CN111798317B - 多维空间区块链及基于该区块链的数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多维空间区块链及基于该区块链的数据处理方法，多维空间区块链包括主链，主链包括多个按时间戳相互关联的主区块，主区块包括至少一个记录主区块的主节点的更新信息的子区块。本申请扩充了区块链的架构，新增嵌套于主区块的的子链和子子链，子子链记录节点的更新信息，在保持现有区块链的各条簿记记录准确无误、不能修改或回退的同时，利用新增的多维空间维度，实现了在交易生命周期中的“增、删、改、查”功能，满足了传统金融业务的需求，提高了区块链与金融系统的兼容性。

Description

多维空间区块链及基于该区块链的数据处理方法

技术领域

本申请涉及区块链技术领域，具体涉及一种多维空间区块链及基于该区块链的数据处理方法。

背景技术

区块链技术中包含了分布式账本技术，是一种去中心化的基于社群维护的不可篡改、可溯源的分布式数据库系统。区块链是多种技术的融合，区块链维护了一个可靠的、难以篡改的账本，降低了信任风险，降低了各个参与方的操作成本。区块链技术中的智能合约的本质是一段由计算机网络按照签署合约的权利和义务自动执行的代码，合约的执行无需中心节点来进行控制。由于智能合约使用代码的方式，保证了合同条款的强制执行力,将智能合约与区块链相结合，使得合约的条款一旦设定，就没有第三方可以篡改。智能合约这一颠覆性的技术是区块链的重要特性，将会对人类社会结构产生重大变化。

区块链中的智能合约允许复杂的合同安排写入计算机程序，从此就不受人的干预，不可参改性是固有优点。区块链是一个随时间“仅追加”的系统，只能向它的链的尾部添加新的区块，不能把区块删除或修改，这意味着所有的信息块链本质上是永久不可变的。这种模式较简单，但当前区块链无法满足金融业务中的可修复需求，难以直接应用于现实金融世界的各种复杂场景，例如无法满足严格监管的金融市场交易生命周期中常用的时间双向的持仓管理和完整事务的要求，传统金融行业的簿记中在每个生命周期结束之前需要增、删、改、查，这是基本必备的服务功能，区块链无法满足现实金融行业这种无法绕开的需求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种多维空间区块链及基于该区块链的数据处理方法，用于解决区块链与金融系统的兼容性问题。

本申请提供一种多维空间区块链，包括主链，主链包括多个按时间戳相互关联的主区块，主区块包括至少一个记录主区块的主节点的更新信息的子区块。

优选地，子区块还记录子区块与其关联的主节点之间的关联关系。

优选地，主链包括至少一个子链，主链和/或子链记录与其关联的事务的整个生命周期。

优选地，主链包括至少一个子链，主链和/或子链的最后一个区块记录了事务的处理结果。

本申请还提供一种基于多维空间区块链的数据处理方法，包括：依据时间戳生成主链的多个主区块；依据主区块的多个主节点生成子区块，形成子链；判断子区块是否需要更新信息；若是，则在子区块上生成第一子子区块；在第一子子区块上记录其主节点的更新信息。

优选地，还包括：判断主节点是否存在新的更新；若是，则生成第二子子区块，第二子子区块记录其主节点新的更新信息。

优选地，判断第二子区块是否依赖于第一子区块的事务执行结果；若是，则判断第一子区块是否存在事务执行结果；若否，则等待第一子区块的事务执行结果；若是，则获取与第二子区块相关的事务执行结果并记录在第二子区块上。

优选地，还包括：判断是否接收到主链的溯源指令；若是，则对于存在子子链的子区块，查询主区块的子子链中在溯源指令中的指定时间之前的子子区块记录的事务执行结果；对于没有子子链的子区块，直接读取该子区块记录的事务执行结果；将所有子区块的事务执行结果组合，形成主区块的溯源结果；将所有主区块的溯源结果组合，形成主链的溯源结果；输出主链的溯源结果。

优选地，还包括：判断需求者是否为客户；若是，则对于存在子子链的子区块，查询主区块的子子链中在溯源指令中的指定时间之前的最接近的子子区块记录的事务执行结果，作为子区块的溯源结果。

优选地，还包括：若需求者是区块链的管理人员，则对于存在子子链的子区块，查询主区块的子子链中在溯源指令中的指定时间之前的至少部分子子区块记录的事务执行结果，作为子区块的溯源结果。

