CN113141401B - 一种基于主子链的多链构建方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于主子链的多链构建方法与系统。所述基于主子链的多链构建方法，包括如下步骤：通过子链管理账户向主链提交子链交易请求；所述主链审批所述请求指令后，为所述子链管理账户开通子链创建权限，并生成子链ID；子节点获取所述子链ID，并根据所述子链ID生成子链节点创建请求，向所述子链管理账户发送所述子链节点创建请求；所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，向所述子节点发送节点私钥；所述子节点配置所述节点私钥，以完成子链创建。本发明的技术方案解决了相关技术中，单链式区块链平台“不可三角”、可扩展性差且运行效率低的技术问题。

Description

一种基于主子链的多链构建方法与系统

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种基于主子链的多链构建方法和系统。

背景技术

区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据；利用分布式节点共识算法来生成和更新数据；利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全；利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

在相关技术中，BTC、ETH、EOS、波场等区块链平台均是基于一条链运行的区块链，都属于单链。单链顾名思义就是一条链，全网数据都会在这一条链上计算存储。单链具有“不可能三角”的缺陷。

区块链3个中心要点：效率、安全和去中心化；“不可能三角”是指无法同时达到可扩展性(Scalability)、去中心化(Decentralization)、安全(Security)，三者只能得其二。当今主流区块链平台相继面临不同程度的网络拥堵情况，平台使用者们面临着一个关键瓶颈问题，即区块链的可扩展性。

单链只能做三者取二，尽管开发者尝试以增加区块容量、DAG、状态通道、分片技术等方案整体提升公链效率、安全性、去中性化的特性，但迄今为止仍未有项目打破区块链“不可能三角”的限制。区块链技术所要解决的核心问题之一便是提升交易效率，但相比传统中心化结算体系，这一提升并没有做到。

因此，有必要提供一种新的基于主子链的多链构建方法和系统，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于主子链的多链构建方法和系统，旨在解决相关技术中，单链式区块链平台可扩展性差且运行效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供的基于主子链的多链构建方法包括如下步骤：

通过子链管理账户向主链提交子链交易请求；

所述主链审批所述请求指令后，为所述子链管理账户开通子链创建权限，并生成子链ID；

子节点获取所述子链ID，并根据所述子链ID生成子链节点创建请求，向所述子链管理账户发送所述子链节点创建请求；

所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，向所述子节点发送节点私钥；

所述子节点配置所述节点私钥，以完成子链创建。

优选地，还包括如下步骤：

在所述主链上创建所述子链管理账户。

优选地，还包括如下步骤：

依据所述业务需求指令，配置所述子链的功能。

优选地，所述依据所述业务需求指令，配置所述子链的功能的步骤，具体包括如下步骤：

依据存证业务需求指令，配置所述子链的存证功能；和/或者；

依据溯源业务需求指令，配置所述子链的溯源功能；和/或者；

依据资产发行业务需求指令，配置所述子链的资产发行功能。

优选地，所述所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，向所述子节点发送节点私钥的步骤，具体包括如下步骤：

所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，设置所述子节点的准入权限，以实现对链类型的设置；

向所述子节点发送节点私钥。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种基于主子链的多链构建系统，包括：

第一请求模块，所述第一请求模块用于通过子链管理账户向主链提交子链交易请求；

第一审批模块，所述第一审批模块用于所述主链审批所述请求指令后，为所述子链管理账户开通子链创建权限，并生成子链ID；

第二请求模块，所述第二请求模块用于子节点获取所述子链ID，并根据所述子链ID生成子链节点创建请求，向所述子链管理账户发送所述子链节点创建请求；

第二审批模块，所述第二审批模块用于所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，向所述子节点发送节点私钥；

配置模块，所述配置模块用于所述子节点配置所述节点私钥，以完成子链创建。

优选地，还包括：

管理模块，所述管理模块用于在所述主链上创建所述子链管理账户。

优选地，还包括：

功能模块，所述功能模块用于依据所述业务需求指令，配置所述子链的功能。

优选地，所述功能模块具体用于：

依据存证业务需求指令，配置所述子链的存证功能；和/或者；

依据溯源业务需求指令，配置所述子链的溯源功能；和/或者；

依据资产发行业务需求指令，配置所述子链的资产发行功能。

优选地，所述第二审批模块具体用于：

所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，设置所述子节点的准入权限，以实现对链类型的设置；

向所述子节点发送节点私钥。

本发明提供的基于主子链的多链构建方法，通过子链管理账户向主链提交子链交易请求；所述主链审批所述请求指令后，为所述子链管理账户开通子链创建权限，并生成子链ID；子节点获取所述子链ID，并根据所述子链ID生成子链节点创建请求，向所述子链管理账户发送所述子链节点创建请求；所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，向所述子节点发送节点私钥；所述子节点配置所述节点私钥，以完成子链创建。

