CN112020705A

CN112020705A - 区块链随机计时器事务同步

Info

Publication number: CN112020705A
Application number: CN201980028141.5A
Authority: CN
Inventors: J·弗莱; C·彭尼; J·J·德马雷斯特; M·伯根戴尔; J·温; C·沃斯基威克斯
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2018-05-23
Filing date: 2019-05-13
Publication date: 2020-12-01
Also published as: JP7304116B2; US20190363873A1; JP2021524956A; US11005646B2; WO2019224026A1

Abstract

一种计算机实现的方法，包括：在区块链网络中生成区块解决方案；响应于生成的区块解决方案，从区块链网络向次级网络提供随机定时信号；以及根据随机定时信号触发次级网络的一个或多个过程中的一个或多个事件。

Description

区块链随机计时器事务同步

技术领域

本申请总体上涉及事务同步和定时，并且更具体地，涉及基于从区块链生成的随机定时器的事务同步。

背景技术

账本通常被定义为在其中记录事务的入账簿。分布式账本是一种全部或部分复制到多台计算机的账本。加密分布式账本(CDL)至少可以具有以下某些属性：不可逆转(一旦记录了事务，就无法撤消)，可访问性(任何一方都可以全部或部分访问CDL)，按时间顺序和时间戳标记(各方都知道何时将事务添加到帐本)，基于共识(仅在网络各方通常一致同意的情况下才添加事务)，可验证性(所有事务都可以密码地验证)。区块链就是CDL的一个例子。尽管本文的描述和附图是根据区块链描述的，但本申请同样适用于任何CDL。

分布式账本是不断增长的记录列表，这些记录通常应用密码技术，例如存储与其他块有关的密码哈希。区块链是分布式账本的一个常见实例，可以用作公共账本来存储信息。虽然主要用于金融事务，但区块链可以存储与商品和服务相关的各种信息(即产品、包装、状态等)。去中心化的方案为去中心化的网络提供了权限和信任，并使其节点能够连续并顺序地将其事务记录在公共“块”上，从而创建了称为区块链的独特“链”。密码通过哈希码用于确保事务源的身份验证并删除中央中介。区块链是一个分布式数据库，维护区块链的块中不断增长的记录的列表，由于其不可变的属性，这些记录可免受篡改和修改。每个块都包含一个时间戳和一个到前一个块的链接。区块链可用于保存、跟踪、转移和验证信息。由于区块链是分布式系统，因此在将事务添加到区块链账本之前，所有对等方都需要达成共识状态。

区块链通常以工作量证明原理或某种类似的原理进行操作，该原理中，“求解”区块链中特定区块的哈希码的创建在计算上难以生成，但可以相对容易通过网络对等方进行验证。许多加密货币使用区块链进行操作。在加密货币网络中，区块解决方案的产生会给第一个求解器带来加密货币问题，而对解决方案的追求是跨网络所有节点的竞争性过程。因此，存在直接的经济动机来投资计算资源来解决加密货币网络中的区块。

求解工作函数(work function)需要计算周期和计算力，这并不是免费的。对于区块链技术的非加密货币实现，几乎没有动力来求解工作函数。因此，节点除了需要可靠的事务记录外，还需要激励来求解区块。

另一个问题是具有少量节点的区块链网络容易受到攻击。分布式群集中的大量节点对于鲁棒性能而言更为理想。

需要一种克服这些限制的用于操作区块链的改进的系统和方法。

发明内容

区块链可以用作随机计时器。用于验证的区块链解决方案的发布可以是确定事件时间表的触发器。因为唯一知道何时发布解决方案的实体是求解实体，所以求解实体可能会获得潜在利用此知识的能力。但是，由于求解区块链是一个竞争性过程，因此如果求解实体保留解决方案以进行更大的利用，则存在另一个实体发布解决方案并因此获得收益的风险。因此，区块链随机计时器可以为实体提供必要的激励，以将计算资源投入到区块链解决方案中。

一个示例实施例可以提供一种方法，包括以下一个或多个步骤：在区块链网络中生成区块解决方案；响应于生成的区块解决方案，从区块链网络向次级网络提供随机定时信号，以及根据随机定时信号触发次级网络的一个或多个过程中的一个或多个事件。

另一示例实施例可以提供一种系统，该系统包括：需要区块解决方案以将区块链事务处理成区块链的区块的区块链网络；以及执行一个或多个过程的次级网络。区块链网络可以被配置为响应于在区块链网络内生成的区块解决方案向次级网络提供随机定时信号。

另一示例实施例可以提供一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，当指令被处理器读取时，指令使处理器执行以下一项或多项操作：在区块链网络中生成区块解决方案，响应于生成的区块解决方案，从区块链网络向次级网络提供随机定时信号，以及根据随机定时信号触发次级网络的一个或多个过程中的一个或多个事件。

附图说明

图1示出了根据示例实施例的向随机网络提供随机定时信号的区块链网络的网络图。

图2A示出了根据示例实施例的用于资产共享场景的示例对等节点区块链架构配置。

图2B示出了根据示例实施例的示例对等节点区块链配置。

图3是示出根据示例实施例的有许可的区块链网络的图。

图4示出了根据示例实施例的用于使用区块链作为随机计时器的过程的流程图。

图5A示出了根据示例实施例的使用来自区块链的事务同步信号的交易所的实施例。

图5B示出了根据示例实施例的使用来自区块链的事务同步信号的交易所的示例方法的流程图。

图6A示出了根据示例实施例的，被配置为根据本文描述的一个或多个操作在区块链上执行各种操作的示例物理基础设施。

图6B示出了根据示例实施例的，在缔约方和被配置为在区块链上执行智能合约条款的中介服务器之间的示例智能合约配置。

图7示出了被配置为支持一个或多个示例实施例的示例计算机系统。

具体实施方式

将容易理解的是，如本文的附图中总体上描述和示出的即时组件可以以多种不同的配置来布置和设计。因此，如在相关联的附图和说明书中所表示的方法、装置、非暂时性计算机可读介质和系统的实施例的详细描述并非旨在限制本申请的范围，而仅代表所选实施例。