本申请扩充了区块链的架构，新增嵌套于主区块的的子链和子子链，子子链记录节点的更新信息，在保持现有区块链的各条簿记记录准确无误、不能修改或回退的同时，利用新增的多维空间维度，实现了在交易生命周期中的“增、删、改、查”功能，满足了传统金融业务的需求，提高了区块链与金融系统的兼容性。

相对于现有技术中各个区块链的相互独立特性，本申请把所有的区块链关联起来，形成嵌套的区块链，在事务处理时可以快速查询到相关的最新信息，无需关心更新过程中的其他数据，加快了事务处理速度，并且事务处理结果的查询时通过计算机自动实现的，无需人工操作，节省了人力物力。

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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一个实施例的多维空间区块链的结构示意图；

图2是图1所示的主区块1的子链的结构示意图；

图3是图2所示的子区块2的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的另一实施例的多维空间区块链的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的再一实施例的多维空间区块链的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的基于多维空间区块链的数据处理方法的流程图；

图7是本申请实施例提供的基于多维空间区块链的溯源方法的流程图；

图8是本申请实施例提供的又一实施例的多维空间区块链的结构示意图。

具体实施方式

下面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，都属于本申请保护的范围。

实施例一

本申请中，多维空间区块链包括主链，主链包括多个按时间戳相互关联的主区块，主链的时间戳形成了多维空间区块链的第一时间维度。主区块包括多个与主节点对应的子区块，这些子区块形成主区块的子链。

子链包括多个按时间戳相互关联的子子区块，子子区块记录与其关联的主节点的更新信息，子子链的最后一个子子区块记录了与其关联的主节点的最新更新信息。子子链的时间戳形成了多维空间区块链的第二时间维度。作为一个实施例，节点的更新包括新建或增加(增)、删除或取消(删)、修改或替换(改)。优选地，子子链的每个子子区块还记录子子链与其关联的主节点之间的关联关系。

如图1所示，作为一个实施例，主链包括记录某用户的所有账户的主区块1、记录该用户购买的产品的主区块2、记录该用户发生的交易记录的主区块3等多个主区块。具体地，主区块1包括该用户的一个账户或多个账户。

如图2所示，在图1的主区块1中，账户信息包括姓名、身份信息、账号等多个用户信息，作为多个主节点。因此，主区块1包括记录用户姓名的子区块1、记录用户身份信息的子区块2、记录用户的账号的子区块3等多个子区块，这些子区块形成子链1。具体地，在主区块1中包括多个账户的情况下，主区块包括多个上述的子链。

如图3所示，子子区块2包括多个子子区块，子子区块1记录了对身份信息进行第一次更新的信息：身份信息更新1。子子区块2记录了对身份信息进行第二次更新的信息：身份信息更新2。子子区块3记录了对身份信息进行第三次更新的信息：身份信息更新3。子子区块n记录了对身份信息进行第N次更新的信息：身份信息更新n。可以理解的是，基于区块链的基本功能，子子链2的子子区块是在每次更新时生成的。

基于上述多维空间区块链的结构，本申请可实现简单便捷的溯源，并依据不同的需求者获得不同的溯源结果。

具体地，对于利用本申请的多维空间区块链构成的系统，若需求者为系统的客户，则溯源结果只显示各种信息的最终结果。举例来说，以图1-3所示的实施例为例，提供给客户的溯源结果中，关于主区块1的主节点-身份信息，关于子区块2记录的身份信息，只显示子子区块n记录的更新结果，不包括子子区块1至子子区块n-1记录的身份信息更新结果。若需求者为系统的操作者，如管理人员，在溯源结果中，关于主区块1的主节点-身份信息，可以包括子子区块1至子子区块n中一个、多个或全部子子区块记录的身份信息更新结果，以便查明身份信息更新的原因。

现有技术的时间方向体现了与溯源方向一致的时间顺序，即现在到过去的方向。本申请还提供了反向时间方向，即时间顺序与溯源方向相反，过去到现在的方向，用于反向查询信息更新结果。

作为一个实例，以身份信息更新为例，第一子子区块记录了第一时间节点的身份信息更新，但该更新发生了错误，如身份证信息录入出错。第二子子区块记录了第二时间节点的身份信息更新，本次更新时身份证信息录入正确，本次更新为最新更新。若系统的管理人员在第二时间节点后需要查询第三时间节点的更新信息，其中，第三时间节点介于第一时间节点与第二时间节点之间，根据本申请，查询结果中不仅包含第一子子区块的更新信息，作为正常的查询结果内容，还包含第二子子区块的更新信息，作为反向时间方向的查询结果，体现了第三时间节点后发生的更新情况，作为最新的更新信息，使得查询结果具有实际意义，为将来的事务处理提供真实的数据基础。

