CN113360893B - 基于容器的智能合约执行方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请关于一种基于容器的智能合约执行方法、装置及存储介质。其中方法包括：创建一个容器，启动容器管理模块进行容器相关设置；接收到节点端发送的合约运行请求后，容器管理模块为每个合约运行请求分配一个合约运行沙盒，并通知合约运行沙盒运行对应的合约，其中，所述合约运行沙盒是通过进程资源管理技术实现的；容器管理模块处理合约运行沙盒返回的合约运行结果，并将合约运行结果返回节点端，同时处理合约运行沙盒。本申请只需创建一个镜像文件，只需启动一个容器。在容器中，为每个合约创建彼此隔离的合约运行沙盒，实现一个容器可以并行，批量运行多个合约，以此降低多容器启动的成本。同时，将合约运行限制在同一容器的进程范围，以此来降低通信成本。

Description

基于容器的智能合约执行方法、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及区块链技术领域，尤其涉及基于容器的智能合约执行方法、装置及存储介质。

背景技术

Fabric是由IBM贡献的超级账本框架。它是一个利用现有成熟的技术来组合而成的一个区块链技术的实现。它是一种允许可插拔实现各种功能的的模块化架构。它具有强大的容器技术，来承载各种主流语言来编写的智能合约。

Fabric在执行智能合约时，动态地为每个合约创建一个新的docker容器，合约在容器中运行完毕后，删除这个容器。

发明内容

本申请提供一种基于容器的智能合约执行方法、装置及存储介质，以至少解决相关技术中容器启动成本高的问题。本申请的技术方案如下：

根据本申请实施例的第一方面，提供一种基于容器的智能合约执行方法，包括：

创建一个容器，启动容器管理模块进行容器相关设置；

接收到节点端发送的合约运行请求后，容器管理模块为每个合约运行请求分配一个合约运行沙盒，并通知合约运行沙盒运行对应的合约；

容器管理模块处理合约运行沙盒返回的合约运行结果，并将合约运行结果返回节点端，同时处理合约运行沙盒。

在本申请的一些实施例中，所述容器管理模块进行容器相关设置，包括：创建控制组件来限制合约运行能力；启动网络服务，监听节点端发送的合约运行请求。

在本申请的一些实施例中，所述容器管理模块进行容器相关设置，还包括：创建合约运行沙盒。

在本申请的一些实施例中，所述合约运行沙盒之间彼此隔离，每个所述合约运行沙盒以进程为单位。

在本申请的一些实施例中，所述合约运行请求包括合约数据，所述合约数据包括合约可执行文件和合约运行参数，或者包括源码；当所述合约管理模块为每个合约运行请求分配一个合约运行沙盒之后，将合约数据和合约运行沙盒绑定。

在本申请的一些实施例中，所述处理合约运行沙盒，包括：当所述合约运行沙盒为容器管理模块在进行容器相关设置时创建，容器管理模块在将合约运行结果返回节点端时，将重置合约运行沙盒的内部数据；或者，当所述合约运行沙盒为容器管理模块在接收到合约运行请求时创建，容器管理模块在将合约运行结果返回节点时，将直接清除合约运行沙盒。

在本申请的一些实施例中，当合约运行沙盒运行对应的合约时，通过进程间通信实现容器管理模块与合约执行进程的通信。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种基于容器的智能合约执行装置，包括：

创建模块，用于创建一个容器，并启动容器管理模块进行容器相关设置；

所述容器管理模块，用于在接收到节点端发送的合约运行请求后，为每个合约运行请求分配一个合约运行沙盒，并通知合约运行沙盒运行对应的合约；

所述容器管理模块，还用于处理合约运行沙盒返回的合约运行结果，并将合约运行结果返回节点端，同时处理合约运行沙盒。

根据本申请实施例的第三方面，提供另一种电子设备，包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现上述第一方面所述的基于容器的智能合约执行方法。

根据本申请实施例的第四方面，提供一种存储介质，当所述存储介质中的指令由基于容器的智能合约执行装置的处理器执行时，使得所述基于容器的智能合约执行装置能够执行上述第一方面所述的基于容器的智能合约执行方法。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

只需创建一个镜像文件，只需启动一个容器。在容器中，为每个合约创建彼此隔离的合约运行沙盒，实现一个容器可以并行，批量运行多个合约，以此降低多容器启动的成本。同时，将合约运行限制在同一容器的进程范围，以此来降低通信成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。

图1是根据一示例性实施例示出的一种基于容器的智能合约执行方法的流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的容器内部结构框图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种基于容器的智能合约执行装置框图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。

