CN112929432A - 一种基于重复广播历史的广播方法、设备及储存介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于重复广播历史的广播方法、设备及储存介质，属于计算机技术领域，本发明所采用的广播方法包括：在区块链网络的各个节点存储有对应各自节点的区块重复广播表，第一节点在接受待广播区块后根据区块重复广播表判断向第二节点广播区块或区块头；第二节点判断是否为重复区块广播，并将判断结果反馈至第一节点；第一节点根据第二节点反馈内容更新区块重复广播表。能够借助p2p网络的广播历史，减少重复广播数量，减少区块广播的网络开销，降低重复广播所占的带宽。

Description

一种基于重复广播历史的广播方法、设备及储存介质

技术领域

本发明涉及信息技术领域，尤其涉及一种基于重复广播历史的广播方法、设备及储存介质。

背景技术

区块链技术有别于目前的所接触的中心化网络技术，其核心在于去中心化，不存在中心机构对信息进行汇总处理，在区块链系统中，为了保证交易执行的准确性，通常需要节点向全网其他节点广播交易，使用多个节点对区块进行共识，但随着区块链技术的不断发展，区块链上的节点会越来越多，从而导致区块链系统中存在大量的重复交易，这些冗余的交易会增加网络带宽的消耗，同时节点需要不断从收到的交易中排除已收到过的重复交易，以避免出现同一笔交易被上链多次的可能，因此会加重节点的计算负担。

针对重复交易问题，现有技术多数采用在广播的交易上设置一个交易轮次字段，通过该字段限制交易的最大广播轮次，其核心思想在于在满足共识的需要前提下又能够减少交易的广播次数，然而在实际使用过程中，区块链的节点数量是在不断的变化的，总体上是不断增加的，而交易轮次并不能完全适应变化后的区块链网络，另一方面，采用交易轮次仍会大量的重复广播存在，这主要是由于当前的轮次确定还是依据区块链节点所连接的其他节点的数量决定的，而节点之间的连接要远多于节点数量，使得重复广播依据大量存在于区块链系统中。

例如，中国专利公开号CN110490734A，专利名称为“交易组构建、广播方法和系统、设备及存储介质”的专利公开了一种广播方法，包括至少一个第二区块链节点收到交易组及轮次i，验证交易组是否通过？若否，则不作处理；若是，则判断i＜Turn是否为真；若是，则i＝i+1，广播交易组及轮次i到与第二区块链节点相连接的至少一个第三区块链节点上；若否，则广播交易组哈希列表到与第二区块链节点相连接的至少一个第三区块链节点上。其声称针对交易组被广播内容较大，占用过多的区块链网络带宽资源的技术问题。然而采用交易轮次计数的规则控制交易次数的手段仍会产生大量重复广播，尤其在区块链节点数量大幅上升之后。

综上所述，目前的区块链网络中，重复交易依然会占用大量的CPU和带宽资源，严重影响区块链网络的性能。

发明内容

一、发明目的

针对上述技术问题，本发明提供一种基于重复广播历史的广播方法、设备及储存介质，借助p2p网络的广播历史，减少重复广播数量，减少区块广播的网络开销，降低重复广播所占的带宽。

二、技术方案

为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案如下：

第一方面，一种基于重复广播历史的广播方法，包括：

在区块链网络的各个节点存储有对应各自节点的区块重复广播表，所述区块重复广播表包括打包地址、跳数、目标地址和重复广播计数位，所述区块重复广播表用于表征第一节点向所有第二节点重复广播的情况；

第一节点在接受待广播区块后根据区块重复广播表判断向第二节点广播区块或区块头，其中，所述第一节点为需要广播待广播区块的节点，第二节点为除发送待广播区块至第一节点外的与所述第一节点直接相连的节点；