本申请扩充了区块链的架构，新增子链和子子链，子子链记录主节点的更新信息，在保持现有区块链的各条簿记记录准确无误、不能修改或回退的同时，利用新增的多维空间维度，实现了在交易生命周期中的“增、删、改、查”功能，满足了传统金融业务的需求，提高了区块链与金融系统的兼容性。

相对于现有技术中各个区块链的相互独立特性，本申请把所有的区块链关联起来，形成嵌套的区块链，在事务处理时可以快速查询到相关的最新信息，无需关心更新过程中的其他数据，加快了事务处理速度，并且事务处理结果的查询是通过计算机自动实现的，无需人工操作，节省了人力物力。

利用本申请的多维空间区块链构成的系统，客户可以主动查询相关信息，系统自动导出查询结果，对客户来说结果是透明的；并且该区块链根据不同的需求者提供不同的查询结果，提高了多维空间区块的灵活性。

进一步地，本申请的多维空间区块链支持事务处理，主链和/或子链记录与其关联的事务处理过程，形成嵌套的事务系统。

可以理解地，事务处理在区块链外进行，区块只用于记录事务执行结果。

如图4所示，作为一个实施例，主链包括主区块1、主区块2、主区块3等多个主区块，主链上的时间戳形成了第一时间维度。以主区块2为例，主区块2上按照时间戳记录相关的事务处理过程中的执行结果，该事务处理过程形成了由子区块a、子区块b、主区块c等子区块构成的子链，子链上的时间戳形成了第二时间维度。进一步地，以子区块c为例，子区块c上按照时间戳记录相关的事务处理过程的执行结果，该事务处理过程形成了由子子区块c1、子子区块c2等子子区块构成的子子链，子子链上的时间戳形成了第三时间维度。因此，三个时间维度与主区块、子区块、子子区块构成了本申请的多维空间区块链。

进一步地，区块的生成和区块内信息的记录可以同步或不同步。有依赖关系的区块，可以根据需要生成区块，并在被依赖的区块的事务执行结果被记录后再记录依赖于被依赖区块的区块的事务执行结果。举例来说，按照时间戳依次生成第一区块和第二区块。若第二区块依赖于第一区块，并且第二区块生成时第一区块尚未获得事务执行结果，则第二区块生成时不记录事务执行信息，在依据第一区块获得的事务执行结果执行与第二区块相关的事务并获得事务执行结果后，第二区块才记录相应的事务执行信息。

作为一个实施例，如图4所示，子区块b和c依赖于子区块a的事务执行结果，若在生成子区块b和c时，子区块a未记录事务执行结果，则子区块b和c记录与子区块a不相关的的事务的执行结果，在完成子区块a的记录(即子区块a获得事务执行结果)后，依据子区块a的事务执行结果执行与子区块b和c相关的事务并获得了事务执行结果后，子区块b和c才记录相应的事务执行结果。

作为一个实例，假设子区块a与修改用户身份信息相关，子区块b和c相关的事务均需要用户的身份信息。若生成子区块b和c时用户身份信息未修改完成，即子区块a未记录事务执行结果，则等用户身份信息修改完成后再执行子区块b和c相关的事务，并将事务执行结果记录到子区块b和c上。

作为一个实施例，主链或子链的最后一个区块记录了事务的处理结果。例如：如图8所示，主链上包括主区块1，主区块1中记录多个账户子链ID。当其中一个账户子链需要修改时，主区块1记录账户发生修改的信息，同时主区块上生成子区块1，子区块1包含账户ID，并记录哪个账号做修改。同时，发生修改的账户子链上先生成一个子子区块，标记事务开始，随着事务的执行生成相应的子子区块以记录相应的事务执行结果(例如记录子链的ID，账户ID，时间戳涉及的关联系统的操作结果等等)，每一步操作都用新的子子区块记录在账户子链上，直至处理结束，此时生成最后一个子子区块，该子子区块包含事务结束标记。与该事务处理过程相应的子子区块形成了该账户子链的子子链，并且第一个子子区块标记事务开始，最后一个子子区块标记事务结束(请参考图4中的子链和子子链)。

