0或者1的个数是否满足设定的要求；S4、如果满足要求，则对第一备选状态区块的第一次封印完成。本发明的封印机制比PBFT算法更简洁，不需要复杂的点对点通讯；同时，还可以避免像比特币一样经过漫长的等待才能最终确定交易。

Description

一种基于身份的区块链封印机制

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，更具体地说，涉及一种基于身份的区块链封 印机制。

背景技术

区块链技术与应用的发展，会对经济带来重大影响，也会带来很多新的机 会。其中的机会主要分类两大类。

第一类是应用区块链技术的传统企业，特别是银行、券商、保险公司、中 介、产权登记以及其他以信用为核心价值的企业。再过去，由于缺乏有效的技 术手段，信用成本很高。我们选择有信誉的大银行、保险公司、中介公司，并 承担不菲的费用，这就是信用成本。区块链技术的出现，大大的降低了信用成 本。货币或股票、合同、证书等等，本质上都是数字通证，而区块链利用分布 式的网络系统和数学方法，仅仅用计算机和电力的成本，就可以取代原来的信 用体系。

第二类是拥有核心技术的区块链企业，这类企业，利用自己的核心技术或 独特的市场方法，能够在区块链系统给社会带来巨大变化的时候，提供有效的 服务，从而使自己占据有利位置。

区块链技术提供了一套简单可靠的信任机制，这是一个非常大的进步。信 任和验证机制，是我们人类社会的重要组成部分。我们选择有信誉的产品、银 行、酒店、保险公司，除了产品和服务本身，信任也是其中一个重要因素，而 且我们还为此支付了溢价。在有的领域，由于高度的垄断或者专业性，对普通 人来说，透明度很低，我们的信任成本更加巨大。而区块链技术，虽然也很复 杂，但它的算法是公开的，专业人员都可以去校验，所以这是一次巨大的进步。

在比特币和以太坊的系统中，所有的节点都是平等的，所有的节点必须具 有点对点的通讯能力，所有的交易都在节点之间直接广播，所有的节点都有生 成区块的能力。然后，所有的节点都平等的竞争，通过工作量证明(Proof Of Work，简称POW)，来获得最终的记账权。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于 身份的区块链封印机制。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种基于身份的区块链封印机制，其中，包括以下步骤：

S1、网络中具有记账资格的区块节点A生成第一备选状态区块；

S2、区块节点B用自己的私钥对该第一备选状态区块的哈希值进行加密， 再取加密结果的哈希值；

S3、判断所得到的哈希值从任意位置开始的连续0或者1的个数是否满足 设定的要求；

S4、如果满足要求，则对所述第一备选状态区块的第一次封印完成。

本发明所述的区块链封印机制，其中，还包括步骤：

S5、将经过第一次封印后的第一备选状态区块作为第二备选状态区块发送 至网络中其他记账候选节点；

S6、网络中多个具有记账资格的区块节点C对所述第二备选状态区块进行 联合封印。

本发明所述的区块链封印机制，其中，所述步骤S6具体包括：

S61、网络中具有记账资格的区块节点C计算接收到的多个第二备选状态 区块的优先级，找出优先级最高的第二备选状态区块；

S62、区块节点C用自己的私钥对优先级最高的第二备选状态区块的哈希 值签名，并将签名结果和自己的公钥一起发送给区块节点A；

S63、区块节点A计算对所述第二备选状态区块进行签名的区块节点C的 数量，判断该数量是否达到预设的数值；

S64、如果签名的区块节点C数量达到预设的数值，则第二次封印完成。

本发明所述的区块链封印机制，其中，所述步骤S4中，如果从任意位置 开始的连续0或者1的个数不满足设定的要求，则所述区块节点B将自己的轮 次值+1，然后对所述第一备选状态区块的哈希值加上轮次值，再执行所述步骤 S2。