第二节点判断是否为重复区块广播，并将判断结果反馈至第一节点；

第一节点根据第二节点反馈内容更新区块重复广播表。

本技术方案中，跳数的含义为本节点首次接受到区块的经历了多少节点的广播，即经历节点的数量，例如A节点打包区块block_n，广播到B节点，B节点再将区块广播到C节点.；那么B节点的跳数为1，C节点的跳数为2。本方案的区块链节点配置有记录本节点向相连节点重复广播的区块重复广播表，在广播区块时先查询区块重复广播表判断向目标节点广播区块是否可能为重复节点，如果预判可能为重复广播则仅广播区块头，若预判可能是非重复广播则广播区块，由于区块头的数据大小远远小于区块，能够有效节省对网络的占用，而且通过重复广播历史预判重复广播能够极大的减少重复广播发送的概率，从而有效节省网络开销。

作为优选，当第一节点广播区块至其中一个第二节点时，所述第二节点判断所收到的区块是否为重复区块，若是则将区块重复广播表中与所述第二节点对应的重复广播计数位计数加1，若不是则将区块重复广播表与所述第二节点对应的重复广播计数位计数清零；当第一节点广播区块头至其中一个第二节点时，所述第二节点判断是否已经收到区块头对应的区块，若是则将区块重复广播表中与所述第二节点对应的重复广播计数位计数加1，若不是则第一节点将区块重复广播表与所述第二节点对应的重复广播计数位计数清零，并推送区块至所述第二节点。

作为优选，根据区块重复广播表判断向第二节点广播区块或区块头的具体步骤如下：获取区块的打包地址、区块打包地址至第一节点的跳数，以第二节点的地址为目标地址根据跳数与区块的打包地址查询目标地址对应的重复广播计数位，将重复广播计数位与预设的阈值R进行对比，若重复广播计数位小于阈值R或无记录则向第二节点广播区块，若重复广播计数位大于阈值R则向第二节点广播区块头。

作为优选，当区块重复广播表中目标地址对应的重复广播计数位为无记录时，在广播区块后在将所述目标地址以及区块的打包地址和区块打包地址至第一节点的跳数记录在区块重复广播表中，将对应的重复广播计数位设置为0。

作为优选，当第一节点不再向某一第二节点广播区块时，在区块重复广播表中删除所有与所述第二节点相关的记录。

作为优选，所述待广播区块是完整区块数据或用交易hash代替交易的区块数据。

第二方面，一种计算机设备，一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序，

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第一方面及其优选方案任意一项所述的方法。

第三方面，一种存储有计算机程序的存储介质，该程序被处理器执行时实现如第一方面及其优选方案任意一项所述的方法。

三、有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、优化广播区块的网络开销，减少重复广播占用过多的网络和cpu。

2、区块链节点采用区块重复广播表来记录对相连节点的重复广播情况，根据重复广播情况来预判重复广播，并对预判为重复广播的推送区块头而预判为非重复广播的推送区块，想比于现有技术所占用的网络资源和cpu均小的多。

3、控制区块打包地址和跳数再采用重复广播计数位作为判断的依据来预判当前节点广播至目标节点是否可能为重复广播，基于重复广播的历史作为预判的参考预判控制条件更加合理。

附图说明

图1为本发明实施例1的一种方法示意图；

图2为本发明实施例1的判断广播区块或区块头的具体步骤示意图；

图3为本发明实施例1的一种区块重复广播表的结构示意图；

图4为本发明实施例1的一种区块链节点网络示意图；

图5为实施例2提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

如图1至图3所示，一种基于重复广播历史的广播方法，包括：

在区块链网络的各个节点存储有对应各自节点的区块重复广播表，所述区块重复广播表包括打包地址、跳数、目标地址和重复广播计数位，所述区块重复广播表用于表征第一节点向所有第二节点重复广播的情况；

第一节点在接受待广播区块后根据区块重复广播表判断向第二节点广播区块或区块头，其中，所述第一节点为需要广播待广播区块的节点，第二节点为除发送待广播区块至第一节点外的与所述第一节点直接相连的节点；

第二节点判断是否为重复区块广播，并将判断结果反馈至第一节点；

第一节点根据第二节点反馈内容更新区块重复广播表。

进一步的，第一节点广播区块至其中一个第二节点时，所述第二节点判断所收到的区块是否为重复区块，若是则将区块重复广播表中与所述第二节点对应的重复广播计数位计数加1，若不是则将区块重复广播表与所述第二节点对应的重复广播计数位计数清零；当第一节点广播区块头至其中一个第二节点时，所述第二节点判断是否已经收到区块头对应的区块，若是则将区块重复广播表中与所述第二节点对应的重复广播计数位计数加1，若不是则第一节点将区块重复广播表与所述第二节点对应的重复广播计数位计数清零，并推送区块至所述第二节点。控制区块打包地址和跳数再采用重复广播计数位作为判断的依据来预判当前节点广播至目标节点是否可能为重复广播，基于重复广播的历史作为预判的参考预判控制条件更加合理。