在整个说明书中描述的即时特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。例如，在整个说明书中，短语“示例实施例”、“一些实施例”或其他类似语言的使用是指以下事实：结合该实施例描述的特定特征、结构或特性可以包括在至少一个实施例中。因此，在整个说明书中，短语“示例实施例”、“在一些实施例中”、“在其他实施例中”或其他类似语言的出现不一定都指同一组实施例，并且可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合所描述的特征、结构或特性。

另外，尽管在实施例的描述中可能已经使用术语“消息”，但是本申请可以应用于多种类型的消息或网络数据，例如分组、帧、数据报等。在示例性实施例中可以描绘某些类型的消息、信令和协议，它们不限于特定类型的消息、信令或协议。

示例实施例提供了使用区块链网络向事务网络提供随机信号的方法、设备、网络和/或系统。也将描述试图外部化或补贴求解区块链的工作函数的成本的系统和方法。

区块链是一种分布式系统，包括彼此通信的多个节点。区块链操作称为链码的程序(例如，智能合约等)保存状态和分布式账本数据并执行事务。一些事务是在链码上调用的操作。一般而言，区块链事务通常必须由某些区块链成员“背书(endorsed)”，只有背书的事务才能提交给区块链，并影响区块链的状态。其他未被背书的事务将被忽略。可能存在一个或多个用于管理功能和参数的特殊链码，统称为系统链码。

节点是区块链系统的通信实体。在不同类型的多个节点可以在同一物理服务器上运行的意义上，“节点”可以执行逻辑功能。节点在信任域中分组，并与以各种方式控制它们的逻辑实体相关联。节点可以包括不同类型，例如客户端或提交客户端节点，向背书方(例如，对等方)提交事务-调用，并且将事务-建议广播到订购服务(例如，订购节点)。另一类节点是对等节点，可以接收客户提交的事务，提交事务并维护状态和区块链事务分布式账本的副本。尽管不是必需的，但对等方也可以充当背书方的角色。订购服务节点或订购者是为所有节点运行通信服务的节点，并实现交付保证，例如在提交事务和修改区块链的世界状态时向系统中的每个对等节点广播，这是初始区块链事务的另一个名称，通常包含控制和设置信息。

分布式账本是区块链的所有状态转换的有序、防篡改记录。状态转换可以由参与方(例如，客户端节点、订购节点、背书方节点，对等节点等)提交的链码调用(即，事务)引起。事务可能导致一组资产键值对作为一个或多个操作数(例如创建、更新、删除等)被提交到分布式账本。分布式账本包括一个区块链(也称为链)，用于将不可变、顺序的记录存储在块中。分布式账本还包括一个状态数据库，用于维护区块链的当前状态。每个通道通常有一个分布式账本。每个对等节点都为其所属的每个通道维护一个分布式账本的副本。

链作为事务日志被构造为哈希链接的块，并且每个块包含N个事务的序列，其中N等于或大于1。块头部包括块事务的哈希值，以及前一个块头部的哈希值。以这种方式，账本上的所有事务都可以被排序并加密地链接在一起。因此，在不破坏哈希链接的情况下不可能篡改帐本数据。最近添加的区块链块的哈希表示链上之前发生的每笔事务，从而可以确保所有对等节点处于一致且受信任的状态。链可以存储在对等节点文件系统(即本地、附加存储、云等)上，从而有效地支持区块链工作负载的仅附加性质。

不可变账本的当前状态表示链事务日志中包括的所有键的最新值。由于当前状态表示通道已知的最新键值，因此有时将其称为世界状态。链码调用针对账本的当前状态数据执行事务。为了使这些链码交互有效率，可以将键的最新值存储在状态数据库中。状态数据库可能只是链中事务日志的索引视图，因此可以随时从链中重新生成。可以在对等节点启动时以及在接受事务之前自动恢复(或根据需要生成)状态数据库。

图1示出了根据示例实施例的区块链事务优先级分配的逻辑网络图。参照图1，系统100包括区块链网络110。如下所述，区块链网络110可以类似于图2A的网络200，并且可以如参考图2B所示和所描述地进行操作。区块链网络110也可以是如下面参考图3所示和所述的有许可的区块链网络。典型地，区块链网络110将包括创建事务的多个客户端节点，处理事务的对等节点以及投资例如计算资源，例如用于为区块链处理区块的计算周期和能力的多个求解节点(或挖掘节点)。区块链网络110的具体细节不被认为与本实施例相关，并且许多形式的区块链网络将是合适的。此外，在区块链网络内进行的事务的特定类型和性质也与本公开的最广泛的实施例无关。除了其自身的内部操作、事务等之外，区块链网络110还可以基于区块链滴答(tick)输出随机信号115。

系统100还包括次级事务网络130。次级事务网络操作一个或多个过程132。在最广泛的形式中，次级事务网络130可以是需要随机定时信号或某种类似的熵源的任何网络。次级网络130接收触发过程132中动作的区块链滴答。区块链网络110的一个或多个节点可以是这些过程132的参与者。可以在区块链网络110中利用过程132的一个或多个参与者。次级网络130可以在很大程度上独立并且与区块链网络110无关，并且仅使用区块链网络作为计时器。

