CN111711567B - 一种基于区块链的网络消息传输方法装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例涉及一种基于区块链的网络消息传输方法、装置及电子设备，通过共识节点之间发送的测试消息，并对测试消息经过的节点数量进行记录和对比，从而探知系统中的网络拓扑结构，确定每两个节点之间的最短传输路径，进而确定了发送节点和接收节点之间消息传输的经过节点上限，保证了每次消息以最高的效率和最少的网络资源进行传输。减少的不必要的消息转发和网络资源浪费。系统还会在出块异常或到达设置的更新周期时，重新发送节点距离测试消息以更新最优传输路径，从而及时适应网络拓扑的变化。

Description

一种基于区块链的网络消息传输方法装置及电子设备

技术领域

本说明书实施例涉及网络技术领域，尤其涉及一种基于区块链的网络消息传输方法、装置及电子设备。

背景技术

区块链系统，尤其是联盟链系统中的节点一般由共识节点和只读节点组成并通过P2P网络进行连接。在真实的网络环境中，网络消息经过P2P网络，通过节点的转发，发送到需要该消息的节点进行处理。在消息转发的过程中，由于消息的发送方无法知道确切的网络拓扑情况，为了保证消息能够成功发送至目标节点，系统一般将传送的消息能够经过的节点数量不做限制或设置一个较大的数值，这就导致发送节点和接收节点之间通过多条路径重复传输同样内容的消息，网络中转发的消息量过多，浪费了网络资源。

发明内容

本说明书实施例提供一种基于区块链的网络消息传输方法、装置及电子设备，用以解决现有技术的相同消息在不同传输路径的重复转发导致网络资源浪费的问题。

为了解决上述技术问题，本说明书实施例采用下述技术方案：

第一方面，提供了一种基于区块链的网络消息传输方法，所述方法包括：

区块链中的节点之间建立初始连接，每个节点获知与自身连接的节点及连接节点的公钥地址；

共识节点在区块链中广播节点距离测试消息，所述节点距离测试消息对自身传输中经过的节点数量进行记录；

每个共识节点根据接收到的节点距离测试消息确定自身与其他共识节点的最短传输路径；

根据所有节点间最短传输路径的最大值，设置网络消息传输中经过的节点数量上限；

当所述网络消息所在的传输路径在达到所述节点数量上限时，仍未传输到所述接收节点，则终止该传输路径。

第二方面，提供了一种基于区块链的网络消息传输装置，所述装置包括：

节点连接模块：用于区块链中的节点之间建立初始连接，每个节点获知与自身连接的节点及连接节点的公钥地址；

节点距离测试模块：用于共识节点在区块链中广播节点距离测试消息，所述节点距离测试消息对自身传输中经过的节点数量进行记录；

最短路径确定模块：用于每个共识节点根据接收到的节点距离测试消息确定自身与其他共识节点的最短传输路径；

节点数量上限设置模块：用于根据所有节点间最短传输路径的最大值，，设置网络消息传输中经过的节点数量上限；

传输路径终止模块：用于当所述网络消息所在的传输路径在达到所述节点数量上限时仍未传输到所述接收节点，终止该传输路径。

第三方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器和存储器，其中存储器包含可由该一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序，以使得该一个或多个处理器执行根据本发明各实施例提供的基于区块链的网络消息传输方法。

第四方面，本发明还提供一种存储有计算机程序的存储介质，该计算机程序使计算机执行根据本发明各实施例提供的基于区块链的网络消息传输方法。

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：通过共识节点之间发送的测试消息，并对测试消息经过的节点数量进行记录和对比，从而探知系统中的网络拓扑结构，确定每两个节点之间的最短传输路径，进而确定了发送节点和接收节点之间消息传输的经过节点上限，保证了每次消息以最高的效率和最少的网络资源进行传输。减少的不必要的消息转发和网络资源浪费。系统还会在出块异常或到达设置的更新周期时，重新发送节点距离测试消息以更新最优传输路径，从而及时适应网络拓扑的变化。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书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说明书实施例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为本说明书实施例提供的基于区块链的网络消息传输方法的步骤示意图；