通过主子链的模式设计，主链具备对子链的管理能力，负责子链以及属于子链的子节点的生命周期管理，既解决了区块链的扩展性问题，同时也保证了区块链的安全性和加强对子链的管控；

进一步的，多子链的可并行设计，在提升链并发能力的同时，也解决了不同数据业务数据的隔离问题，为链上数据安全加强保障；

子链可根据不同业务需求进行链上功能调整，每条子链都可根据需求适配，具有适配易扩展特性，因每条子链都是并行运行同时实现链上业务分离互不干扰的目的；

单条子链具有节点准入权限管控性与可实现隐私保护性，子链创建者可通过设置准入权限对链的类型进行灵活设定，多子链也可结合使用，从而达到链上数据的隐私保护目的。

本发明提供的基于主子链的多链构建方法，根据不同业务需求，每条子链都可根据需求适配，具有适配易扩展特性；不同于其他多链、侧链、平行链等解决方案，本发明中单条子链具有管控自身节点准入权限与隐私保护，子链创建者可通过设置准入权限对链的类型进行灵活设定，多子链也可结合使用，如一条链做非公开源数据存储，另一条链做公开私密数据存储，从而达到链上数据的隐私保护目的。

附图说明

图1为本发明提供的基于主子链的多链构建方法的第一实施例的工作流程图；

图2为图1所示的步骤S60的工作流程图；

图3为图1所示的步骤S40的工作流程图；

图4为本发明提供的基于主子链的多链构建方法的第二实施例的工作流程图；

图5为本发明提供的基于主子链的多链构建系统的架构图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种基于主子链的多链构建方法。

第一实施例

请参阅图1，为实现上述目的，本发明的第一实施例中，基于主子链的多链构建方法，包括如下步骤：

S10，通过子链管理账户向主链提交子链交易请求；

S20，所述主链审批所述请求指令后，为所述子链管理账户开通子链创建权限，并生成子链ID；

S30，子节点获取所述子链ID，并根据所述子链ID生成子链节点创建请求，向所述子链管理账户发送所述子链节点创建请求；

S40，所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，向所述子节点发送节点私钥；

S50，所述子节点配置所述节点私钥，以完成子链创建。

本实施例中，创建后的子链由主链管理，子链的所属子节点既可以由主链管理，也可以由子链账户管理。

当子链在运行过程中出现作恶节点时，主链或者子链创建者(子链管理账户)都可以将该节点禁用，并移除出网络，以保证了整个网络的安全性。

通过本实施例提供的基于主子链的多链构建方法可以先后新建多条子链。

新建子链与网络中的其他子链属于并行关系，在提升并发能力的同时，也解决了业务数据的隔离问题，实现数据隔离互不影响，为链上数据安全加强保障，实现多链管控性与安全性。

本实施例中，主子链结构是指：主子链是基于一条管理链为主，多子链并存的链群集合。

主链具备整个链群的管理能力与通证能力，不做其他业务对接。

子链则是负责对接各种业务需要，秉承一个业务一条链的原则以并行方式运行，是一种多链运行体系。

主链是独立自主的区块链网络，子链是基于用户需求不同，而派生出来的区块链；子链不能单独运行，子链的运行需要基于主链提供的基础设施；其中，所述基础设施是指：指提供的链ID、节点合法私钥和节点合法权限等。