图2A示出了根据示例实施例的区块链系统架构配置200。参考图2A，区块链架构200可以包括某些区块链单元，例如，一组区块链节点202。区块链节点202可以包括一个或多个节点204-210(仅通过示例描述了4个节点)。这些节点参与了许多活动，例如区块链事务添加和验证过程(共识)。区块链节点204-210中的一个或多个可以背书事务并且可以为架构200中的所有区块链节点提供订购服务。区块链节点可以发起区块链身份验证并尝试写入存储在区块链层216中的区块链不可变账本，其副本也可以存储在基础物理基础设施214上。区块链配置可以包括一个或多个应用224、链接到应用编程接口(API)222，以访问和执行存储的可以根据参与者寻求的定制配置创建并且可以维持自己状态、控制自己的资产、并接收外部信息的程序/应用程序代码220(例如，链码、智能合约等)。可以将其部署为事务，并通过附加到分布式账本安装在所有区块链节点204-210上。

区块链基础或平台212可以包括区块链数据、服务(例如，密码信任服务、虚拟执行环境等)的各个层，以及可用于接收和存储新事务并向正在寻求访问数据条目的审核方提供访问的基础物理基础设施。区块链层216可以暴露接口，提供对处理程序代码和使用物理基础设施214所必需的虚拟执行环境的访问。密码信任服务218可以用于验证诸如资产交换事务类的事务并保持信息私有。

图2A的区块链架构配置可以经由区块链平台212暴露的一个或多个接口以及提供的服务来处理和执行程序/应用代码220。代码220可以控制区块链资产。例如，代码220可以存储和传输数据，并且可以由节点204-210以智能合约和相关链码的形式由具有其执行条件或其他代码单元执行。作为非限制性示例，可以创建智能合约以执行提醒、更新和/或其他更改、更新等的通知。智能合约本身可以用于标识与授权和访问要求及账本使用相关的规则。例如，事务查询226可以由区块链层216中包括的一个或多个处理实体(例如，虚拟机)来处理。查询结果228可以包括事务、交换、各方等的细节。物理基础设施214可以用于检索本文描述的任何数据或信息。

利用链码，可以通过高级应用和编程语言创建智能合约，然后将其写入区块链中的块。智能合约可以包括可执行代码，被区块链(例如，区块链对等方的分布式网络)注册、存储和/或复制。事务是可以响应于与智能合约相关联的条件得到满足而执行的智能合约代码的执行。智能合约的执行可以触发对数字区块链账本状态的可信修改。由智能合约执行引起的对区块链账本的修改可以通过一个或多个共识协议在整个区块链对等方的分布式网络中自动复制。

智能合约可以以键值对的格式将数据写入区块链。此外，智能合约代码可以读取存储在区块链中的值，并将其用于应用操作中。智能合约代码可以将各种逻辑操作的输出写入区块链。代码可用于在虚拟机或其他计算平台中创建临时数据结构。写入区块链的数据可以是公开的和/或可以加密并保持为私有。智能合约使用/生成的临时数据由提供的执行环境保存在内存中，一旦识别出区块链所需的数据便将其删除。

链码可以包括具有附加特征的智能合约的代码解释。如本文所述，链码可以是部署在计算网络上的程序代码，共识过程中与链验证器一起在链上执行并验证链码。链码接收哈希，并从区块链中检索与使用先前存储的特征提取器创建的数据模板关联的哈希。如果哈希标识符的哈希值与从存储的标识符模板数据创建的哈希值匹配，则链码将授权密钥发送到请求的服务。链码可以将与密码详细信息关联的数据写入区块链。在图2A中，示例动作可以是“更新发布并获取智能合约”或“提交事务”。一种功能可以是“提交事务以进行验证”或“提供对请求实体的访问”，其可以被提供给节点204-210中的一个或多个。

图2B示出了根据示例实施例的在区块链的节点之间的区块链事务流250的示例。参考图2B，事务流可以包括由应用客户端节点260发送到背书对等节点281的事务提议291。背书对等节点281可以验证客户端签名并执行链码功能以发起事务。输出可能包括链码结果、在链码中读取的一组键/值版本(读取集)以及以链码写入的一组键/值(写入集)。如果得到批准，则将提议响应292与背书签名一起发送回客户端260。客户端260将背书组装成事务有效载荷293，并将其广播到订购服务节点284。订购服务节点284然后将订购的事务作为块传递给信道上的所有对等方281-283。在提交到区块链之前，每个对等方281-283可以验证事务。例如，对等方可以检查背书策略，以确保指定对等方的正确分配已经对结果进行了签名并针对事务有效负载293验证了签名。

再次参考图2B，客户端节点260通过构造请求并将其发送给作为背书方的对等节点281来发起事务291。客户端260可以包括利用支持的软件开发工具包(SDK)的应用，诸如NODE、Java、PYTHON等，利用可用的API来生成事务提议。Java和所有基于Java的商标和徽标是Oracle和/或其分支机构的商标或注册商标。提议是调用链码功能的请求，以便可以读取数据和/或将数据写入帐本(即，为资产写入新的键值对)。SDK可以充当填充程序，将事务提议打包为适当的架构格式(例如，远程过程调用(RPC)上的协议缓冲区)，并采用客户的加密凭据为事务提议生成唯一的签名。

作为响应，背书对等节点281可以验证(a)事务提议的格式正确，(b)过去尚未提交过事务(重放攻击保护)，(c)签名是有效，(d)提交者(在此示例中为客户端260)已被适当授权在该信道上执行提议的操作。背书对等节点281可以将事务提议输入作为所调用的链码功能的参数。然后针对当前状态数据库执行链码以产生包括响应值、读取集和写入集的事务结果。然而，此时尚未对账本进行任何更新。在292中，将值的集合与背书对等节点281的签名一起作为提议响应292传递回客户端260的SDK，客户端201的SDK解析应用消费的有效载荷。