具体实施方式

为了使本领域普通人员更好地理解本申请的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或 描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的基于容器的智能合约执行方法的流程图，如图1所示，所述方法包括以下步骤。

S101，创建一个容器，启动容器管理模块进行容器相关设置；

在一个实施例中，在节点端需要运行智能合约的时候，会创建一个容器，启动容器管理模块进行容器相关设置，至少包括：

创建控制组件来限制合约运行能力，包括但不限于通过创建CGroup来控制进程CPU, 内存等表现。

其中，Cgroups是control groups的缩写，是Linux内核提供的一种可以限制、记录、隔离进程组(process groups)所使用的物理资源(如:cpu,memory,IO等等)的机制。最初由google的工程师提出，后来被整合进Linux内核。

启动网络服务，监听节点端发送的合约运行请求，其中，所述合约运行请求包括合约数据，所述合约数据主要包括合约可执行文件和合约运行参数，或者包括源码（源码会在沙盒中进行编译）。

在一个实施例中，创建合约运行沙盒，可选择在此时创建合约运行沙盒，形成沙盒池，等待合约运行请求的合约数据；或者，在一个实施例中，也可以先不创建合约运行沙盒，在合约运行请求到来时，再创建合约运行沙盒。合约运行沙盒的创建时间选择可以根据具体的情况做适当的调整。图2所示为容器内部结构框图。

所述合约运行沙盒之间彼此隔离，每个合约运行沙盒以进程为单位，通过进程资源管理技术实现，使合约运行沙盒拥有以下特点：

1.有限的读写范围：可以但不限于，通过为进程设置不同的UID（UserIdentification用户身份证明），GID（Group Identification群体身份），其中UID等于GID；为每个进程创建独立的文件目录，设置其用户权限为700（类似于Andriod系统为每个应用程序分配一个UID）。同时对于公共文件系统增加权限：例如，将/tmp文件权限改为755等。

2.没有网络能力：可以但不限于：

1）为进程创建新的Network Namespace网络命名空间，默认情况下，新的进程没有任何网络能力；

2）采用防火墙策略，封锁该进程的网络能力；

3）采用防火墙 + UID/GID，封锁该进程的网络能力。

3.沙盒之间不可通信：可以但不限于：

智能合约执行系统为进程创建新的IPC Namespace，结合用户权限，禁止沙盒之间的通信。

其中，Ipc namespace的作用是使划分到不同ipc namespace的进程组通信上隔离，无法通过消息队列、共享内存、信号量方式通信，但没有对所述所有IPC通信方式隔离。

其中，合约管理模块拥有读写其他合约运行沙盒的数据的能力，比如，以Root身份运行。

S102，接收到节点端发送的合约运行请求后，合约管理模块为每个合约运行请求分配一个合约运行沙盒，并通知合约运行沙盒运行对应的合约；

合约管理模块为每个合约运行请求分配一个合约运行沙盒，并将合约数据和合约运行沙盒绑定，例如，将合约数据放在合约运行沙盒对应的文件目录下。

S103，容器管理模块处理合约运行沙盒返回的合约运行结果，并将合约运行结果返回节点端，同时处理合约运行沙盒。

在一个实施例中，根据合约运行沙盒的创建时间不同，将合约运行结果返回节点端的同时对合约运行沙盒的处理也不同，具体为：

当所述合约运行沙盒为容器管理模块在容器相关设置时创建，容器管理模块在将合约运行结果返回节点端时，将重置合约运行沙盒的内部数据；或者，

当所述合约运行沙盒为容器管理模块在接收到合约运行请求时创建，容器管理模块在将合约运行结果返回节点时，将直接清除合约运行沙盒。

其中，在合约运行期间，利用进程间通信实现容器管理模块和合约执行进程的通信。例如，可以通过UNIX DOMAIN SOCKET，共享内存等方式进行进程间通信。

其中，UNIX DOMAIN SOCKET 又叫 IPC(inter-process communication 进程间通信) socket，用于实现同一主机上的进程间通信。合约运行时如果需要相关数据，则向容器管理模块发出请求，容器管理模块向节点端发出请求。待节点端在链上获取到相关数据后，返回给容器管理模块，容器管理模块返回给正在运行的合约执行进程。

本发明基于进程资源管理技术，在一个容器中，以进程为单位，创建多个相互隔离的合约运行沙盒，从而实现合约并行，批量运算。

图3是根据一示例性实施例示出的一种基于容器的智能合约执行装置框图。参照图3，该装置包括创建模块310和容器管理模块320。

具体地，创建模块310，用于创建一个容器，并启动容器管理模块320进行容器相关设置；

所述容器管理模块320，用于在接收到节点端发送的合约运行请求后，为每个合约运行请求分配一个合约运行沙盒，并通知合约运行沙盒运行对应的合约；

所述容器管理模块320，还用于处理合约运行沙盒返回的合约运行结果，并将合约运行结果返回节点端，同时处理合约运行沙盒。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图4是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。例如，电子设备400可以是服务器，计算机等。