图2为依据本说明书实施例提供的网络拓扑图之一；

图3为依据本说明书实施例提供的网络拓扑图之二；

图4为本说明书实施例提供的基于区块链的网络消息传输装置的结构示意图；

图5本说明书实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本说明书实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本说明书实施例保护的范围。

以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。

需要说明的是，TTL(Time to live)一般在网络中代表信息经过路由器的跳数，在本发明实施例中用以代表网络消息经过的节点转发的次数。可以在网络消息的设置中将其初始值设为一个正整数或负整数，当消息经过一个节点转发的时候，转发的中间节点可以将TTL的值减1或加1，当TTL的值为0时该消息在此传输路径上不再转发。可以看出通过TTL的合理设置可以避免网络消息在P2P网络中的不必要转发。

实施例一

参照图1所示，为本说明书实施例提供的一种基于区块链的网络消息传输方法的步骤示意图，所述方法可以包括以下步骤：

步骤101：区块链中的节点之间建立初始连接，每个节点获知与自身连接的节点及连接节点的公钥地址；

步骤102：共识节点在区块链中广播节点距离测试消息，所述节点距离测试消息对自身传输中经过的节点数量进行记录；

步骤103：每个共识节点根据接收到的节点距离测试消息确定自身与其他共识节点的最短传输路径；

步骤104：根据所有节点间最短传输路径的最大值，设置网络消息传输中经过的节点数量上限；

步骤105：当所述网络消息所在的传输路径在达到所述节点数量上限时，仍未传输到所述接收节点，则终止该传输路径。

可选的，所述网络消息或节点距离测试消息的头部包括发送方的公钥地址以及自身传输中经过的节点数量记录。例如，网络消息的头部设计如下字段：|Address|TTL|；其中Address代表该网络消息的发送方的公钥地址，而TTL的初始值设置和在节点转发后的数值变化，可以得知消息已经被中间节点转发的次数，以及还能继续被转发的次数。

可选的，依据本发明的实施例中，步骤103可以进一步包括：

共识节点对接收到的由同一发送节点发出的节点距离测试消息进行对比，其中经过的节点数量最少的路径即为该共识节点与发送节点的短传输路径。

为了适应网络拓扑的变化，当节点出块异常时，每个共识节点在区块链中重新广播节点距离测试消息以更新节点之间的最短传输距离。

另外，可以通过固定频率来进行拓扑更新，如：设置更新周期，使得每个共识节点以固定时间间隔在区块链中重新广播节点距离测试消息以更新节点之间的最短传输距离。

以上两种最短传输距离的更新方式可以择其一使用，也可以同时使用。

以下以C1、C2、C3为共识节点，公钥地址分别为A1，A2，A3，R1为只读节点，共识节点需要处理投票消息为例进行说明。网络拓扑结构如图2所示，其中C1和C2无法直接连接到C3，需要通过R1的转发。

当节点进行初始连接时，需要交换彼此的公钥地址，因此当节点的初始连接完成后，通过公钥地址，C1节点获知与自身连接的是共识节点C2和只读节点R1。

C1、C2和C3在区块链中广播节点距离测试消息，其中节点距离测试消息的头部为|Address|TTL|；其中Address为发送节点的公钥地址，为了与其他网络消息区分，此处将TTL的初始值设置为负数，如-5，测试消息每一次被转发，TTL值则加1，直至归零为止。

C1通过接收的节点距离测试消息中的公钥地址，获知其收到的C3发送的测试消息有两条传输路径，其一为从R1转发而来，其TTL值为-4，另一路径为从R1转发至C2再发送至C1，其TTL值为-3。由此，C1可以确定从自身发出的网络消息可以通过最少一个节点转发即可送达至C3。C1同时获知与C2的最短传输路径为直接发送，不需要R1转发。

同理，C2和C3之间最少需要一次节点转发才能成功传输消息。因此从所有的两个节点间最短路径中，可以看出最大值为需通过一个节点进行转发，从而设置网络消息传输中经过的节点数量上限为1。

C1在发送共识投票消息时，消息头部的TTL初始值设置为1，当该消息到达R1和C2时，R1将其转发至C3，TTL减至为0；而C2将消息转发至R1时，由于TTL已经减至为0，R1对此消息无法转发至C3，该传输路径终止。