作为响应，客户端260的应用检查/验证背书对等方的签名，并比较提议响应以确定提议响应是否相同。如果链码仅查询帐本，则应用将检查查询响应并通常不将事务提交至订购节点服务284。如果客户端应用打算将事务提交至订购节点服务284以更新帐本，则应用在提交之前确定指定的背书策略是否已实现(即，事务所需的所有对等节点是否都对事务进行背书)。在此，客户端可以仅包括事务的多方之一。这种情况下，每个客户端可能有自己的背书节点，并且每个背书节点都需要对事务背书。该体系结构使得即使应用选择不检查响应或以其他方式转发未背书的事务，背书策略仍将由对等方强制执行并在提交验证阶段得到维护。

在成功检查之后，在步骤293中，客户端260将背书组装成事务，并在事务消息内向订购节点284广播事务提议和响应。事务可以包含读/写集、背书对等方的签名和信道ID。排序节点284不需要为了执行其操作而检查事务的全部内容，而是排序节点284可以简单地从网络中的所有信道接收事务，将信道按时间顺序对它们进行排序并创建每个信道的事务块。

事务的块从排序节点284传递到信道上的所有对等节点281-283。验证块内的事务294以确保满足任何背书策略并确保自事务执行生成读取集以来，读取集变量的账本状态没有变化。块中的事务被标记为有效或无效。此外，在步骤295中，每个对等节点281-283将块附加到信道的链上，并且对于每个有效事务，将写入集提交给当前状态数据库。发出一个事件以通知客户端应用事务(调用)已被不可变地附加到链上，并通知事务是通过验证还是无效。

图3示出了有许可的区块链网络300的示例，其特征在于分布式、去中心化的对等架构以及管理用户角色和权限的证书颁发机构318。在这个例子中，区块链用户302可以提交到有许可的区块链310的事务。在这个例子中，事务可以是部署、调用或查询，并且可以通过利用SDK的客户端应用，例如直接通过REST API等，直接发布。可信的商业网络可以提供对诸如审计方(例如，美国股票市场中的证券交易委员会)之类的监管方系统314的访问。同时，区块链网络运营商308管理包括管理成员许可，例如将监管方310注册为“审计方”，并且将区块链用户302注册为“客户端”的节点系统。审计方可能只限于查询帐本，而客户端可以被授权部署、调用和查询某些类型的链码。

区块链开发方系统316可以编写链码和客户端应用。区块链开发方系统316可以通过REST接口将链码直接部署到网络。为了将来自传统数据源330的凭证包括在链码中，开发方系统316可以使用带外连接来访问数据。在该示例中，区块链用户302通过对等节点312连接到网络。在进行任何事务之前，对等节点312从证书颁发机构318检索用户的注册和事务证书。在某些情况下，区块链用户必须拥有这些数字证书以便在有许可的区块链网络310上进行事务。同时，可能要求尝试使用链码的用户在传统数据源330上验证其凭据。为了确认用户的授权，链码可以通过传统处理平台320使用对此数据的带外连接。

区块链通过密码链，例如到链中的前一个块的加密哈希，获得其不变性。生成加密哈希所需的工作量可能会根据不同区块链系统的操作原理而有所不同。不同的方法包括工作量证明、状态证明或共识框架。在每种情况下，都需要计算量(计算机周期和计算力)来为链中的下一个块生成加密哈希。

为当前块生成所需的密码哈希的过程被认为是“求解”该块。区块链系统的完整性要求求解方案执行起来很复杂，但是相对容易验证。区块链系统使用处理节点，例如挖掘节点、排序节点等以处理或“压缩”块以生成加密哈希。求解块可能需要大量的计算资源和精力，因此处理节点必须具有这样做的动机。在加密货币网络中，当节点求解了一个区块时，该节点将获得新的加密货币的奖励，因此该节点将为此付出努力。在一些事务区块链系统中，每个事务可能由一个或多个事务方向求解包含事务的区块的节点支付的关联费用。因此，求解节点再次为进行工作证明而付费。但是，区块链系统作为加密分布式账本的好处意味着可能需要非支付激励措施来激励节点投入求解区块所需的计算资源。

求解块是随机过程。目前尚不清楚何时一个块将得到求解，也不清楚哪个节点将对块得到求解。但是，在给定一定数量的处理节点，一定数量的计算能力以及一定密码哈希难度的情况下，求解一个块所花费的平均时间可能变得可预测，尽管并不精确。如果每个区块求解方案都被视为“滴答”，那么区块链系统可以被视为随机计时器。如图1所示，区块链系统可以与需要用于基于运行时间的过程的随机定时器输入的次级网络耦合。更一般而言，区块链滴答可能被视为熵的来源，并被用作需要此信息的系统的输入。

图1的系统100可以根据图4中描绘的过程流程400进行操作。可以假设，在一般状态下，区块链网络110与次级网络130的进程132并行运行。在步骤401，一个或多个对等节点尝试根据区块链网络的要求来求解区块链网络110的当前块。作为将当前块表示为已得到求解的结果402，从区块链网络110向次级事务网络130提供信号(步骤403)。信号可以在求解节点释放区块解决方案进行验证时发送，也可以在其他节点已验证区块解决方案并将区块合并到区块链中之后发送。过程132接收触发过程132内的动作的信号(步骤404)。

可以鼓励或要求次级网络的过程132的参与者向区块链网络提供计算资源，即，充当区块链网络的求解节点。在各种实施例中，求解区块链的块可以相对于过程132的其他参与者授予次级网络130的过程132内的参与者优势。例如，对过程132的定时的了解对于参与者可能是暂时有利的。

