CN113064675B - 一种可继承的区块链无损改造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可继承的区块链无损改造方法，本发明基于联盟链进行继承式改造，一方面尽可能复用了开源的代码（包括但不限于节点代码和功能完备的软件开发工具包），降低了开发成本；同时联盟链上所有可以运行的智能合约均可以运行在该系统上；另外由于无中心化的基于椭圆曲线算法的用户认证体系，使用户能够很容易地使用该系统。
Description
技术领域
本发明涉及区块链的应用领域，为基于一种可继承的区块链无损改造方法。
背景技术
区块链是共识算法、分布式存储、点对点传输、加密算法等计算机技术的新型系统。被广泛应用于证券交易、电子商务、智能合约、物联网、社交通讯以及文件存储等众多领域。当前的区块链技术是由一串使用密码学方法产生的数据块组成的，每一个区块都包含了上一个区块的哈希值，并且确保按照时间顺序在上一个区块之后产生，从创始区块开始连接到当前区块，形成块链。共识算法是区块链的核心技术。它决定着区块链的效率和部分安全性。
区块链作为一个共享数据库，存储于其中的数据或信息，具有不可伪造、全程留痕、可以追溯、公开透明、集体维护等特征。基于这些特征，区块链技术奠定了坚实的信任基础，创造可靠的合作机制，具有广阔的运用前景。目前现存的大部分区块链系统其上都运行着具有一定价值属性的交易，阻碍着区块链系统的大范围推广和企业化应用。本发明提出了一种继承式的开放区块链系统，并在其上可以执行智能合约编程语言智能合约。通常情况下联盟链，技术相对而言较为成熟，然而用户加入成本高，使用中心化的认证机构，密钥和身份认证体系管理复杂。同时区块链中共识的节点的个数也存在一定的限制。并且共识算法目前使用容错性较低的raft共识，难以解决拜占庭将军问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种解决或部分解决上述问题的，一种可继承的区块链无损改造方法。为达到上述技术方案的效果，本发明的技术方案为：一种可继承的区块链无损改造方法，其特征在于，步骤一：将交易数据结构中的主要字段设定如下：from字段代表发起当前交易的账户，燃料费用字段代表执行当前交易所需要的燃料费用量，hash字段代表着当前交易的哈希值，data字段代表着当前交易的数据字段；步骤二：将data字段用于存放智能合约的执行参数，以及准备在区块链上存储的数据；步骤三：将nonce字段代表着账户在区块链上交易的随机数值nonce，由账户维护并严格递增，通过nonce字段保证所有交易的执行顺序，to字段代表着当前交易的接受者，value字段指当前交易要给交易接收者发送的积分数量；步骤四：设定在联盟链中一笔交易的执行，是由客户端借助软件开发工具包将当前交易制作出来，并发到区块链链上的一个节点A中，并由节点A将交易广播并被打包进入待出块中；待区块生成，各个节点收到区块后，开始转到步骤十一进行执行交易；步骤五：联盟链的当前交易被成功打包和执行时，当前交易的发送者需要向出块者支付一定数量的燃料费用，燃料费用用于防止垃圾交易和对整个网络的DDOS攻击；步骤六：为保证现有交易数据不做任何修改，客户端无法感知到任何改化，将联盟链现有的所有交易进行最大程度地继承，需要把继承时的相应处理逻辑应该放于用于继承的节点上进行处理；步骤七：当节点接受到一笔联盟链的交易B，首先对联盟链的交易B进行签名，验签后将解签后的信息体消息体的值发送至联盟链的虚拟机；步骤八：为不影响验签逻辑，在消息体的值送往联盟链的虚拟机之前，对消息体的值进行处理，通过将消息体的值解析出的消息体的值字段重置为0，来保证在不修改联盟链的虚拟机的基础上，将所有交易抹除；步骤九：开始对现有的智能合约和发往智能合约的交易继承，并在继承后的改造时，对智能合约的数据进行支持；当部分智能合约依赖于value字段，