当网络拓扑结构变化为图3所示，所有的共识节点C1、C2和C3之间彼此互连。当节点出块异常或到达设置的更新周期时，通过在区块链中重新广播节点距离测试消息将节点之间的最短传输距离更新为不需任何节点转发，此后，可能网络消息的TTL值设置为0，共识节点将网络消息传输至R1后无法再次转发。

通过本说明书技术方案，通过共识节点之间发送的测试消息，并对测试消息经过的节点数量进行记录和对比，从而探知系统中的网络拓扑结构，确定每两个节点之间的最短传输路径，进而确定了发送节点和接收节点之间消息传输的经过节点上限，保证了每次消息以最高的效率和最少的网络资源进行传输。减少的不必要的消息转发和网络资源浪费。系统还会在出块异常或到达设置的更新周期时，重新发送节点距离测试消息以更新最优传输路径，从而及时适应网络拓扑的变化。

实施例二

参照图4所示，为本说明书实施例提供的基于区块链的网络消息传输装置的结构示意图，该装置主要包括：

节点连接模块401：用于区块链中的节点之间建立初始连接，每个节点获知与自身连接的节点及连接节点的公钥地址；

节点距离测试模块402：用于共识节点在区块链中广播节点距离测试消息，所述节点距离测试消息对自身传输中经过的节点数量进行记录；

最短路径确定模块403：用于每个共识节点根据接收到的节点距离测试消息确定自身与其他共识节点的最短传输路径；

节点数量上限设置模块404：用于根据所有节点间最短传输路径的最大值，设置网络消息传输中经过的节点数量上限；

传输路径终止模块405：用于当所述网络消息所在的传输路径在达到所述节点数量上限时仍未传输到所述接收节点，终止该传输路径。

可选的，其中，所述网络消息或节点距离测试消息的头部包括发送方的公钥地址以及自身传输中经过的节点数量记录。

可选的，所述最短路径确定模块可以进一步包括：

对比模块：用于共识节点对接收到的由同一发送节点发出的节点距离测试消息进行对比，其中经过的节点数量最少的路径即为该共识节点与发送节点的短传输路径。

可选的，所述装置可以进一步包括：

第一更新模块：用于节点出块异常时，每个共识节点在区块链中重新广播节点距离测试消息以更新节点之间的最短传输距离；

和/或

第二更新模块：用于根据设置的更新周期，使得每个共识节点以固定时间间隔在区块链中重新广播节点距离测试消息以更新节点之间的最短传输距离。

通过本说明书技术方案，通过共识节点之间发送的测试消息，并对测试消息经过的节点数量进行记录和对比，从而探知系统中的网络拓扑结构，确定每两个节点之间的最短传输路径，进而确定了发送节点和接收节点之间消息传输的经过节点上限，保证了每次消息以最高的效率和最少的网络资源进行传输。减少的不必要的消息转发和网络资源浪费。系统还会在出块异常或到达设置的更新周期时，重新发送节点距离测试消息以更新最优传输路径，从而及时适应网络拓扑的变化。

应理解，本实施例二中所述的装置可以功能模块的形式执行基于区块链的网络消息传输方法所涉及的所有技术方案，并实现相应技术效果，在此不做赘述。

实施例三

下面参照图5详细介绍本说明书实施例的电子设备。请参考图5，在硬件层面，该电子设备包括一个或多个处理器及存储器。可选地还包括内部总线、网络接口。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。

处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(ExtendedIndustry Standard Architecture，EISA)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

存储器，用于存放计算机程序。具体地，计算机程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。

处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成基于区块链的网络消息传输装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行前文所述的基于区块链的网络消息传输装置作为执行主体时所执行的方法操作。

上述如本说明书图1所示实施例揭示的装置执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本说明书一个或多个实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本说明书一个或多个实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

当然，除了软件实现方式之外，本说明书实施例的电子设备并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。