在一个实施例中，向区块链网络的对等节点提供中央通信的订购节点也可以负责向事务网络130提供信号。

在一个特定实施例中，事务网络130可以是诸如电子证券交易所，货币交易所等的交易所。在交易所中进行的基于时间的过程可以是股票、货币等的交易的结算。常规的数字金融市场(股票交易所、货币交易所)为资产提供了大量的流动性，这通常是所希望的。但是，鉴于毫秒级的定量交易能力和强大的计算能力，与市场的物理距离以及原始计算能力在操纵价格方面给某些参与者不公平的优势。优势可能包括：压哨(beating people tothe buzzer)；发出和取消订单的速度甚至比第三方可以下达订单的速度快；阻止订单。与股票和货币所代表的基础商品和服务相比，股票和货币的价格变化要快得多，这会导致市场不稳定。此外，相对于交易所计算机，对于站计算机而言，存在有限数量的理想地理位置，以最大程度地受益于交叉交易套利。实体通常会支付其计算机在物理上尽可能靠近中央交易服务器的费用，以最大程度地减少任何信号飞行时间。新来者无法轻易“买进”，限制了创意的破坏，这严重限制了开放市场的增长。

使用区块链网络向交易网络提供随机的定时信号，可以在区块链解决方案滴答而不是时钟时间上完成事务。一个滴答会锁定一组事务/竞价，然后执行它们。例如，可以通过调整区块解决方案难度来配置区块链网络，以使时钟滴答声足够频繁地发生，以至于它们类似于时钟时间，但不会像当前交易所体系结构那样产生信息飞行时间差异。

在图5A中，示出了包括与区块链网络510合作的交易网络530的系统500的示例实施例。区块链510可以包括包括多个处理节点512计算资源的分布式池511。池511将通常由客户端节点516生成的事务515处理到区块链520的新块524中。为了生成新块Block_n+1524，需要池“求解”最后一个块Block_n 522，这通常需要小于目标值的Block_n标头的加密哈希。这只是一种区块链方法，其他解决方案要求对本领域技术人员而言将是显而易见的。通常在许多区块链网络中，求解区块的过程需要大量的计算，即需要大量的计算能力和精力才能在可操作的时间范围内生成加密哈希。

交易网络530可以包括一个或多个交易服务器534，在数据存储或交易所账本536中维护交易记录。交易所的参与者542生成交易并将这些交易544通过交易网络电子地提交给交易服务器。交易可以包括股票、期权、期货、货币或任何商品的购买/出售等。交易服务器接受交易544并根据交易所的规则和策略更新交易账本536。交易网络530可以在传统的电子交换体系结构上实现，或者本身可以是区块链网络。交易的参与者可以包括一个或多个直接客户、一个或多个经纪人、一个或多个高频交易平台和/或一个或多个套利平台。参与者542中的一个或多个可以是自动交易平台。

每个参与者542将具有以电子方式向交易所提交交易所需的最小计算能力。参与者542中的一个或多个，例如自动交易平台，可以位于物理上非常接近交易所并且通过电缆连接到交易服务器，而其他参与者可以远离交易所并且通过诸如因特网之类的广域网而定位。交易服务器534可以提供接口和/或API，通过接口和/或API可以将交易提交给交易所，并且可以通过接口和/或API提交关于交换数据，账本状态等的查询。

应当注意，由客户端节点516创建的事务515可以是出于区块链的目的的任何事务，并且就其用作所有数据的分布式账本而言，区块链方法正在迅速增长。在各种实施例中，区块链网络510的事务可以是独立的，并且与交易所530的任何事务完全无关。在替代实施例中，事务515可以与交易网络530相关，因此交易网络530可以被实现在区块链网络510上，并且账本536可以被实现为加密的分布式账本。

在各种实施例中，区块链网络的一个或多个处理节点512可以通过将交易提交给交易服务器534参与交易网络。类似地，一个或多个参与者542可以加入区块链网络510的处理池511，并尝试求解区块链的区块。图5A示出了示例节点550，其既是交易所530的参与者又是处理池511的成员。这样，节点550接收要求解的块552，并提供块解决方案554。同时，节点550能够将交易556发送到交易服务器534。系统500内可以存在多个节点550。另外，作为参与条件，交易网络可能会或可能不会激励或要求节点参与求解区块链。交易操作和链码不必位于一致的硬件、支持系统或网络上。

与在时钟时间上进行操作的传统交易所不同，交易服务器534被配置为从区块链网络510接收定时信号528，并且这些定时信号用于确定交易何时结算，进行账本更新等。响应于生成块解决方案而生成定时信号或“滴答”。可以配置区块链网络，例如通过设置哈希难度，可以足够频繁地生成块解决方案以用作定时信号，但是具有足够的随机性，使得买卖双方不知道确切的事务时间，因此不会恶意操纵系统。可以由交易所的管理机构设置“滴答”的频率，以获得适当的平均“滴答”值。必要时，此频率的范围可以从毫秒到几分钟到几小时不等。因此，在源自块解决方案“滴答”的随机计时器上进行交易，减少或消除了一个或多个参与者542可以通过到交易服务器534的短信号距离获得的优势。

相反，求解区块可以授予参与者暂时的利益，因为只有该参与者才知道何时出现下一个解决方案滴答，从而允许参与者在发布解决方案并锁定所有当前交易之前可能会在交易所中进行一个或多个其他出价或竞价。但是，由于多个实体都在努力寻求解决方案，因此持有已知解决方案并不会像相对于交易所的实际位置那样提供长期的收益。如果另一个实体解决了该问题并发布了解决方案，则第一个实体的优势将丢失。