进一步的，根据区块重复广播表判断向第二节点广播区块或区块头的具体步骤如下：获取区块的打包地址、区块打包地址至第一节点的跳数，以第二节点的地址为目标地址根据跳数与区块的打包地址查询目标地址对应的重复广播计数位，将重复广播计数位与预设的阈值R进行对比，若重复广播计数位小于阈值R或无记录则向第二节点广播区块，若重复广播计数位大于阈值R则向第二节点广播区块头。

进一步的，当区块重复广播表中目标地址对应的重复广播计数位为无记录时，在广播区块后在将所述目标地址以及区块的打包地址和区块打包地址至第一节点的跳数记录在区块重复广播表中，将对应的重复广播计数位设置为0。

进一步的，当第一节点不再向某一第二节点广播区块时，在区块重复广播表中删除所有与所述第二节点相关的记录。

进一步的，所述待广播区块是完整区块数据或用区块hash代替交易的区块数据。

本实施例中，区块重复广播表的数据结构包括：

打包地址：区块打包的地址。

跳数：本节点首次接受到区块的经历了多少节点的广播，例如A节点打包区块block_n，广播到B节点，B节点再将区块广播到C节点.；那么B节点的跳数为1，C节点的跳数为2。

目标地址：当前节点将区块广播至相连的节点，相连节点的地址即为目标地址，例如C节点要将区块广播至D节点与E节点，那么D节点和E节点均为广播的目标地址。

重复广播计数位：记录重复广播次数的计数位。

区块重复广播表是数据结构为区块广播历史数据结构的一个表格。

区块重复广播表建立的具体步骤如下：

1.1第一节点N1收到广播区块Block-n到与N1相连的众多第二节点中的一个节点N2时,N2判断区块Block-n是否已经收到过,如果是,回复重复区块广播.如果不是,回复正常区块广播。

1.2N1收到回复后,如果重复区块广播,设置区块重复广播表,次数累计+1(如果对应记录不存证,记为0).如果不是重复区块广播,设置次数累计0。

2.1节点N1收到广播区块头Header-n到节点N2时,N2判断对应区块Block-n是否已经收到过,如果是,回复重复区块广播.如果不是,回复正常区块广播。

2.2N1收到回复后,如果重复区块广播,设置区块重复广播表,次数累计+1(如果对应记录不存证,记为0).如果不是重复区块广播,设置次数累计0,并推送Block-n到N2(这次实现可以是主动N2向N1请求block-n)。

判断时，N1在广播区块时,先查询区块重复广播表,取区块的打包地址和自己收到此区块的跳数查询表格,将广播的目标节点分为两组:

1.记录不存在或记录存证但重复广播次数小于R,照常广播区块数据。

2.记录存证并且重复广播次数大于或等于R,只广播区块的区块头。

R值可以根据实际使用过程进行调整，在本实施例中预设阈值R为3。

当N1不再向N2广播时，在N1的区块重复广播表中删除关于N2的相关记录。

如图3和图4所示，以如下区块链网络为例，节点N1从节点N0处接收到待广播区块Block-n，Block-n于节点M打包完成，经过4个节点的广播后节点N1接收到Block-n，N1节点共与5个节点相连，其中N0为待广播区块来源节点，其余N2-N5称之为N1的第二节点，查询N1的区块重复广播表，查找打包地址为节点M，跳数为4的N2-N5节点的重复计数位，与R值进行对比，由图1可知，N2与N5对应的重复计数位大于3而N3和N4对应的重复计数位小于3或不存在，因此，节点N1向N2与N5广播区块头而向N3和N4广播区块。在节点N2和N5收到区块头后验证是否已经收到区块，若是则向节点N1回复重复区块广播，节点N1在区块重复广播表中为对应的重复广播计数位+1，否则回复正常区块广播，节点N1在区块重复广播表中为对应的重复广播计数位设置归零，并推送区块Block-n；另一方面，在节点N3和N4接受区块后判断是否为重复广播，若是则回复重复区块广播，节点N1在区块重复广播表中为对应的重复广播计数位+1，否则回复正常区块广播，节点N1在区块重复广播表中为对应的重复广播计数位设置归零。