具体地，作为一个实施例，事务处理过程依次包括事务的准备过程和事务的确认过程，主链和/或子链的最后一个区块记录了确认过程的结果。作为一个实例，区块可以记录事务执行的成功标识和/或成功的执行结果，以及失败标识和/或失败的执行结果。优选地，区块只记录成功的执行结果以及失败标识。

由于主链和/或子链记录了事务处理过程，因此本申请中，主链和/或子链记录了事务的整个生命周期。以图5所示的多维空间区块链为例，主链包括记录交易1的主区块1、记录交易2的主区块2、记录交易3的主区块3等多个主区块。每个主区块的子链上均记录了交易的整个生命周期，包括交易的执行、簿记及清结算等。

区块链上记录交易的整个生命周期，为溯源提供了便捷的数据基础。

实施例二

本申请还提供了基于上述多维空间区块链匹配的数据处理方法。如图6所示，数据处理方法包括如下步骤：

S610：依据时间戳生成主链的主区块。作为一个实施例，如图1所示，生成主链的主区块1、2、3等。

S620：生成主区块的主节点对应的子区块，形成子链。作为一个实施例，如图2所示，生成主区块1的子链1，子链1包括子区块1、2、3等。

S630：判断与主节点对应的子区块是否需要更新。作为一个实施例，节点的更新包括新建或增加(增)、删除或取消(删)、修改或替换(改)。若是，则执行S640。

S640：生成第一子子区块，并记录主节点的更新信息及第一子子区块与主节点之间的关联关系。作为一个实施例，如图2和3所示，子区块2记录了账户生成时的身份信息，需要身份信息的更新时，子区块2上生成子子区块1，记录第一次身份信息的更新结果，并记录子子区块1与子区块2之间的关联关系。

重复执行S650-S670。

S650：判断子区块是否需要再次更新。若是，则执行S660。

S660：生成第二子子区块，并记录主节点的更新信息及第二子子区块与主节点之间的关联关系。作为一个实施例，如图3所示，生成子区块2的子子区块2，记录第二次身份信息的更新结果，并记录子子区块2与子区块2之间的关联关系。

S670：同一子区块的子子区块形成了该子区块的子子链。作为一个实施例，如图3所示，子子区块1和2形成了子区块2的子子链2。

通过重复执行S650-S670，记录子区块的每次更新，所有更新形成子子链，记录主节点的所有更新，为溯源提供数据基础。

优选地，本申请还在生成子区块后依据依赖关系在子区块上记录事务执行结果，具体包括：

S680：响应于生成新的子区块(第二子区块)，判断第二子区块是否依赖于第一子区块。若是，则执行S690；否则，执行S6100。

S690：判断第一子区块是否记录了其对应的事务执行结果。若是，则执行S6100；否则，执行S6120：等待第一子区块的事务执行结果，并返回S690。

S6100：判断区块链是否获得了第二子区块的事务执行结果。若是，则执行S6110；否则，执行S6130：等待第二子区块的事务执行结果，并返回S6100。

本申请扩充了区块链的架构，新增嵌套于主区块的的子链和子子链，子子链记录节点的更新信息，在保持现有区块链的各条簿记记录准确无误、不能修改或回退的同时，利用新增的多维空间维度，实现了在交易生命周期中的“增、删、改、查”功能，满足了传统金融业务的需求，提高了区块链与金融系统的兼容性。

相对于现有技术中各个区块链的相互独立特性，本申请把所有的区块链关联起来，形成嵌套的区块链，在事务处理时可以快速查询到相关的最新信息，无需关心更新过程中的其他数据，加快了事务处理速度，并且事务处理结果的查询时通过计算机自动实现的，无需人工操作，节省了人力物力。

本申请还提供了基于多维空间区块链的溯源方法。如图7所示，溯源方法包括如下步骤：

S710：接收溯源指令。

S720：判断需求者是否为客户。若是，则执行S730；否则，执行S740。

S730：对于存在子子链的子区块，读取子子链上最后一个子子区块的更新信息，作为该子区块的事务执行结果。对于没有子子链的子区块，直接读取该子区块记录的事务执行结果。将所有子区块的事务执行结果组合，形成主区块的溯源结果；将所有主区块的溯源结果组合，形成主链的溯源结果。

S740：对于存在子子链的子区块，依据需求者的权限读取子子链上至少部分子子区块的更新信息，作为该子区块的事务执行结果。举例来说，如果需求者是多维空间区块链形成的系统的管理者，则读取子链上所有子子区块的更新信息。例如：监管部门需要追溯整个事情发生的源头和整个处理过程的具体细节时，需要读取该子子链上所有的子子区块上记录的更新信息。