因为交易本身不一定需要成为区块链的一部分；交易所及其参与者可能会为其他目的处理区块，从而将区块链网络的区块成本外部化，并补贴运行交易所的成本。

并非交易中的所有参与者都需要紧缩块，并且并非紧缩块中的所有节点都需要成为交易的参与者。交易所本身不必是区块链网络。

图5B示出了用于交易的处理流程5000。该过程始于先前的区块链解决方案已通过共识算法验证，并发布了新的区块。区块链网络510开始搜索解决方案5001，并为新订单和交易5002开通交易所530。

在交易所内，各种实体发出和取消订单、设定价格等5004，但订单未最终确定或执行，仅作为公共记录保存。作为交易参与者的实体可以选择尝试解决当前框5003以强制锁定当前已发布的交易。

最终，一个处理实体求解当前块。求解实体可以是也可以不是参与交易的实体。该实体可以立即释放该块。

如果求解实体是交易的参与者，则该实体可以持有该区块并在释放该区块之前对订单进行最后的一些调整。求解实体冒着第二实体在该时间范围内求解区块并发布解决方案的风险，从而否定/限制了优势。交易所本身(“无利益相关方”)也可能试图解决这一障碍。

解决方案5005的发布是启动区块链网络中的块的共识阶段的定时信号。此时，交易被锁定但在交易网络中未被处理5006。

如果该块无效5007，则发起实体将受到惩罚5008。这可以采取临时或永久禁止交易或其他惩罚的形式。交易被解锁5010，并且继续寻找对区块的解决方案5003/5004。

如果该区块有效，则以锁定价格5012处理的交易执行订单。在区块链网络609中释放新区块，然后该过程返回到开始5001/5002。

在多个无效块的情况下，当前块可以被抛弃并且新的块可以被释放。

上面的方法表明，每个有效的块解决方案都会产生一个滴答，该滴答向交易所发出信号以锁定和结算过账的交易。在其他实施例中，可以利用附加的计数器，使得每个“滴答”都可以出现在块解决方案的某些倍数上，例如3块解决方案。

块可能与手头交易无关，而仅仅是随机计时的来源。即使交易实体不参与区块紧缩，区块链网络和交易网络的耦合也允许向交易提供随机时间信号，以克服交易中一些参与者由于信号时间差异而可能遇到的缺点。但是，交易参与者可以通过求解块并因此知道下一个交易周期的结算时间来获得暂时的优势。这种暂时的优势为交易参与者代表区块链网络紧缩区块提供了动力。

尽管交易和区块链被示为单独的实体，但是在各种实施例中，被并入区块链的块中的交易可以是发布到交易所的交易。因此，系统500和处理流程600可以用于在区块链上实施证券交易，其中处理交换区块链的成本由参与者承担，以换取部分或暂时的交易优势。

在另一个实施例中，次级网络可以实施拍卖。在该实施例中，区块链被用作在线拍卖过程的随机计时器。与其激励次级网络的参与者处理区块链的区块，该系统可能需要块处理作为参与拍卖的条件。例如，为了在拍卖中保持出价，用户必须投入计算周期来求解块。用户操作可能在区块共识阶段被锁定。可以将待求解的块隔离到单个拍卖中(例如，允许单个用户专用于大量计算能力以加快队列速度)，也可以在多个拍卖中共享这些块(随机性更高，个人难以调整)。

在另一示例中，随机区块链计时器可以用作拍卖的倒数计时器。

在另一个实施例中，辅助网络可以实施“便士”拍卖。在该实施例中，工作函数块队列充当倒计时而不是时钟时间。例如，拍卖可以被配置为持续设置一定数量的块，例如，240块。这将创建一个随机的而不是确定性的倒数计时器，增加了兴奋度的同时限制了投标过程中最后秒操作“狙击”的可能性。可选地，参与区块处理的用户可以购买动作，例如出价能力，将区块添加到队列中或调整解决方案难度(例如，解决方案哈希小于X)以调整拍卖的速度。

为了调节公平性，这些动作可以仅适用于下一个区块及其以后，而不适用于当前区块，并且所有用户动作/修改可以在公共记录上。

图6A示出了根据示例实施例的，被配置为根据本文描述的一个或多个操作在区块链上执行各种操作的示例物理基础设施。参照图6A，示例性配置600A包括具有区块链620和智能合约640的物理基础设施610，可以执行任何示例性实施例中包括的任何操作步骤612。步骤/操作612可以包括在一个或多个流程图和/或逻辑图中描述或描绘的一个或多个步骤。这些步骤可以表示从驻留在计算机系统配置的物理基础结构610上的一个或多个智能合约640和/或区块链620写入或读取的输出或写入信息。可以从执行的智能合约640和/或区块链620输出数据。物理基础设施610可以包括一个或多个计算机、服务器、处理器、存储器和/或无线通信设备。

图6B示出了根据示例实施例的，在缔约方和被配置为在区块链上执行智能合约条款的中介服务器之间的示例智能合约配置。参考图6B，配置650可以表示由智能合约640驱动的通信会话、资产转移会话或流程或过程，智能合约640明确标识一个或多个用户设备652和/或656。智能合约的运行、执行、操作和结果可以由服务器654管理。智能合约640的内容可能需要由作为智能合约事务的当事方的实体652和656中的一个或多个进行数字签名。智能合约执行的结果可以作为区块链事务写入到区块链中。

以上实施例可以以硬件、以处理器执行的计算机程序、以固件或以上述的组合来实现。计算机程序可以体现在诸如存储介质的计算机可读介质上。例如，计算机程序可以驻留在随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动磁盘、光盘只读存储器(CD-ROM)或本领域已知的任何其他形式的存储介质中。

