CN111935211A - 基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法及设备、介质 - Google Patents

基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法及设备、介质 Download PDF

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CN111935211A CN202010604157.0A CN202010604157A CN111935211A CN 111935211 A CN111935211 A CN 111935211A CN 202010604157 A CN202010604157 A CN 202010604157A CN 111935211 A CN111935211 A CN 111935211A
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Abstract

本申请公开了一种基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法及设备、介质。其中区块链由主链与若干条侧链构成，主链由若干主链节点构成，侧链由若干侧链节点构成，采用侧链提升主链性能的方法包括获取侧链节点根据文件的特征数据生成的文件哈希值；将文件哈希值上传至侧链，在侧链上形成一个区块；根据区块的特征数据生成区块哈希值；将区块哈希值上传至主链。本申请公开的方法，主链可以将侧链作为数据或代码的存储位置，侧链可以降低主链节点上的存储压力，有效地提升了主链的应用扩展性，降低了主链中出现拥堵的可能性。

Description

基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法及设备、介质
技术领域
本申请涉及区块链技术领域，尤其涉及一种基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法及设备、介质。
背景技术
传统的以太坊网络，虽然为交易提供了很好的可信保障及安全性。但是经常会出现网络拥堵的问题。传统的以太坊网络上的交易速度远低于现在的金融交易系统中的交易速度；同时等待交易可信确认的时间也很长。
出现这种问题的原因在于，以太坊上的交易需要耗费一定的燃料费用，矿工会优先选择燃料费高的交易进行打包，这也就导致很多交易迟迟没有得到确认，造成了网络拥堵现象。
另外，对于大量的小额交易来说，可能并不需要那么高的可信性，将所有交易数据或代码都存储在区块链的节点上，无疑加大了区块链节点的存储压力。
因此，目前迫切需要研发出一种新型的能够提升区块链性能的方法及设备、介质，以克服和改善上述现有技术中的一个或多个缺点，或者至少提出一种有效的可选方法来解决上述问题。
发明内容
本说明书实施例提供了一种基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法及设备、介质，用于解决现有技术中的如下技术问题：传统的以太坊网络中，交易速度低，且交易确认时间长，经常造成网络拥堵的问题。
本说明书实施例采用下述技术方案：
一种基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法，其中，区块链由主链与若干条侧链构成，所述主链由若干主链节点构成，所述侧链由若干侧链节点构成，所述方法包括：
获取所述侧链节点根据文件的特征数据生成的文件哈希值；
将所述文件哈希值上传至所述侧链，在所述侧链上形成一个区块；
根据所述区块的特征数据生成区块哈希值；
将所述区块哈希值上传至所述主链。
进一步地，所述文件的特征数据包括以下至少一项：文件名、文件创建时间、文件类型、文件所有者。
进一步地，所述区块的特征数据包括以下至少一项：区块的内容、区块的创建时间、区块的上传节点。
在一种优选的实现方式中，所述主链通过智能合约与若干条所述侧链进行连接，若干条所述侧链相互之间并行处理。
在一种优选的实现方式中，所述侧链采用闪电网络。
进一步地，采用分片技术将所述闪电网络中的节点划分为多个分片。
进一步地，多个所述分片分别形成共识。
进一步地，多个所述分片的其中之一进行共识汇总。
一种基于区块链的采用侧链提升主链性能的设备，其中，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
获取所述侧链节点根据文件的特征数据生成的文件哈希值；
将所述文件哈希值上传至所述侧链，在所述侧链上形成一个区块；
根据所述区块的特征数据生成区块哈希值；
将所述区块哈希值上传至所述主链。
一种基于区块链的采用侧链提升主链性能的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：
获取所述侧链节点根据文件的特征数据生成的文件哈希值；
将所述文件哈希值上传至所述侧链，在所述侧链上形成一个区块；
根据所述区块的特征数据生成区块哈希值；
将所述区块哈希值上传至所述主链。
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：
(1)本说明书实施例示例的基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法，通过一条主链对应于多个侧链，利用侧链作为数据或代码的存储位置，能够有效地降低主链节点的存储压力；侧链可以分担主链上的交易，使交易在侧链上完成并发生转移，有效地提升了整个系统的速度。
(2)本说明书实施例示例的基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法，主链通过智能合约连接多条侧链，多条侧链相互之间进行去中心化的并行处理，实现了交易数据的完全去中心化。
(3)本说明书实施例示例的基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法，整个区块链中的数据都是去中心化的，交易一旦发生，即被记录到区块链上，从而保证了交易的安全性。
(4)本说明书实施例示例的基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法，采用闪电网络作为侧链，可以有效地提升交易转账的速度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本说明书实施例提供的基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法的一种流程示意图。
具体实施方式
为使本说明书的目的、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申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于说明书中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
首先，对本发明所揭示的技术方案的技术构思进行说明。传统的以太坊网络，经常会出现网络拥堵的问题。出现这种问题的原因在于，以太坊上的交易需要耗费一定的燃料费用，矿工会优先选择燃料费高的交易进行打包，这也就导致很多交易迟迟没有得到确认，造成了网络拥堵现象。另外，对于大量的小额交易来说，可能并不需要那么高的可信性，将所有交易数据或代码都存储在区块链主链的节点上，无疑加大了主链节点的存储压力。
因此，本实施例提出了一种使用侧链以解决以太坊网络拥堵的方法，能够有效地提升以太坊主链的性能。
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为本说明书实施例提供的基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法的一种流程示意图。
如图1所示，一种基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法，其中，区块链由主链与若干条侧链构成，主链由若干主链节点构成，侧链由若干侧链节点构成。基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法包括获取侧链节点根据文件的特征数据生成的文件哈希值；将文件哈希值上传至侧链，在侧链上形成一个区块；根据区块的特征数据生成区块哈希值；将区块哈希值上传至主链。
其中，文件的特征数据比如可以包括以下至少一项：文件名、文件创建时间、文件类型、文件所有者。区块的特征数据比如可以包括以下至少一项：区块的内容、区块的创建时间、区块的上传节点。
本实施例示例的采用侧链提升主链性能的方法，一条主链可以对应于多条侧链，主链可以将侧链作为数据或是代码的存储位置，侧链中的所有交易记录都可以锁定在主链上，这样可以分担主链上的交易，使交易在侧链上完成并发生转移，这样有效地提升了整个系统的速度。
例如，在版权领域，如视频版权区块链中，采用侧链抽取某些视频文件中的一些关键帧，并根据这些视频文件的特征数据，比如创作时间、创建者的信息等，根据设定算法形成视频文件的哈希值。将视频文件的哈希值作为交易内容写入到侧链中，在侧链上形成一个区块。然后再将生成的区块哈希值写入主链中。通过这样的方法可以在主链上证实对于该视频的所有权，并减轻了主链上的存储压力。
同时，在侧链中还可以应用区块链技术领域中的新技术。例如，主链是比特币网络，由于比特币中没有智能合约，相对于以太坊来说，比特币网络的逻辑扩展性能就比较差，应用扩展性能也比较差。在这种情况下，可以在侧链上实现智能合约，这样就可以在不改变主链结构的情况下，通过侧链使整个区块链网络增加智能合约功能。更具体地，例如采用闪电网络作为侧链，在闪电网络上嵌入一个虚拟机，通过虚拟机来理解与执行智能合约语言，然后将结果再写入主链即比特币网络中。这样就可以在比特币网络中扩展了智能合约功能。
在本实施例中，主链通过智能合约与若干条侧链进行连接，若干条侧链相互之间并行处理。主链通过智能合约连接多条侧链，多条侧链相互之间进行去中心化的并行处理，实现了交易数据的完全去中心化，保障了交易数据难以被篡改。
在本实施例中，侧链采用闪电网络。可以采用闪电网络作为侧链来提升转账速度。优选地，采用网络分片技术，例如一个网络中有一万个节点，可以把这些节点分为不同的小组，如包含500个节点以上的小组，称为一个划分(分片)。其中，在每一个分片中，分别形成共识，并提供一个单独的分片将共识进行汇总。
使用闪电网络可以将一部分转账交易放到侧链中执行。其中，闪电网络是一种通过多方签名来提供链上转账途径的技术。闪电网络的原理是提供一个链下的资金池，每当发生交易的时候，交易双方都进行签名，通过签名机制来保证反作弊性。一段时间之后，将最终的结果广播到区块链上，数据再回归链上。
本实施例还提供了一种基于区块链的采用侧链提升主链性能的设备，其中包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
获取所述侧链节点根据文件的特征数据生成的文件哈希值；
将所述文件哈希值上传至所述侧链，在所述侧链上形成一个区块；
根据所述区块的特征数据生成区块哈希值；
将所述区块哈希值上传至所述主链。
本实施例还提供了一种基于区块链的采用侧链提升主链性能的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其中，所述计算机可执行指令设置为：
获取所述侧链节点根据文件的特征数据生成的文件哈希值；
将所述文件哈希值上传至所述侧链，在所述侧链上形成一个区块；
根据所述区块的特征数据生成区块哈希值；
将所述区块哈希值上传至所述主链。
本申请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，对于设备和介质实施例而言，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。
本申请实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。
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。
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 (10)