此时，由于N5离开区块链网络等原因，节点N1不再向节点N5广播区块，那么N1的区块重复广播表中关于N5的所有内容将被删除，以节省存储空间并保证区块重复广播表的读取速度。

实施例2

一种设备，所述设备包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，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实施例1所述的方法。

一种存储有计算机程序的存储介质，该程序被处理器执行时实现如以上实施例1所述的方法。

图5为本实施例提供的一种设备的结构示意图。

如图5所示，作为另一方面，本申请还提供了一种设备500，包括一个或多个中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM503中，还存储有设备500操作所需的各种程序和数据。CPU501、ROM502以及RAM503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。

以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。

特别地，根据本申请公开的实施例，上述实施例1所描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行上述任一实施例描述的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。

作为又一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例的装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，该程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的方法。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这根据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，各所述单元可以是设置在计算机或移动智能设备中的软件程序，也可以是单独配置的硬件装置。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离本申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种基于重复广播历史的广播方法，其特征在于，包括：

在区块链网络的各个节点存储有对应各自节点的区块重复广播表，所述区块重复广播表包括打包地址、跳数、目标地址和重复广播计数位，所述区块重复广播表用于表征第一节点向所有第二节点重复广播的情况；

第一节点在接受待广播区块后根据区块重复广播表判断向第二节点广播区块或区块头，其中，所述第一节点为需要广播待广播区块的节点，第二节点为除发送待广播区块至第一节点外的与所述第一节点直接相连的节点；

第二节点判断是否为重复区块广播，并将判断结果反馈至第一节点；

第一节点根据第二节点反馈内容更新区块重复广播表。

2.根据权利要求1所述的一种基于重复广播历史的广播方法，其特征在于，当第一节点广播区块至其中一个第二节点时，所述第二节点判断所收到的区块是否为重复区块，若是则将区块重复广播表中与所述第二节点对应的重复广播计数位计数加1，若不是则将区块重复广播表与所述第二节点对应的重复广播计数位计数清零；

当第一节点广播区块头至其中一个第二节点时，所述第二节点判断是否已经收到区块头对应的区块，若是则将区块重复广播表中与所述第二节点对应的重复广播计数位计数加1，若不是则第一节点将区块重复广播表与所述第二节点对应的重复广播计数位计数清零，并推送区块至所述第二节点。

3.根据权利要求1所述的一种基于重复广播历史的广播方法，其特征在于，根据区块重复广播表判断向第二节点广播区块或区块头的具体步骤如下：

获取区块的打包地址、区块打包地址至第一节点的跳数，以第二节点的地址为目标地址根据跳数与区块的打包地址查询目标地址对应的重复广播计数位，将重复广播计数位与预设的阈值R进行对比，若重复广播计数位小于阈值R或无记录则向第二节点广播区块，若重复广播计数位大于阈值R则向第二节点广播区块头。

4.根据权利要求3所述的一种基于重复广播历史的广播方法，其特征在于，当区块重复广播表中目标地址对应的重复广播计数位为无记录时，在广播区块后在将所述目标地址以及区块的打包地址和区块打包地址至第一节点的跳数记录在区块重复广播表中，将对应的重复广播计数位设置为0。

5.根据权利要求1所述的一种基于重复广播历史的广播方法，其特征在于，当第一节点不再向某一第二节点广播区块时，在区块重复广播表中删除所有与所述第二节点相关的记录。

6.根据权利要求1所述的一种基于重复广播历史的广播方法，其特征在于，所述待广播区块是完整区块数据或用区块hash代替交易的区块数据。

7.一种计算机设备，其特征在于，一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序，

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1-6中任一项所述的方法。

8.一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1-6中任一项所述的方法。

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