CN113377574B - 一种基于区块链的时光停留系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于区块链的时光停留系统及方法，包括时光管理器、状态管理器、账务管理器、交易管理器、区块管理器，时光停留操作者通过上述系统启动节点，完成时光快照，可以实现移动区块链节点具有传统PC完整节点的等价安全可信作用，解决了区块链向移动终端用户普及的问题。
Description
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，特别是一种基于区块链的时光停留系统及方法。
背景技术
区块链是未来社会用于解决信用问题的重要基础设施，这个基础设施提供最核心的服务是信用服务，而提供信息服务的基础是自己本身可信，在社会活动中能让社会觉得可信的设施必须是任何参与者都无法干涉与左右其行为的设施，这必要求区块链的参与者必须是真正的去中心，以及所有参与者都是真正的在区块链上参与，而未来社会活动中，人们将有越来越多的参与方式是通过移动设备接入，这就要求移动设备也能像传统区块链节点一样可以直接接入到区块链中并和传统区块链节点拥有一样的能力，但是移动设备由于体积大小的限制，往往计算能力和存储能力不足，这就导致传统区块链无法运行在移动设备上，从而限制了区块链为个人提供可信服务，也阻碍了信用基础设施的普及。那么，如何在现有移动设备的计算和存储能力不变的情况下，让传统区块链能运行在移动设备上，成为一个急需解决的问题。
发明内容
本发明旨在提出一种基于区块链的时光停留系统及方法。
一种基于区块链的时光停留系统，包括时光管理器、状态管理器、账务管理器、交易管理器、区块管理器；所述时光管理器用于管理当前节点的时光快照，在需要时生成，不需要时删除，并为下一个时光快照计算提供基础；所述状态管理器用于管理当前节点的状态，包括当前区块链运行过程所有涉及到的数据的结果，在时光快照生成完成时将只保留最终状态；所述账务管理器用于管理当前区块链中参与者的账务信息，所述账务信息可以是参与者持有的资产，所述时光快照生成完成后保留所述账务信息的最终状态；所述交易管理器用于管理当前时光快照间的完整交易的保存处理，并在时光快照生成时提供交易的处理；所述区块管理器用于管理当前网络中的所有区块。
系统通过时光管理器进行节点检查本地是否有时光快照，如果没有则运用区块管理器和交易管理器从网络同步交易数据，运用时光管理器对数据同步完成后生成最新的时光快照数据；如果有则提取最后一个时光快照，完成时光点切换；通过交易管理器处理交易，账务管理器更新交易涉及的账务数据，状态管理器更新交易涉及的状态数据；通过区块管理器完成区块锻造，发送到网络中，运用时光管理器生成新的时光点，完成新时光点的生成、提取、删除，完成一个时光快照。
进一步，所述区块管理器保存当前时光快照间的完整区块或保存历史所有区块头或只保存区块hash树。
进一步，所述时光管理器包含时光点清单模块、快照明细模块、快照生成模块、快照销毁模块、快照回退模块；
所述时光点清单模块用于保存记录当前拥有的时光点，以及这些时光的基本信息，包括他们所属的时间周期；
所述快照明细模块用于管理当前快照的明细信息，用于接收保存各模块参与生成时光快照后的信息；
所述快照生成模块用于执行快照的生成，这个过程中会通知状态数据的保存，并在生成成功后通知历史过期快照进行销毁；
所述快照销毁模块用于在快照过了有效期时进行销毁，根据移动设备存储能力的不同会设置不同时长的有效期；
所述快照回退模块用于在节点出现数据错误不能执行修复时回退使用，回退时就是将当前所在的时光点切换到过去的一个时光点，前提是所述过去的一个时光点还未被销毁，回退时为就近回退到上一个时光点。
进一步，所述状态管理器包含状态提取模块、状态保存模块、状态跟踪模块；
所述状态提取模块用于提取当前节点运行中的状态信息，并为后续的状态保存提供支持；
所述状态保存模块用于接收状态提取模块提取的状态信息，并进行保存，以作为时光快照生成的基础数据；
所述状态跟踪模块用于跟踪一个状态从创建后进行的值的变化。
进一步，所述账务管理器包含账务清单模块、账务查询模块、账务接口模块；
所述账务清单模块用于存储有账户，以及所述账户的详细信息，所述信息由所述账户的历史活动数据生成，是所述账务此时此刻的最终状态信息；
所述账务查询模块用于查询账户；
所述账务接口模块用于提供账务管理器内部与外部交互的接口，是对外提供账务信息服务的入口。
进一步，所述交易管理器包含交易同步模块、交易处理模块、交易存储模块；
所述交易同步模块用于同步最新交易，以及当前时光快照范围内的全部交易；