子链存储业务或用户需求数据，为主链分担业务数据吞吐，提升链上环境运行效率。

请再次参阅图1，基于主子链的多链构建方法100还包括如下步骤：

S60，依据所述业务需求指令，配置所述子链的功能。

请参阅图2，所述步骤S60具体包括如下步骤：

S601，依据存证业务需求指令，配置所述子链的存证功能；和/或者；

S602，依据溯源业务需求指令，配置所述子链的溯源功能；和/或者；

S603，依据资产发行业务需求指令，配置所述子链的资产发行功能。

本实施例中，所述步骤S601、S602、S603可以先后进行。

主子链网络中子链根据不同业务需求进行链上功能调整，每条子链都可根据需求适配，具有适配易扩展特性。

为便于技术方案的理解，特举例说明如下：

(1)创建A子链用来完成存证业务；

子链创建场景如上所述，需要通过主链账户向主链申请，经过审批后，得到创建子链的权利以及为该用户生成子链ID，用户根据子链ID申请创建子链节点，由子链账户进行审批，审批通过后生成节点私钥颁发给子节点，子节点配置私钥进行启动，完成子链的创建。

(2)创建B子链来实现溯源业务；

创建过程同A子链创建过程。

(3)创建C子链用来实现独立资产发行；

具体子链创建情况同上，依此类推，不同业务场景与A、B、C子链类似，可根据具体需求对子链进行适配，实现子链适配易扩展性。

请参阅图3，所述步骤S40具体包括如下步骤：

S401，所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，设置所述子节点的准入权限，以实现对链类型的设置；

S402，向所述子节点发送节点私钥。

在通过主链审批获得创建子链的权利以及子链ID后，申请子链的账户可以自行设置节点准入权限，以实现对链类型的灵活设定。例如，不设置准入权限，则实现了子链为公链类型；仅对子链内部节点准入，则实现子链为私链类型，由联盟发起的节点准入可实现联盟链。

多条子链之间可以结合使用，如一条链做非公开并受权限控制的源数据存储，另一条链做公开私密数据存储，从而达到链上数据的隐私保护且可受监管目的。如果有节点想要加入到子链网络时，需要向子链获得准入权限，子链审批通过，方可加入实现单链准入权限可管控。

可以理解，主链具有管理和调取不同子链的数据的权限。

本发明提供的基于主子链的多链构建方法，通过子链管理账户向主链提交子链交易请求；所述主链审批所述请求指令后，为所述子链管理账户开通子链创建权限，并生成子链ID；子节点获取所述子链ID，并根据所述子链ID生成子链节点创建请求，向所述子链管理账户发送所述子链节点创建请求；所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，向所述子节点发送节点私钥；所述子节点配置所述节点私钥，以完成子链创建。

通过主子链的模式设计，主链具备对子链的管理能力，负责子链以及属于子链的子节点的生命周期管理，既解决了区块链的扩展性问题，同时也保证了区块链的安全性和加强对子链的管控；

进一步的，多子链的可并行设计，在提升链并发能力的同时，也解决了不同数据业务数据的隔离问题，为链上数据安全加强保障；

子链可根据不同业务需求进行链上功能调整，每条子链都可根据需求适配，具有适配易扩展特性，因每条子链都是并行运行同时实现链上业务分离互不干扰的目的；

单条子链具有节点准入权限管控性与可实现隐私保护性，子链创建者可通过设置准入权限对链的类型进行灵活设定，多子链也可结合使用，从而达到链上数据的隐私保护目的。

本发明提供的基于主子链的多链构建方法，根据不同业务需求，每条子链都可根据需求适配，具有适配易扩展特性；不同于其他多链、侧链、平行链等解决方案，本发明中单条子链具有管控自身节点准入权限与隐私保护，子链创建者可通过设置准入权限对链的类型进行灵活设定，多子链也可结合使用，如一条链做非公开源数据存储，另一条链做公开私密数据存储，从而达到链上数据的隐私保护目的。

第二实施例

请参阅图4，基于本发明的第一实施例提供的一种基于主子链的多链构建方法100，本发明的第二实施例提供另一种基于主子链的多链构建方法200，其步骤S10～S60相同，在此不再一一赘述，其不同之处在于，还包括如下步骤：