对于没有子子链的子区块，直接读取该子区块记录的事务执行结果。将所有子区块的事务执行结果组合，形成主区块的溯源结果；将所有主区块的溯源结果组合，形成主链的溯源结果。

S750：输出溯源结果。

利用本申请的多维空间区块链构成的系统，客户可以主动查询相关信息，系统自动导出查询结果，对客户来说结果是透明的；并且该区块链根据不同的需求者提供不同的查询结果，提高了多维空间区块的灵活性。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种多维空间区块链，其特征在于，包括主链，所述主链包括多个按时间戳相互关联的主区块，所述主区块包括至少一个记录主区块的主节点的更新信息的子区块；

所述主区块中嵌套子链和子子链；每个主区块的子链上均记录了交易的整个生命周期；

所述子链包括多个按时间戳相互关联的子子区块，子子区块记录与其关联的主节点的更新信息，以及子子链与其关联的主节点之间的关联关系；

主链的时间戳形成多维空间区块链的第一时间维度；子链上的时间戳形成第二时间维度；子子链的时间戳形成多维空间区块链的第三时间维度；

其中，主节点的更新包括增、删或改；

其中，主区块、子区块和子子区块用于记录事务执行结果。

2.如权利要求1所述的多维空间区块链，其特征在于，所述子区块还记录所述子区块与其关联的主节点之间的关联关系。

3.如权利要求1所述的多维空间区块链，其特征在于，所述主链包括至少一个子链，所述主链和/或子链记录与其关联的事务的整个生命周期。

4.如权利要求1所述的多维空间区块链，其特征在于，所述主链包括至少一个子链，所述主链和/或子链的最后一个区块记录了事务的处理结果。

5.一种基于多维空间区块链的数据处理方法，其特征在于，包括：

依据时间戳生成主链的多个主区块；

依据所述主区块的多个主节点生成子区块，形成子链；

判断所述子区块是否需要更新信息；

若是，则在所述子区块上生成第一子子区块；

在所述第一子子区块上记录其主节点的更新信息；

所述主区块中嵌套子链和子子链；每个主区块的子链上均记录了交易的整个生命周期；

所述子链包括多个按时间戳相互关联的子子区块，子子区块记录与其关联的主节点的更新信息，以及子子链与其关联的主节点之间的关联关系；

主链的时间戳形成了多维空间区块链的第一时间维度；子链上的时间戳形成了第二时间维度；子子链的时间戳形成了多维空间区块链的第三时间维度；

其中，主节点的更新包括增、删或改；

其中，主区块、子区块和子子区块用于记录事务执行结果。

6.如权利要求5所述的数据处理方法，其特征在于，还包括：

判断所述主节点是否存在新的更新；

若是，则生成第二子子区块，所述第二子子区块记录其主节点新的更新信息。

7.如权利要求5所述的数据处理方法，其特征在于，判断第二子区块是否依赖于第一子区块的事务执行结果；

若是，则判断第一子区块是否存在事务执行结果；

若否，则等待所述第一子区块的事务执行结果；

若第一子区块存在事务执行结果，在依据第一子区块获得的事务执行结果执行与第二子区块相关的事务并获得事务执行结果后，则获取与所述第二子区块相关的事务执行结果并记录在所述第二子区块上。

8.如权利要求5所述的数据处理方法，其特征在于，还包括：

判断是否接收到主链的溯源指令；

若是，则对于存在子子链的子区块，查询所述主区块的子子链中在所述溯源指令中的指定时间之前的子子区块记录的事务执行结果；对于没有子子链的子区块，直接读取该子区块记录的事务执行结果；

将所有子区块的事务执行结果组合，形成主区块的溯源结果；

将所有主区块的溯源结果组合，形成主链的溯源结果；

输出所述主链的溯源结果。

9.如权利要求8所述的数据处理方法，其特征在于，还包括：

判断需求者是否为客户；

若是，则对于存在子子链的子区块，查询所述主区块的子子链中在所述溯源指令中的指定时间之前的最接近的子子区块记录的事务执行结果，作为所述子区块的溯源结果。

10.如权利要求9所述的数据处理方法，其特征在于，还包括：

若需求者是区块链的管理人员，则对于存在子子链的子区块，查询所述主区块的子子链中在所述溯源指令中的指定时间之前的至少部分子子区块记录的事务执行结果，作为所述子区块的溯源结果。