所述交易处理模块用于配合区块管理器锻造区块外，还用于时光快照的生成；
所述交易存储模块用于保存当前时光快照范围内的全量交易，以及在存储空间足够的情况下存储的时间更靠前的数据。
进一步，所述区块管理器包含区块同步模块、区块锻造模块、区块存储模块；
所述区块同步模块用于同步区块网络中其它节点的区块，并在收到区块时校验区块合法性，并在自己完成锻造区块后向网络广播区块；区块体内的交易是否同步，以及同步哪些由交易管理器的交易同步模块完成；
所述区块锻造模块用于锻造新的区块，对于不同的节点将锻造不同的区块，当节点发现轮到自己打块时，或者自己有资格竞争出块时，将检查自己是否拥有足够的数据，并进行新区块的处理；
所述区块存储模块用于保存自己锻造的区块，以及从网络获取的区块。
一种基于区块链的时光停留方法，包括下述步骤：
S1节点启动，通过时光管理器进行节点检查本地是否有时光快照，如果没有则运用区块管理器从网络从零开始同步区块数据，交易管理器同时从网络从零开始同步交易数据，运用时光管理器对数据同步完成后生成最新的时光快照数据；如果有则提取最后一个时光快照，进一步提取时光快照的明细数据，进入时光点；完成时光点切换；
S2交易管理器，开始等待网络中的交易，接收到一笔交易，开始处理交易，提取交易信息，校验交易的合法性，执行处理交易；账务管理器更新交易涉及的账务数据；状态管理器更新交易涉及的状态数据；交易管理器，保存交易，完成交易的处理；
S3区块管理器，等待进入区块锻造，开始进入区块锻造：提取上一个区块，生成一个新区块，将该区块周期内处理的交易放入区块中，完成新区块生成，将新区块发送到网络中，完成新区块的锻造；
S4时光管理器，开始生成新的时光点，完成新时光点的生成，检查本地存储空间保存能力，计算最多可保存的时光点，提取超过该限制的时光点，逐一进行删除超限时光点，逐一删除与剩余时光点无关的区块体和交易数据，完成一个时光快照。
进一步，所述步骤S1包括下述步骤：时光管理器对进入时光点后进行如下的步骤：
S11账务管理器：从这个快照恢复账务数据
S12交易管理器：从这个快照恢复交易数据
S13区块管理器：从这个快照恢复区块数据
S14状态管理器：从这个快照恢复状态数据
进一步，所述步骤S4包括下述步骤：时光管理器，开始生成新的时光点后进行如下的步骤：
S41时光管理器：创建一个新的时光点，
S42状态管理器：提取当前所有状态数据，
S43账务管理器：提取当前所有的账务数据，
S44时光管理器：将这些数据放入该时光点。
相比现有的技术方案，本发明实现了移动区块链节点具有传统PC完整节点的等价安全可信作用，解决了区块链向移动终端用户普及的问题。
附图说明
图1是本发明所提及基于区块链的时光停留系统的组成示意图；
图2是本发明所提及时光管理器的组成示意图；
图3是本发明所提及状态管理器的组成示意图；
图4是本发明所提及账务管理器的组成示意图；
图5是本发明所提及交易管理器的组成示意图；
图6是本发明所提及区块管理器的组成示意图；
图7是本发明所提及基于区块链的时光停留方法的流程示意图；
图8是本发明所提及的S1的进入时光点后交易处理的流程示意图；
图9是本发明所提及的S4的开始生成新的时光点处理的流程示意图；
其中：100时光管理器、200状态管理器、300账务管理器、400交易管理器、500区块管理器；101时光点清单模块、102快照明细模块、103快照生成模块、104快照销毁模块、105快照回退模块；201状态提取模块、202状态保存模块、203状态跟踪模块；301账务清单模块、302账务查询模块、303账务接口模块；401交易同步模块、402交易处理模块、403交易存储模块；501区块同步模块、502区块锻造模块、503区块存储模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。在此需要说明的是，下面所描述的本发明各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，一种基于区块链的时光停留系统，包括时光管理器100、状态管理器200、账务管理器300、交易管理器400、区块管理器500；所述时光管理器100用于管理当前节点的时光快照，在需要时生成，不需要时删除，并为下一个时光快照计算提供基础；所述状态管理器200用于管理当前节点的状态，包括当前区块链运行过程所有涉及到的数据的结果，在时光快照生成完成时将只保留最终状态；所述账务管理器300用于管理当前区块链中参与者的账务信息，所述账务信息可以是参与者持有的资产，所述时光快照生成完成后保留所述账务信息的最终状态；所述交易管理器400用于管理当前时光快照间的完整交易的保存处理，并在时光快照生成时提供交易的处理；所述区块管理器500用于管理当前网络中的所有区块。