1.一种基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法，其特征在于，主链与若干条侧链构成区块链，所述主链由若干主链节点构成，所述侧链由若干侧链节点构成，所述方法包括：
获取所述侧链节点根据文件的特征数据生成的文件哈希值；
将所述文件哈希值上传至所述侧链，在所述侧链上形成一个区块；
根据所述区块的特征数据生成区块哈希值；
将所述区块哈希值上传至所述主链。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法，其特征在于：
所述文件的特征数据包括以下至少一项：文件名、文件创建时间、文件类型、文件所有者。
3.根据权利要求1所述的基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法，其特征在于：
所述区块的特征数据包括以下至少一项：区块的内容、区块的创建时间、区块的上传节点。
4.根据权利要求1所述的基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法，其特征在于：
所述主链通过智能合约与若干条所述侧链进行连接，若干条所述侧链相互之间并行处理。
5.根据权利要求1所述的基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法，其特征在于：
所述侧链采用闪电网络。
6.根据权利要求5所述的基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法，其特征在于：
采用分片技术将所述闪电网络中的节点划分为多个分片。
7.根据权利要求6所述的基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法，其特征在于：
多个所述分片分别形成共识。
8.根据权利要求7所述的基于区块链的采用侧链提升主链性能的方法，其特征在于：
多个所述分片的其中之一进行共识汇总。
9.一种基于区块链的采用侧链提升主链性能的设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
获取所述侧链节点根据文件的特征数据生成的文件哈希值；
将所述文件哈希值上传至所述侧链，在所述侧链上形成一个区块；
根据所述区块的特征数据生成区块哈希值；
将所述区块哈希值上传至所述主链。
10.一种基于区块链的采用侧链提升主链性能的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：
获取所述侧链节点根据文件的特征数据生成的文件哈希值；
将所述文件哈希值上传至所述侧链，在所述侧链上形成一个区块；
根据所述区块的特征数据生成区块哈希值；
将所述区块哈希值上传至所述主链。
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