S11，在所述主链上创建所述子链管理账户。

在主子链网络中，运行着一条主链和多条子链，因为业务需求，需要新建一条子链，创建子链的前提是要在主链拥有一个账户，账户可以是主链已存在的或者新向主链申请得到。

本发明还提供一种基于主子链的多链构建系统。

请参阅图5，为实现上述目的，本发明的一实施例中，基于主子链的多链构建系统，包括：

第一请求模块，所述第一请求模块用于通过子链管理账户向主链提交子链交易请求；

第一审批模块，所述第一审批模块用于所述主链审批所述请求指令后，为所述子链管理账户开通子链创建权限，并生成子链ID；

第二请求模块，所述第二请求模块用于子节点获取所述子链ID，并根据所述子链ID生成子链节点创建请求，向所述子链管理账户发送所述子链节点创建请求；

第二审批模块，所述第二审批模块用于所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，向所述子节点发送节点私钥；

配置模块，所述配置模块用于所述子节点配置所述节点私钥，以完成子链创建。

本实施例中，创建后的子链由主链管理，子链的所属子节点既可以由主链管理，也可以由子链账户管理。

当子链在运行过程中出现作恶节点时，主链或者子链创建者(子链管理账户)都可以将该节点禁用，并移除出网络，以保证了整个网络的安全性。

通过本实施例提供的基于主子链的多链构建方法可以先后新建多条子链。

新建子链与网络中的其他子链属于并行关系，在提升并发能力的同时，也解决了业务数据的隔离问题，实现数据隔离互不影响，为链上数据安全加强保障，实现多链管控性与安全性。

本实施例中，主子链结构是指：主子链是基于一条管理链为主，多子链并存的链群集合。

主链具备整个链群的管理能力与通证能力，不做其他业务对接。

子链则是负责对接各种业务需要，秉承一个业务一条链的原则以并行方式运行，是一种多链运行体系。

主链是独立自主的区块链网络，子链是基于用户需求不同，而派生出来的区块链；子链不能单独运行，子链的运行需要基于主链提供的基础设施；其中，所述基础设施是指：指提供的链ID、节点合法私钥和节点合法权限等。

子链存储业务或用户需求数据，为主链分担业务数据吞吐，提升链上环境运行效率。

作为本实施例的一种优选的方式，基于主子链的多链构建系统还包括：

管理模块，所述管理模块用于在所述主链上创建所述子链管理账户。

在主子链网络中，运行着一条主链和多条子链，因为业务需求，需要新建一条子链，创建子链的前提是要在主链拥有一个账户，账户可以是主链已存在的或者新向主链申请得到。

作为本实施例的一种优选的方式，基于主子链的多链构建系统还包括：

功能模块，所述功能模块用于依据所述业务需求指令，配置所述子链的功能。

所述功能模块具体用于：

依据存证业务需求指令，配置所述子链的存证功能；和/或者；

依据溯源业务需求指令，配置所述子链的溯源功能；和/或者；

依据资产发行业务需求指令，配置所述子链的资产发行功能。

本实施例中，所述功能模块可以先后实现上述功能。

主子链网络中子链根据不同业务需求进行链上功能调整，每条子链都可根据需求适配，具有适配易扩展特性。

为便于技术方案的理解，特举例说明如下：

(1)创建A子链用来完成存证业务；

子链创建场景如上所述，需要通过主链账户向主链申请，经过审批后，得到创建子链的权利以及为该用户生成子链ID，用户根据子链ID申请创建子链节点，由子链账户进行审批，审批通过后生成节点私钥颁发给子节点，子节点配置私钥进行启动，完成子链的创建。

(2)创建B子链来实现溯源业务；

创建过程同A子链创建过程。

(3)创建C子链用来实现独立资产发行；

具体子链创建情况同上，依此类推，不同业务场景与A、B、C子链类似，可根据具体需求对子链进行适配，实现子链适配易扩展性。

所述第二审批模块具体用于：

所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，设置所述子节点的准入权限，以实现对链类型的设置；

向所述子节点发送节点私钥。

在通过主链审批获得创建子链的权利以及子链ID后，申请子链的账户可以自行设置节点准入权限，以实现对链类型的灵活设定。例如，不设置准入权限，则实现了子链为公链类型；仅对子链内部节点准入，则实现子链为私链类型，由联盟发起的节点准入可实现联盟链。

多条子链之间可以结合使用，如一条链做非公开并受权限控制的源数据存储，另一条链做公开私密数据存储，从而达到链上数据的隐私保护且可受监管目的。如果有节点想要加入到子链网络时，需要向子链获得准入权限，子链审批通过，方可加入实现单链准入权限可管控。