系统通过时光管理器100进行节点检查本地是否有时光快照，如果没有则运用区块管理器500和交易管理器400从网络同步交易数据，运用时光管理器100对数据同步完成后生成最新的时光快照数据；如果有则提取最后一个时光快照，完成时光点切换；通过交易管理器处理交易，账务管理器300更新交易涉及的账务数据，状态管理器200更新交易涉及的状态数据；通过区块管理器500完成区块锻造，发送到网络中，运用时光管理器100生成新的时光点，完成新时光点的生成、提取、删除，完成一个时光快照。
所述区块管理器500保存当前时光快照间的完整区块或保存历史所有区块头或只保存区块hash树。
如图2所示，所述时光管理器100包含时光点清单模块101、快照明细模块102、快照生成模块103、快照销毁模块104、快照回退模块105；
所述时光点清单模块101用于保存记录当前拥有的时光点，以及这些时光的基本信息，包括他们所属的时间周期；
所述快照明细模块102用于管理当前快照的明细信息，用于接收保存各模块参与生成时光快照后的信息；
所述快照生成模块103用于执行快照的生成，这个过程中会通知状态数据的保存，并在生成成功后通知历史过期快照进行销毁；
所述快照销毁模块104用于在快照过了有效期时进行销毁，根据移动设备存储能力的不同会设置不同时长的有效期；
所述快照回退模块105用于在节点出现数据错误不能执行修复时回退使用，回退时就是将当前所在的时光点切换到过去的一个时光点，前提是所述过去的一个时光点还未被销毁，回退时为就近回退到上一个时光点。
如图3所示，所述状态管理器200包含状态提取模块201、状态保存模块202、状态跟踪模块203；
所述状态提取模块201用于提取当前节点运行中的状态信息，并为后续的状态保存提供支持；
所述状态保存模块202用于接收状态提取模块提取的状态信息，并进行保存，以作为时光快照生成的基础数据；
所述状态跟踪模块203用于跟踪一个状态从创建后进行的值的变化。
如图4所示，所述账务管理器300包含账务清单模块301、账务查询模块302、账务接口模块303；
所述账务清单模块301用于存储有账户，以及所述账户的详细信息，所述信息由所述账户的历史活动数据生成，是所述账务此时此刻的最终状态信息；
所述账务查询模块302用于查询账户，用于按照特定条件查询一类账务，如红包的发放者或抢红包者，这是为其它模块提供账务信息服务的基础；
所述账务接口模块303用于提供账务管理器内部与外部交互的接口，是对外提供账务信息服务的入口。
如图5所示，所述交易管理器400包含交易同步模块401、交易处理模块402、交易存储模块403；
所述交易同步模块401用于同步最新交易，以及当前时光快照范围内的全部交易；
所述交易处理模块402用于配合区块管理器锻造区块外，还用于时光快照的生成；
所述交易存储模块403用于保存当前时光快照范围内的全量交易，以及在存储空间足够的情况下存储的时间更靠前的数据。
如图6所示，所述区块管理器500包含区块同步模块501、区块锻造模块502、区块存储模块503；
所述区块同步模块501用于同步区块网络中其它节点的区块，并在收到区块时校验区块合法性，并在自己完成锻造区块后向网络广播区块；区块体内的交易是否同步，以及同步哪些由交易管理器的交易同步模块完成；
所述区块锻造模块502用于锻造新的区块，对于不同的节点将锻造不同的区块，当节点发现轮到自己打块时，或者自己有资格竞争出块时，将检查自己是否拥有足够的数据，并进行新区块的处理；
所述区块存储模块503用于保存自己锻造的区块，以及从网络获取的区块。
如图7-9所示，一种基于区块链的时光停留方法，包括下述步骤：
S1节点启动，通过时光管理器进行节点检查本地是否有时光快照，如果没有则运用区块管理器从网络从零开始同步区块数据，交易管理器同时从网络从零开始同步交易数据，运用时光管理器对数据同步完成后生成最新的时光快照数据；如果有则提取最后一个时光快照，进一步提取时光快照的明细数据，进入时光点；进行如下处理步骤，S11账务管理器：从这个快照恢复账务数据；S12交易管理器：从这个快照恢复交易数据；S13区块管理器：从这个快照恢复区块数据；S14状态管理器：从这个快照恢复状态数据；完成时光点切换；
S2交易管理器，开始等待网络中的交易，接收到一笔交易，开始处理交易，提取交易信息，校验交易的合法性，执行处理交易；账务管理器更新交易涉及的账务数据；状态管理器更新交易涉及的状态数据；交易管理器，保存交易，完成交易的处理；