对于依赖于value字段的部分智能合约，不能直接对依赖于value字段的部分智能合约进行交易的擦除，要判断地址是智能合约地址还是普通的账户地址；在节点处通过联盟链数据库提供的返回代码功能来进行判断；普通的账户的状态类中，通过返回代码功能来进行获取为空；并对软件开发工具包不进行修改；步骤十：对历史交易开始继承，需要制定版本；当大于当前版本，那么抹除value字段；如果小于当前版本，无需抹除value字段；步骤十一：节点对交易执行如下：节点执行一笔交易，判断是否处于升级版本，如果不是，则按照原有交易进行处理，如果是，则判断是否是智能合约调用交易，如果是智能合约调用交易，则对交易解析出的消息体的值，不做处理，如果不是智能合约调用交易，则判断是否由特殊帐户发出，如果是由特殊帐户发出，则对交易解析出的消息体的值字段不做处理，否则对交易解析出的消息体的值字段重置为0；步骤十二：为需要发起交易的账户提供燃料费用；在联盟链节点中，通过抹除消息体的值字段禁止积分交易，但是账户还需一部分余额以冲抵燃料费用，为保证用户能够在账户的积分余额为0时有办法继续发起交易，需要为一个特定的管理账户开放积分交易，并作为充值接口为所有需要在区块链上发起交易的用户充入一部分燃料费用。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，能实现同样功能的产品属于等同替换和改进，均包含在本发明的保护范围之内。具体方法如下：
实施例1： 下面将对一种可继承的区块链无损改造方法的应用场景举例如下： 当进行继承式改造时，现有的转账交易如何进行处理联盟链生态中的货币积分的定位如何变化
为了对联盟链进行继承式改造，需要首先消除积分的货币属性。
然而积分的存在又天然有着其意义所在。通过燃料机制的设计，联盟链实现了在开放的用户体系中一定程度上防范了DDOS攻击。
因此对联盟链进行继承式改造的时候，需要对上述两点进行考虑。改造中应该继承燃料机制，来借助燃料机制来防止DDOS攻击。
同时应该禁止积分的货币价值，通过破坏货币天然自带的流通属性的手段。
在联盟链中，交易数据结构中的主要字段如下：
from字段代表发起这个交易的账户，燃料字段代表执行这个交易所需要的燃料量，hash字段代表着当前这个交易的哈希值，data字段代表着交易的data字段。可以存放智能合约的执行参数，以及希望在链上存储的数据等等，nonce字段代表着这里的是账户在链上交易的nonce值，由账户维护并严格递增，通过nonce字段保证了交易的执行顺序，r，v，s字段代表着交易签名和用去决定交易的发送者的对应值。to字段代表着交易的接受者，value字段指交易要给交易接收着发送的积分数量。
在联盟链中，一笔交易的执行，由客户端借助sdk工具将交易制作出来，并发到链上的一个节点中。该节点将交易广播并被打包进入待出块中。待区块生成，各个节点收到区块后，开始真正地执行交易。
联盟链交易被成功打包和执行时，交易的发送者需要向出块者支付一定数量的燃料费用。通过燃料的引入，可以一定程度上防止垃圾交易和对整个网络的DDOS。
为了保证现有交易数据不做任何修改，客户端无法感知到相应的改变，因此联盟链现有的交易需要最大程度地继承，相应处理的逻辑应该放于节点的处理。当节点接受到一笔联盟链交易，首先对其进行签名，验签后将解签后的信息msg发送至联盟链虚拟机。为了不影响验签逻辑，在送往联盟链虚拟机之前，对消息体msg进行处理。通过将解出的msg.VALUE字段重置为0，来保证在不修改evm的基础上，将所有的转账交易抹除。
(2).当进行继承式改造时，现有的智能合约和发往智能合约的交易如何保证最大程度地继承，并进行最小范围地改造。
当进行继承式改造时，重要的是如何支持智能合约的数据。部分智能合约依赖于value字段，对于这部分智能合约，不能直接对其进行交易的擦除，因此需要判断地址是智能合约还是普通的积分账户地址。