参照图4，电子设备400可以包括以下一个或多个组件：处理器410，存储器420，I/O接口430，以及通信接口440。

处理器410通常控制电子设备400的整体操作，诸如与显示，数据通信以及记录操作相关联的操作。处理器410执行指令以完成上述的方法的全部或部分步骤。

存储器420被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备400的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备400上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器420可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（SRAM），电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），可擦除可编程只读存储器（EPROM），可编程只读存储器（PROM），只读存储器（ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

I/O接口430为处理器410和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

通信接口440被配置为便于电子设备400和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备400可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信接口440经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信接口440还包括近场通信（NFC）模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别（RFID）技术，红外数据协会（IrDA）技术，超宽带（UWB）技术，蓝牙（BT）技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，电子设备400可以被一个或多个应用专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器（DSP）、数字信号处理设备（DSPD）、可编程逻辑器件（PLD）、现场可编程门阵列（FPGA）、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述智能合约执行方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器420，上述指令可由电子设备400的处理器410执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器（RAM）、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由电子设备400的处理器执行时，使得电子设备400能够执行上述实施例所述的基于容器的智能合约执行方法。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。

Claims (5)

1.一种基于容器的智能合约执行方法，其特征在于，包括：

创建一个容器，启动容器管理模块进行容器相关设置；

接收到节点端发送的合约运行请求后，所述容器管理模块为每个合约运行请求分配一个合约运行沙盒，并通知合约运行沙盒运行对应的合约；其中，所述合约运行沙盒是通过进程资源管理技术实现的,所述合约运行沙盒之间彼此隔离，每个所述合约运行沙盒以进程为单位；

所述容器管理模块处理合约运行沙盒返回的合约运行结果，并将合约运行结果返回节点端，同时处理合约运行沙盒;

所述容器管理模块进行容器相关设置，包括：

创建控制组件来限制合约运行能力；

启动网络服务，监听节点端发送的合约运行请求；

创建合约运行沙盒；

所述合约运行请求包括合约数据，所述合约数据包括合约可执行文件和合约运行参数，或者包括源码；当所述合约管理模块为每个合约运行请求分配一个合约运行沙盒之后，将合约数据和合约运行沙盒绑定；

所述处理合约运行沙盒，包括：

当所述合约运行沙盒为所述容器管理模块在进行容器相关设置时创建，所述容器管理模块在将合约运行结果返回节点端时，将重置合约运行沙盒的内部数据；或者，

当所述合约运行沙盒为所述容器管理模块在接收到合约运行请求时创建，所述容器管理模块在将合约运行结果返回节点时，将直接清除合约运行沙盒。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当合约运行沙盒运行对应的合约时，通过进程间通信实现容器管理模块与合约执行进程的通信。

3.一种基于容器的智能合约执行装置，其特征在于，包括：

创建模块，用于创建一个容器，并启动容器管理模块进行容器相关设置；

所述容器管理模块，用于在接收到节点端发送的合约运行请求后，为每个合约运行请求分配一个合约运行沙盒，并通知合约运行沙盒运行对应的合约,所述合约运行沙盒之间彼此隔离，每个所述合约运行沙盒以进程为单位；

所述容器管理模块，还用于处理合约运行沙盒返回的合约运行结果，并将合约运行结果返回节点端，同时处理合约运行沙盒;

所述容器管理模块进行容器相关设置，包括：

创建控制组件来限制合约运行能力；

启动网络服务，监听节点端发送的合约运行请求；

创建合约运行沙盒；

所述合约运行请求包括合约数据，所述合约数据包括合约可执行文件和合约运行参数，或者包括源码；当所述合约管理模块为每个合约运行请求分配一个合约运行沙盒之后，将合约数据和合约运行沙盒绑定；

所述处理合约运行沙盒，包括：

当所述合约运行沙盒为所述容器管理模块在进行容器相关设置时创建，所述容器管理模块在将合约运行结果返回节点端时，将重置合约运行沙盒的内部数据；或者，

当所述合约运行沙盒为所述容器管理模块在接收到合约运行请求时创建，所述容器管理模块在将合约运行结果返回节点时，将直接清除合约运行沙盒。

4.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如权利要求1-2中任一项所述的基于容器的智能合约执行方法。

5.一种存储介质，当所述存储介质中的指令由处理器执行时，以实现如权利要求1-2中任一项所述的基于容器的智能合约执行方法。

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