可以理解，主链具有管理和调取不同子链的数据的权限。

本发明提供的基于主子链的多链构建系统，通过子链管理账户向主链提交子链交易请求；所述主链审批所述请求指令后，为所述子链管理账户开通子链创建权限，并生成子链ID；子节点获取所述子链ID，并根据所述子链ID生成子链节点创建请求，向所述子链管理账户发送所述子链节点创建请求；所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，向所述子节点发送节点私钥；所述子节点配置所述节点私钥，以完成子链创建。

通过主子链的模式设计，主链具备对子链的管理能力，负责子链以及属于子链的子节点的生命周期管理，既解决了区块链的扩展性问题，同时也保证了区块链的安全性和加强对子链的管控；

进一步的，多子链的可并行设计，在提升链并发能力的同时，也解决了不同数据业务数据的隔离问题，为链上数据安全加强保障；

子链可根据不同业务需求进行链上功能调整，每条子链都可根据需求适配，具有适配易扩展特性，因每条子链都是并行运行同时实现链上业务分离互不干扰的目的；

单条子链具有节点准入权限管控性与可实现隐私保护性，子链创建者可通过设置准入权限对链的类型进行灵活设定，多子链也可结合使用，从而达到链上数据的隐私保护目的。

本发明提供的基于主子链的多链构建系统，根据不同业务需求，每条子链都可根据需求适配，具有适配易扩展特性；不同于其他多链、侧链、平行链等解决方案，本发明中单条子链具有管控自身节点准入权限与隐私保护，子链创建者可通过设置准入权限对链的类型进行灵活设定，多子链也可结合使用，如一条链做非公开源数据存储，另一条链做公开私密数据存储，从而达到链上数据的隐私保护目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个计算机可读存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备进入本发明各个实施例所述的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“另一实施例”、“其他实施例”、或“第一实施例～第X实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料、方法步骤或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于主子链的多链构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过子链管理账户向主链提交子链交易请求；

所述主链审批请求指令后，为所述子链管理账户开通子链创建权限，并生成子链ID；

子节点获取所述子链ID，并根据所述子链ID生成子链节点创建请求，向所述子链管理账户发送所述子链节点创建请求；

所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，向所述子节点发送节点私钥；

所述子节点配置所述节点私钥，以完成子链创建；

所述的基于主子链的多链构建方法还包括如下步骤：

在所述主链上创建所述子链管理账户；

所述的基于主子链的多链构建方法还包括如下步骤：

依据业务需求指令，配置所述子链的功能；

所述依据所述业务需求指令，配置所述子链的功能的步骤，具体包括如下步骤：

依据存证业务需求指令，配置所述子链的存证功能；和/或者；

依据溯源业务需求指令，配置所述子链的溯源功能；和/或者；

依据资产发行业务需求指令，配置所述子链的资产发行功能；所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，向所述子节点发送节点私钥的步骤，具体包括如下步骤：

所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，设置所述子节点的准入权限，以实现对链类型的设置；

向所述子节点发送节点私钥。

2.一种基于主子链的多链构建系统，其特征在于，包括：

第一请求模块，所述第一请求模块用于通过子链管理账户向主链提交子链交易请求；

第一审批模块，所述第一审批模块用于所述主链审批请求指令后，为所述子链管理账户开通子链创建权限，并生成子链ID；

第二请求模块，所述第二请求模块用于子节点获取所述子链ID，并根据所述子链ID生成子链节点创建请求，向所述子链管理账户发送所述子链节点创建请求；

第二审批模块，所述第二审批模块用于所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，向所述子节点发送节点私钥；

配置模块，所述配置模块用于所述子节点配置所述节点私钥，以完成子链创建；

所述的基于主子链的多链构建系统还包括：

管理模块，所述管理模块用于在所述主链上创建所述子链管理账户；

所述的基于主子链的多链构建系统还包括：

功能模块，所述功能模块用于依据业务需求指令，配置所述子链的功能；

所述功能模块具体用于：

依据存证业务需求指令，配置所述子链的存证功能；和/或者；

依据溯源业务需求指令，配置所述子链的溯源功能；和/或者；

依据资产发行业务需求指令，配置所述子链的资产发行功能；

所述第二审批模块具体用于：

所述子链管理账户审批所述子链节点创建请求后，设置所述子节点的准入权限，以实现对链类型的设置；

向所述子节点发送节点私钥。

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