在节点处可以通过联盟链数据库statedb提供的getCode来进行判断。普通的账户的stateObject中，通过getCode来进行获取为空。
在这种情况下，不需要对sdk进行修改。
(3).对历史交易的继承
当对联盟链类似的公链进行改造的过程中，需要考虑对历史交易的继承。
需要制定版本。当大于当前版本，那么抹除value字段。如果小于当前版本，无需抹除value字段。
节点对交易执行。
（4）为需要发起交易的账户提供燃料。
在联盟链节点中，由于通过抹除msg.Value字段禁止了转账交易，但是账户还需要有一部分余额，冲抵燃料,为了保证用户能够在账户余额为0时有办法继续发起交易，需要为一个特定的管理账户开放转账交易，作为充值接口，为所有需要在链上发起交易的用户充入一部分燃料。
步骤一：将交易数据结构中的主要字段设定如下：from字段代表发起当前交易的账户，燃料费用字段代表执行当前交易所需要的燃料费用量，hash字段代表着当前交易的哈希值，data字段代表着当前交易的数据字段。
步骤二：将data字段用于存放智能合约的执行参数，以及准备在区块链上存储的数据。
步骤三：将nonce字段代表着账户在区块链上交易的随机数值nonce，由账户维护并严格递增，通过nonce字段保证所有交易的执行顺序，to字段代表着当前交易的接受者，value字段指当前交易要给交易接收者发送的积分数量。
步骤四：设定在联盟链中一笔交易的执行，是由客户端借助软件开发工具包将当前交易制作出来，并发到区块链链上的一个节点A中，并由节点A将交易广播并被打包进入待出块中；待区块生成，各个节点收到区块后，开始转到步骤十一进行执行交易。
步骤五：联盟链的当前交易被成功打包和执行时，当前交易的发送者需要向出块者支付一定数量的燃料费用，燃料费用用于防止垃圾交易和对整个网络的DDOS攻击。
步骤六：为保证现有交易数据不做任何修改，客户端无法感知到任何改化，将联盟链现有的所有交易进行最大程度地继承，需要把继承时的相应处理逻辑应该放于用于继承的节点上进行处理。
步骤七：当节点接受到一笔联盟链的交易B，首先对联盟链的交易B进行签名，验签后将解签后的信息体消息体的值发送至联盟链的虚拟机。
步骤八：为不影响验签逻辑，在消息体的值送往联盟链的虚拟机之前，对消息体的值进行处理，通过将消息体的值解析出的消息体的值字段重置为0，来保证在不修改联盟链的虚拟机的基础上，将所有交易抹除。
步骤九：开始对现有的智能合约和发往智能合约的交易继承，并在继承后的改造时，对智能合约的数据进行支持；当部分智能合约依赖于value字段，对于依赖于value字段的部分智能合约，不能直接对依赖于value字段的部分智能合约进行交易的擦除，要判断地址是智能合约地址还是普通的账户地址；在节点处通过联盟链数据库提供的返回代码功能来进行判断；普通的账户的状态类中，通过返回代码功能来进行获取为空；并对软件开发工具包不进行修改。
步骤十：对历史交易开始继承，需要制定版本；当大于当前版本，那么抹除value字段；如果小于当前版本，无需抹除value字段。
步骤十一：节点对交易执行如下：节点执行一笔交易，判断是否处于升级版本，如果不是，则按照原有交易进行处理，如果是，则判断是否是智能合约调用交易，如果是智能合约调用交易，则对交易解析出的消息体的值，不做处理，如果不是智能合约调用交易，则判断是否由特殊帐户发出，如果是由特殊帐户发出，则对交易解析出的消息体的值字段不做处理，否则对交易解析出的消息体的值字段重置为0。
步骤十二：为需要发起交易的账户提供燃料费用；在联盟链节点中，通过抹除消息体的值字段禁止积分交易，但是账户还需一部分余额以冲抵燃料费用，为保证用户能够在账户的积分余额为0时有办法继续发起交易，需要为一个特定的管理账户开放积分交易，并作为充值接口为所有需要在区块链上发起交易的用户充入一部分燃料费用