本发明所述的区块链封印机制，其中，所述区块节点C计算接收到的多个 第二备选状态区块的优先级的方法具体是：

对所述第二备选状态区块取哈希值，所得哈希值从任意位置开始的连续0 或者1的个数越多，同时所述第二备选状态区块的轮次值更低，则优先级越高。

本发明所述的区块链封印机制，其中，所述步骤S2之前还包括步骤：

S2-0、区块节点B验证该第一备选状态区块是否合理有效，如果该第一备 选状态区块合理有效，则执行所述步骤S2；

其中，所述第一备选状态区块合理有效是指:区块记录的每笔账目都是正 确的，没有透支。

本发明所述的区块链封印机制，其中，所述网络中包含用于负责记账和/ 或通讯的一级节点，和用于负责见证和检验所述一级节点记账结果的二级节 点。

本发明所述的区块链封印机制，其中，所述区块节点A和所述区块节点C 为所述一级节点，所述区块节点B为所述二级节点。

本发明所述的区块链封印机制，其中，所述区块节点A与所述区块节点B 为同一节点。

本发明所述的区块链封印机制，其中，每个具有记账资格的所述一级节点 均会向整个网络广播自己的记账资格；

整个网络中的每一个节点，都有一个自己维护的记账委员会名单，作为判 断对所述第二备选状态区块进行签名的区块节点C的数量是否达到预设数值 的依据。

本发明的有益效果在于：区块节点B用自己的私钥对该第一备选状态区块 的哈希值进行加密，再取加密结果的哈希值，判断所得到的哈希值从任意位置 开始的连续0或者1的个数是否满足设定的要求来完成封印，即，通过区块节 点B的身份信息对第一备选状态区块进行加密，该封印机制比PBFT算法更简 洁，不需要复杂的点对点通讯；同时，还可以避免像比特币一样经过漫长的等 待才能最终确定交易。

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，下面将结合附 图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实 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附图：

图1是本发明较佳实施例的基于身份的区块链封印机制流程图一；

图2是本发明较佳实施例的基于身份的区块链封印机制流程图二；

图3是本发明较佳实施例的基于身份的区块链封印机制流程图三；

图4是本发明较佳实施例的基于身份的区块链封印机制流程图四；

图5是本发明较佳实施例的基于身份的区块链封印机制流程图五。

具体实施方式

为了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 明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发 明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术 人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明 的保护范围。

本发明较佳实施例中，涉及一种基于身份的区块链封印机制，如图1所示， 包括以下步骤：

S1、网络中具有记账资格的区块节点A生成第一备选状态区块；

S2、区块节点B用自己的私钥对该第一备选状态区块的哈希值进行加密， 再取加密结果的哈希值；

S3、判断所得到的哈希值从任意位置开始的连续0或者1的个数是否满足 设定的要求；

S4、如果满足要求，则对第一备选状态区块的第一次封印完成，完成了第 一次封印的区块即可发送至网络中其他记账候选节点进行投票。

本实施例中，通过采用区块节点B用自己的私钥对该第一备选状态区块的 哈希值进行加密，再取加密结果的哈希值，判断所得到的哈希值从任意位置开 始的连续0或者1的个数是否满足设定的要求来完成封印，即，通过区块节点 B的身份信息对第一备选状态区块进行加密，该封印机制比PBFT算法更简洁， 不需要复杂的点对点通讯；同时，还可以避免像比特币一样经过漫长的等待才 能最终确定交易。

进一步地，在上述区块链封印机制步骤S4中，如图5所示，如果从任意 位置开始的连续0或者1的个数不满足设定的要求，则区块节点B将自己的轮 次值+1，然后对第一备选状态区块的哈希值加上轮次值，再执行步骤S2，直 到区块节点A通知自己得到有效二级封印，该过程称为自旋。