示例性存储介质可以被耦合到处理器，使得处理器可以从该存储介质读取信息，并且可以向该存储介质写入信息。或者，存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在专用集成电路(“ASIC”)中。在替代方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留。例如，图7示出了示例计算机系统架构700，可以表示或集成在任何上述组件等中。

图7并非旨在暗示对本文所述应用的实施例的使用范围或功能的任何限制。无论如何，计算节点700能够被实现和/或执行以上阐述的任何功能。

在计算节点700中，存在计算机系统/服务器702，可与许多其他通用或专用计算系统环境或配置一起操作。可能适合与计算机系统/服务器702一起使用的众所周知的计算系统、环境和/或配置的示例包括但不限于个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户端、胖客户端、手工手持式或膝上型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络PC、小型计算机系统、大型计算机系统以及包括上述任何系统或设备的分布式云计算环境等等。

可在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令(例如程序模块)的一般上下文中描述计算机系统/服务器702。通常，程序模块可以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、逻辑、数据结构等。可以在分布式云计算环境中实践计算机系统/服务器702，在分布式云计算环境中，任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括内存存储设备的本地和远程计算机系统存储介质中。

如图7所示，以通用计算设备的形式示出了云计算节点700中的计算机系统/服务器702。计算机系统/服务器702的组件可以包括但不限于一个或多个处理器或处理单元704、系统存储器706以及将包括系统存储器706的各种系统组件耦合到处理器704的总线。

总线表示几种类型的总线结构中的任何一种或多种，包括使用各种总线体系结构中的任何一种的存储器总线或存储器控制器、外围总线、加速图形端口以及处理器或本地总线。作为示例而非限制，此类体系结构包括行业标准体系结构(ISA)总线、微通道体系结构(MCA)总线、增强型ISA(EISA)总线、视频电子标准协会(VESA)本地总线和外围组件互连(PCI)总线。

计算机系统/服务器702通常包括各种计算机系统可读介质。这样的介质可以是计算机系统/服务器702可访问的任何可用介质，并且包括易失性和非易失性介质、可移动和不可移动介质。在一个实施例中，系统存储器706实现其他附图的流程图。系统存储器706可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)710和/或高速缓冲存储器712。计算机系统/服务器702可以进一步包括其他可移动/不可移动、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为示例，可以提供存储系统714以用于读取和写入不可移动的非易失性磁性介质(未示出并且通常称为“硬盘驱动器”)。尽管未示出，但是用于读取和写入可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)的磁盘驱动器以及用于读取或写入可移动非易失性光盘的光盘驱动器可以提供CD-ROM、DVD-ROM或其他光学介质之类的磁盘。在这种情况下，每一个都可以通过一个或多个数据媒体接口连接到总线。如将在下面进一步描绘和描述的，存储器706可以包括具有一组(例如，至少一个)程序模块的至少一个程序产品，该程序模块被配置为执行本申请的各种实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块718的程序/实用程序716以及操作系统、一个或多个应用程序、其他程序模块和程序数据可以通过示例而非限制的方式存储在存储器706中。操作系统、一个或多个应用程序、其他程序模块以及程序数据或它们的某种组合中的每一个可以包括联网环境的实现。程序模块718通常执行本文所述的本申请的各种实施例的功能和/或方法。

如本领域技术人员将理解的，本申请的各方面可以体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本申请的各方面可以采取以下形式：完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或结合了通常可以全部提及的软件和硬件方面的实施例。本文中称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本申请的各方面可以采取体现在其上体现有计算机可读程序代码的一个或多个计算机可读介质中体现的计算机程序产品的形式。

计算机系统/服务器702还可以与一个或多个外部设备720通信，诸如键盘、指示设备、显示器722等、使用户能够与计算机系统/服务器702交互的一个或多个设备和/或使计算机系统/服务器702与一个或多个其他计算设备通信的任何设备(例如，网卡、调制解调器等)。这样的通信可以经由I/O接口724发生。然而，计算机系统/服务器702仍然可以通过网络适配器726与一个或多个网络通信，诸如局域网(LAN)、通用广域网(WAN)和/或公共网络(例如，Internet)。如图所示，网络适配器726通过总线与计算机系统/服务器702的其他组件进行通信。应当理解，尽管未示出，但是其他硬件和/或软件组件可以与计算机系统/服务器702结合使用。示例包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动器、阵列、RAID系统、磁带驱动器和数据档案存储系统等。

尽管在附图中示出了系统、方法和非暂时性计算机可读介质中的至少一个的示例性实施例，并且在前面的详细描述中进行了描述，但是应当理解，本申请不限于公开的实施例，而是能够进行如所附权利要求所阐述和定义的许多重新布置、修改和替换。例如，各个附图的系统的能力可以由本文描述的模块或组件中的一个或多个或以分布式架构来执行，并且可以包括发射机、接收机或两者。例如，由各个模块执行的全部或部分功能可以由这些模块中的一个或多个来执行。此外，本文描述的功能可以在模块或组件内部或外部的各种时间并且与各种事件相关地执行。而且，可以经由以下各项中的至少一项在各个模块之间和/或通过多种协议发送各种模块之间发送的信息：数据网络、互联网、语音网络、互联网协议网络、无线设备、有线设备。而且，可以直接和/或经由一个或多个其他模块来发送或接收由任何模块发送或接收的消息。