以上仅为本发明之较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求保护范围。 同时以上说明，对于相关技术领域的技术人员应可以理解及实施，因此其他基于本发明所揭示内容所完成的等同改变，均应包含在本权利要求书的涵盖范围内。
有益成果为：本发明是一种面向继承式的开放许可链方法，本发明基于联盟链进行继承式改造方法，一方面尽可能复用了开源的代码（包括但不限于积分节点代码和功能完备的sdk），降低了开发成本；同时联盟链上所有可以运行的智能合约均可以运行在该系统上；另外由于无中心化的基于椭圆曲线算法的用户认证体系，使用户能够很容易地使用该系统。通过进行继承式改造，大大地拓展了区块链的应用范围。
Claims (1)
1.一种可继承的区块链无损改造方法，其特征在于，步骤一：将交易数据结构中的字段设定如下：from字段代表发起当前交易的账户，燃料费用字段代表执行当前交易所需要的燃料费用量，hash字段代表着当前交易的哈希值，data字段代表着当前交易的数据字段；步骤二：将data字段用于存放智能合约的执行参数，以及准备在区块链上存储的数据；步骤三：将nonce字段代表着账户在区块链上交易的随机数值nonce，由账户维护并严格递增，通过nonce字段保证所有交易的执行顺序，to字段代表着当前交易的接受者，value字段指当前交易要给交易接收者发送的积分数量；步骤四：设定在联盟链中一笔当前交易的执行，是由客户端借助软件开发工具包将当前交易制作出来，并发到区块链链上的一个节点A中，并由节点A将交易广播并被打包进入待出块中；待区块生成，各个节点收到区块后，开始转到步骤十一进行执行交易；步骤五：联盟链的当前交易被成功打包和执行时，当前交易的发送者需要向出块者支付一定数量的燃料费用，燃料费用用于防止垃圾交易和对整个网络的DDOS攻击；步骤六：为保证现有交易数据不做任何修改，客户端无法感知到任何改化，将联盟链现有的所有交易进行最大程度地继承，需要把继承时的相应处理逻辑放于用于继承的节点上进行处理；步骤七：当节点接受到一笔联盟链的交易B，首先对联盟链的交易B进行签名，验签后将解签后的信息体消息体的值发送至联盟链的虚拟机；步骤八：为不影响验签逻辑，在消息体的值送往联盟链的虚拟机之前，对消息体的值进行处理，通过将消息体的值解析出的消息体的值字段重置为0，来保证在不修改联盟链的虚拟机的基础上，将所有交易抹除；步骤九：开始对现有的智能合约和发往智能合约的交易继承，并在继承后的改造时，对智能合约的数据进行支持；当部分智能合约依赖于value字段，对于依赖于value字段的部分智能合约，不能直接对依赖于value字段的部分智能合约进行交易的擦除，要判断地址是智能合约地址还是普通的账户地址；在节点处通过联盟链数据库提供的返回代码功能来进行判断；普通的账户的状态类中，通过返回代码功能来进行获取为空；并对软件开发工具包不进行修改；步骤十：对历史交易开始继承，需要制定版本；当大于当前版本，那么抹除value字段；如果小于当前版本，无需抹除value字段；步骤十一：节点对交易执行如下：节点执行一笔交易，判断是否处于升级版本，如果不是，则按照原有交易进行处理，如果是，则判断是否是智能合约调用交易，如果是智能合约调用交易，则对交易解析出的消息体的值，不做处理，如果不是智能合约调用交易，则判断是否由特殊帐户发出，如果是由特殊帐户发出，则对交易解析出的消息体的值字段不做处理，否则对交易解析出的消息体的值字段重置为0；步骤十二：为需要发起交易的账户提供燃料费用；在联盟链节点中，通过抹除消息体的值字段禁止积分交易，但是账户还需一部分余额以冲抵燃料费用，为保证用户能够在账户的积分余额为0时有办法继续发起交易，需要为一个特定的管理账户开放积分交易，并作为充值接口为所有需要在区块链上发起交易的用户充入一部分燃料费用。
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