其中，步骤S2之前还包括步骤：

S2-0、区块节点B验证该第一备选状态区块是否合理有效，如果该第一备 选状态区块合理有效，则执行步骤S2；

其中，第一备选状态区块合理有效是指:从历史区块中查找，区块记录的 每笔账目都是正确的，没有透支。

在进一步的实施例中，如图3所示，上述基于身份的区块链封印机制还可 以包括步骤：

S5、将经过第一次封印后的第一备选状态区块作为第二备选状态区块发送 至网络中其他记账候选节点；

S6、网络中多个具有记账资格的区块节点C对第二备选状态区块进行联合 封印。

在该实施例中，如图2所示，从过程P1-P4，对区块进行两次封印。其中，P1和P2对应图1中步骤S1-S4，P3对应图3中步骤S5、S6。

在上述步骤S6中，通过采用网络中多个具有记账资格的区块节点C对已 经进行过一次封印的区块进行第二次封印，可进一步保证区块数据的可信度。

具体地，如图4所示，上述步骤S6具体包括：

S61、网络中具有记账资格的区块节点C计算接收到的多个第二备选状态 区块的优先级，找出优先级最高的第二备选状态区块；

S62、区块节点C用自己的私钥对优先级最高的第二备选状态区块的哈希 值签名，并将签名结果和自己的公钥一起发送给区块节点A；

S63、区块节点A计算对第二备选状态区块进行签名的区块节点C的数量， 判断该数量是否达到预设的数值；

S64、如果签名的区块节点C数量达到预设的数值，则第二次封印完成。

其中，区块节点C计算接收到的多个第二备选状态区块的优先级的方法具 体是：

对第二备选状态区块取哈希值，所得哈希值从任意位置开始的连续0或者 1的个数越多，同时第二备选状态区块的轮次值更低，则优先级越高。

上述封印机制中，区块节点A与区块节点B优选为不同节点，也可以是同 一节点。

上述封印机制中，区块链网络可以是一级网络或二级架构网络。二级架构 网络中包含用于负责记账和/或通讯的一级节点，和用于负责见证和检验一级 节点记账结果的二级节点。多个所述一级节点之间互相通讯连接，每个所述二 级节点与其中若干个一级节点通讯连接，并对其所连接的一级节点记账结果进 行见证和检验。

其中，每个具有记账资格的一级节点均会向整个网络广播自己的记账资 格；整个网络中的每一个节点，都有一个自己维护的记账委员会名单，作为判 断对第二备选状态区块进行签名的区块节点C的数量是否达到预设数值的依 据。

以区块链网络为二级架构网络为例，图2中的四个过程P1-P3描述如下：

P1.第一备选状态

一级节点记账完毕后，区块进入第一备选状态

P2.第二备选状态：二级封印(第一次封印)

一级节点将自己生成的第一备选状态的区块广播到整个网络，二级节点验 证这个备选区块，如果这个区块合理有效，则用它自己的私钥对这个备选区块 的hash值进行加密，再取加密结果的sha256，如果从任意位置开始的连续0 或者1的个数符合要求(例如m个)，则此区块进入第二备选状态。

一级节点愿意将自己的区块交给别人检查的动力来自于数量。越多的人知 道并认同它的区块，它越有可能得到二级封印。

P3.第三备选状态：一级联合封印(第二次封印)

所有的记账候选节点，同时也是票选委员会的成员。当有一个记账候选节 点得到一个合格的封印过的第二备选状态的区块，它将会把这些信息发送给票 选委员会。因为每个记账候选节点都会向整个网络广播自己的记账资格，所以 整个网络中的每一个节点，都有一个自己维护的记账委员会的名单。投票委员 会(原来的记账候选节点)收到诸多第二备选状态的区块之后，计算各个区块 的

优先级(比较从任意位置开始的连续0或者1的个数)，找到优先级最高 的备选区块。投票人将自己对区块的哈希值的签名发回给拥有第二备选状态的 区块的记账人。拥有第二备选状态区块的记账人自己统计它收到了多少选票(即签名)，因为它知道全网有多少备选记账人，所以它知道得到多少签名， 自己就能进入第三状态。