本领域的技术人员将意识到，“系统”可以体现为个人计算机、服务器、控制台、个人数字助理(PDA)、手机、平板计算设备、智能手机或任何其他形式合适的计算设备或设备组合。将上述功能呈现为由“系统”执行并不旨在以任何方式限制本申请的范围，而是旨在提供许多实施例的一个示例。实际上，本文公开的方法、系统和装置可以以与计算技术一致的局部和分布式形式来实现。

应该注意的是，在本说明书中描述的一些系统特征已经作为模块呈现以便更具体地强调它们的实现独立性。例如，模块可以被实现为硬件电路，包括定制的超大规模集成电路(VLSI)电路或门阵列，诸如逻辑芯片、晶体管或其他分立组件的现成半导体。模块也可以在诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备、图形处理单元等的可编程硬件设备中实现。

模块也可以至少部分地以软件实现以由各种类型的处理器执行。所标识的可执行代码单元可以例如包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块，计算机指令可以例如被组织为对象、过程或功能。然而，所标识的模块的可执行文件不需要在物理上位于一起，而是可以包括存储在不同位置的不同指令，当这些指令在逻辑上结合在一起时，包括模块并实现模块的所述目的。此外，模块可以存储在计算机可读介质上，该计算机可读介质可以是例如硬盘驱动器、闪存设备、随机存取存储器(RAM)、磁带或用于存储数据的任何其他此类介质。

实际上，可执行代码的模块可以是单个或多个指令，并且甚至可以分布在多个不同的代码段上、不同的程序之间以及多个存储设备上。类似地，操作数据可以在这里在模块内被识别和示出，并且可以以任何合适的形式体现并且可以在任何合适的类型的数据结构内组织。操作数据可以作为单个数据集收集，或者可以分布在包括不同存储设备的不同位置上并且可以至少部分地仅作为系统或网络上的电子信号存在。

将容易地理解，如本文的附图中总体上描述和示出的，本申请的组件可以以多种不同的配置来布置和设计。因此，实施例的详细描述不旨在限制所要求保护的本申请的范围，而仅代表本申请的所选实施例。

本领域普通技术人员将容易地理解，可以以不同顺序的步骤和/或以与所公开的配置不同的配置的硬件元件来实践以上内容。因此，尽管已经基于这些优选实施例描述了本申请，但是对于本领域技术人员显而易见的是，某些修改、变型和替代构造将是显而易见的。

尽管已经描述了本申请的优选实施例，但是应当理解，所描述的实施例仅是示例性的，并且当考虑全部等价物和修改(例如，协议、硬件设备、软件平台等)的范围时，本申请的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims

1.一种计算机实现的方法，包括：

在区块链网络中生成区块解决方案；

响应于生成的区块解决方案，从区块链网络向次级网络提供随机定时信号；以及

根据随机定时信号触发次级网络的一个或多个过程中的一个或多个事件。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：试图求解区块链网络的一个或多个区块的次级网络的一个或多个过程的一个或多个参与者节点。

3.根据权利要求2所述的方法，其中通过次级网络的一个或多个过程的次级网络的参与者节点生成块解决方案，为参与者节点提供次级网络中的临时优势。

4.根据权利要求1所述的方法，其中次级网络的一个或多个过程与区块链网络无关。

5.根据权利要求1所述的方法，其中次级网络是交易所，其中定时信号锁定发布的交易订单以供交易所执行。

6.根据权利要求1所述的方法，其中次级网络是拍卖网络，并且其中来自区块链网络的随机定时信号为拍卖网络提供倒数计时器。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，参与者节点参与拍卖的条件是参与者节点尝试求解区块链网络的区块。

8.一种系统，包括：

区块链网络，利用区块解决方案以将区块链事务处理成区块链的区块；

次级网络；执行一个或多个过程；

其中区块链网络被配置为响应于在区块链网络内生成的区块解决方案向次级网络提供随机定时信号。

9.根据权利要求8所述的系统，其中次级网络的一个或多个过程与区块链网络无关。

10.根据权利要求8所述的系统，其中区块链网络包括多个处理节点，其中一个或多个处理节点提供计算资源以生成用于区块链网络的多个区块链解决方案，并且其中一个或多个处理节点参与次级事务网络的一个或多个过程。

11.根据权利要求10所述的系统，其中当多个区块链解决方案中的一个区块链解决方案是由次级网络的一个或多个过程的参与者所生成时，该参与者比次级网络的一个或多个过程中的其他参与者具有优势。

12.根据权利要求8所述的系统，其中一个或多个参与者对次级网络的参与取决于一个或多个参与者处理区块链网络的区块。

13.根据权利要求8所述的系统，其中次级网络是交易所，其中定时信号锁定发布的交易订单以供交易所执行。

14.根据权利要求8所述的系统，其中次级网络是拍卖网络，并且其中来自区块链网络的随机定时信号为拍卖网络提供倒数计时器。

15.一种计算机程序产品，包括计算机可读介质，计算机可读介质包括指令，在由处理器读取时使处理器执行：

在区块链网络中生成区块解决方案；

16.根据权利要求15所述的计算机程序产品，还包括指令，在由处理器读取时使处理器执行试图求解区块链网络的一个或多个区块的次级网络的一个或多个过程的一个或多个参与者节点。

17.根据权利要求16所述的计算机程序产品，其中通过次级网络的一个或多个过程的次级网络的参与者节点生成块解决方案，为参与者节点提供次级网络中的临时优势。

18.根据权利要求15所述的计算机程序产品，其中次级网络的一个或多个过程与区块链网络无关。

19.根据权利要求15所述的计算机程序产品，其中次级网络是交易所，其中定时信号锁定发布的交易订单以供交易所执行。

20.根据权利要求15所述的计算机程序产品，其中次级网络是拍卖网络，并且其中来自区块链网络的随机定时信号为拍卖网络提供倒数计时器。