通过共识节点之间发送的测试消息，并对测试消息经过的节点数量进行记录和对比，从而探知系统中的网络拓扑结构，确定每两个节点之间的最短传输路径，进而确定了发送节点和接收节点之间消息传输的经过节点上限，保证了每次消息以最高的效率和最少的网络资源进行传输。减少的不必要的消息转发和网络资源浪费。系统还会在出块异常或到达设置的更新周期时，重新发送节点距离测试消息以更新最优传输路径，从而及时适应网络拓扑的变化。

实施例四

本说明书实施例还提供一种存储有计算机程序的存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序被处理器用来执行描述于本申请的基于区块链的网络消息传输方法。

通过共识节点之间发送的测试消息，并对测试消息经过的节点数量进行记录和对比，从而探知系统中的网络拓扑结构，确定每两个节点之间的最短传输路径，进而确定了发送节点和接收节点之间消息传输的经过节点上限，保证了每次消息以最高的效率和最少的网络资源进行传输。减少的不必要的消息转发和网络资源浪费。系统还会在出块异常或到达设置的更新周期时，重新发送节点距离测试消息以更新最优传输路径，从而及时适应网络拓扑的变化。

总之，以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并非用于限定本说明书的保护范围。凡在本说明书的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的保护范围之内。

上述一个或多个实施例阐明的系统、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。

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。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

Claims (10)

1.一种基于区块链的网络消息传输方法，所述方法包括：

区块链中的节点之间建立初始连接，每个节点获知与自身连接的节点及连接节点的公钥地址；

共识节点在区块链中广播节点距离测试消息，所述节点距离测试消息对自身传输中经过的节点数量进行记录；

每个共识节点根据接收到的节点距离测试消息确定自身与其他共识节点的最短传输路径；

根据所有共识节点间最短传输路径的最大值，设置网络消息传输中经过的节点数量上限；

当所述网络消息所在的传输路径在达到所述节点数量上限时，仍未传输到所述网络消息的接收节点，则终止该传输路径。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述网络消息或节点距离测试消息的头部包括发送方的公钥地址以及自身传输中经过的节点数量记录。

3.如权利要求1所述的方法，其中，每个共识节点根据接收到的节点距离测试消息确定自身与其他共识节点的最短传输路径；进一步包括：

共识节点对接收到的由同一发送节点发出的节点距离测试消息进行对比，其中经过的节点数量最少的路径即为该共识节点与发送节点的最短传输路径。

4.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

当节点出块异常时，每个共识节点在区块链中重新广播节点距离测试消息以更新节点之间的最短传输距离；

和/或

设置更新周期，使得每个共识节点以固定时间间隔在区块链中重新广播节点距离测试消息以更新节点之间的最短传输距离。

5.一种基于区块链的网络消息传输装置，所述装置包括：

节点连接模块：用于区块链中的节点之间建立初始连接，每个节点获知与自身连接的节点及连接节点的公钥地址；

节点距离测试模块：用于共识节点在区块链中广播节点距离测试消息，所述节点距离测试消息对自身传输中经过的节点数量进行记录；

最短路径确定模块：用于每个共识节点根据接收到的节点距离测试消息确定自身与其他共识节点的最短传输路径；

节点数量上限设置模块：用于根据所有共识节点间最短传输路径的最大值，设置网络消息传输中经过的节点数量上限；

传输路径终止模块：用于当所述网络消息所在的传输路径在达到所述节点数量上限时仍未传输到所述网络消息的接收节点，终止该传输路径。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述网络消息或节点距离测试消息的头部包括发送方的公钥地址以及自身传输中经过的节点数量记录。

7.如权利要求5所述的装置，其中，所述最短路径确定模块进一步包括：

对比模块：用于共识节点对接收到的由同一发送节点发出的节点距离测试消息进行对比，其中经过的节点数量最少的路径即为该共识节点与发送节点的最短传输路径。

8.如权利要求5所述的装置，进一步包括：

第一更新模块：用于节点出块异常时，每个共识节点在区块链中重新广播节点距离测试消息以更新节点之间的最短传输距离；

和/或

第二更新模块：用于根据设置的更新周期，使得每个共识节点以固定时间间隔在区块链中重新广播节点距离测试消息以更新节点之间的最短传输距离。

9.一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个计算机程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1-4中任一项所述的方法。

10.一种存储有计算机程序的存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。

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