下面通过几个具体的实施例对本发明的封印机制进行说明。

实施例1：区块链网络为二级架构网络，区块节点A和区块节点C为一级 节点，区块节点B为二级节点。

描述如下：

由具有记账资格的区块节点A进行记账，生成第一备选状态区块；

区块节点A将自己生成的第一备选状态区块广播至整个网络；

区块节点B接收第一备选状态区块，验证其是否合理，并对验证合理的第 一备选状态区块进行封印，生成第二备选状态区块，并发送给区块节点A；

区块节点A将第二备选状态区块发送给网络中的票选委员会成员节点，即 区块节点C；

区块节点C在收到诸多第二备选状态区块后，对优先级最高的第二备选状 态区块进行封印。

实施例2：区块链网络为一级架构网络或二级架构网络，区块节点A和区 块节点C为一级节点，区块节点B为与区块节点A为同一区块节点。

描述如下：

由具有记账资格的区块节点A进行记账，生成第一备选状态区块；

区块节点A自己对第一备选状态区块进行封印，生成第二备选状态区块；

区块节点A将第二备选状态区块发送给网络中的票选委员会成员节点，即 区块节点C；

区块节点C在收到诸多第二备选状态区块后，对优先级最高的第二备选状 态区块进行封印。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进 或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于身份的区块链封印机制，其特征在于，包括以下步骤：

S1、网络中具有记账资格的区块节点A生成第一备选状态区块；

S2、区块节点B用自己的私钥对该第一备选状态区块的哈希值进行加密，再取加密结果的哈希值；

S3、判断所得到的哈希值从任意位置开始的连续0或者1的个数是否满足设定的要求；

S4、如果满足要求，则对所述第一备选状态区块的第一次封印完成。

2.根据权利要求1所述的区块链封印机制，其特征在于，还包括步骤：

S5、将经过第一次封印后的第一备选状态区块作为第二备选状态区块发送至网络中其他记账候选节点；

S6、网络中多个具有记账资格的区块节点C对所述第二备选状态区块进行联合封印。

3.根据权利要求2所述的区块链封印机制，其特征在于，所述步骤S6具体包括：

S61、网络中具有记账资格的区块节点C计算接收到的多个第二备选状态区块的优先级，找出优先级最高的第二备选状态区块；

S62、区块节点C用自己的私钥对优先级最高的第二备选状态区块的哈希值签名，并将签名结果和自己的公钥一起发送给区块节点A；

S63、区块节点A计算对所述第二备选状态区块进行签名的区块节点C的数量，判断该数量是否达到预设的数值；

S64、如果签名的区块节点C数量达到预设的数值，则第二次封印完成。

4.根据权利要求3所述的区块链封印机制，其特征在于，所述步骤S4中，如果从任意位置开始的连续0或者1的个数不满足设定的要求，则所述区块节点B将自己的轮次值+1，然后对所述第一备选状态区块的哈希值加上轮次值，再执行所述步骤S2。

5.根据权利要求4所述的区块链封印机制，其特征在于，所述区块节点C计算接收到的多个第二备选状态区块的优先级的方法具体是：

对所述第二备选状态区块取哈希值，所得哈希值从任意位置开始的连续0或者1的个数越多，同时所述第二备选状态区块的轮次值更低，则优先级越高。

6.根据权利要求1所述的区块链封印机制，其特征在于，所述步骤S2之前还包括步骤：

S2-0、区块节点B验证该第一备选状态区块是否合理有效，如果该第一备选状态区块合理有效，则执行所述步骤S2；

其中，所述第一备选状态区块合理有效是指:区块记录的每笔账目都是正确的，没有透支。

7.根据权利要求1、2或3所述的区块链封印机制，其特征在于，所述网络中包含用于负责记账和/或通讯的一级节点，和用于负责见证和检验所述一级节点记账结果的二级节点。

8.根据权利要求7所述的区块链封印机制，其特征在于，所述区块节点A和所述区块节点C为所述一级节点，所述区块节点B为所述二级节点。

9.根据权利要求7所述的区块链封印机制，其特征在于，所述区块节点A与所述区块节点B为同一节点。

10.根据权利要求7所述的区块链封印机制，其特征在于，每个具有记账资格的所述一级节点均会向整个网络广播自己的记账资格；

整个网络中的每一个节点，都有一个自己维护的记账委员会名单，作为判断对所述第二备选状态区块进行签名的区块节点C的数量是否达到预设数值的依据。

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