S3区块管理器，等待进入区块锻造，开始进入区块锻造：提取上一个区块，生成一个新区块，将该区块周期内处理的交易放入区块中，完成新区块生成，将新区块发送到网络中，完成新区块的锻造；
S4时光管理器，开始生成新的时光点，进行如下步骤S41时光管理器：创建一个新的时光点，S42状态管理器：提取当前所有状态数据，S43账务管理器：提取当前所有的账务数据，S44时光管理器：将这些数据放入该时光点；完成新时光点的生成，检查本地存储空间保存能力，计算最多可保存的时光点，提取超过该限制的时光点，逐一进行删除超限时光点，逐一删除与剩余时光点无关的区块体和交易数据，完成一个时光快照。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。
Claims (10)
1.一种基于区块链的时光停留系统，包括时光管理器、状态管理器、账务管理器、交易管理器、区块管理器；所述时光管理器用于管理当前节点的时光快照，在需要时生成，不需要时删除，并为下一个时光快照计算提供基础；所述状态管理器用于管理当前节点的状态，包括当前区块链运行过程所有涉及到的数据的结果，在时光快照生成完成时将只保留最终状态；所述账务管理器用于管理当前区块链中参与者的账务信息，所述账务信息可以是参与者持有的资产，所述时光快照生成完成后保留所述账务信息的最终状态；所述交易管理器用于管理当前时光快照间的完整交易的保存处理，并在时光快照生成时提供交易的处理；所述区块管理器用于管理当前网络中的所有区块；
系统通过时光管理器进行节点检查本地是否有时光快照，如果没有则运用区块管理器和交易管理器从网络同步交易数据，运用时光管理器对数据同步完成后生成最新的时光快照数据；如果有则提取最后一个时光快照，完成时光点切换；通过交易管理器处理交易，账务管理器更新交易涉及的账务数据，状态管理器更新交易涉及的状态数据；通过区块管理器完成区块锻造，发送到网络中，运用时光管理器生成新的时光点，完成新时光点的生成、提取、删除，完成一个时光快照。
2.如权利要求1所述的基于区块链的时光停留系统，其特征在于：所述区块管理器保存当前时光快照间的完整区块或保存历史所有区块头或只保存区块hash树。
3.如权利要求1所述的基于区块链的时光停留系统，其特征在于：所述时光管理器包含时光点清单模块、快照明细模块、快照生成模块、快照销毁模块、快照回退模块；
所述时光点清单模块用于保存记录当前拥有的时光点，以及这些时光的基本信息，包括他们所属的时间周期；
所述快照明细模块用于管理当前快照的明细信息，用于接收保存各模块参与生成时光快照后的信息；
所述快照生成模块用于执行快照的生成，这个过程中会通知状态数据的保存，并在生成成功后通知历史过期快照进行销毁；
所述快照销毁模块用于在快照过了有效期时进行销毁，根据移动设备存储能力的不同会设置不同时长的有效期；
所述快照回退模块用于在节点出现数据错误不能执行修复时回退使用，回退时就是将当前所在的时光点切换到过去的一个时光点，前提是所述过去的一个时光点还未被销毁，回退时为就近回退到上一个时光点。
4.如权利要求1所述的基于区块链的时光停留系统，其特征在于：所述状态管理器包含状态提取模块、状态保存模块、状态跟踪模块；
所述状态提取模块用于提取当前节点运行中的状态信息，并为后续的状态保存提供支持；
所述状态保存模块用于接收状态提取模块提取的状态信息，并进行保存，以作为时光快照生成的基础数据；
所述状态跟踪模块用于跟踪一个状态从创建后进行的值的变化。
5.如权利要求1所述的基于区块链的时光停留系统，其特征在于：所述账务管理器包含账务清单模块、账务查询模块、账务接口模块；
所述账务清单模块用于存储有账户，以及所述账户的详细信息，所述信息由所述账户的历史活动数据生成，是所述账务此时此刻的最终状态信息；
所述账务查询模块用于查询账户；
所述账务接口模块用于提供账务管理器内部与外部交互的接口，是对外提供账务信息服务的入口。
6.如权利要求1所述的基于区块链的时光停留系统，其特征在于：所述交易管理器包含交易同步模块、交易处理模块、交易存储模块；
所述交易同步模块用于同步最新交易，以及当前时光快照范围内的全部交易；
所述交易处理模块用于配合区块管理器锻造区块外，还用于时光快照的生成；
所述交易存储模块用于保存当前时光快照范围内的全量交易，以及在存储空间足够的情况下存储的时间更靠前的数据。
7.如权利要求1所述的基于区块链的时光停留系统，其特征在于：所述区块管理器包含区块同步模块、区块锻造模块、区块存储模块；
所述区块同步模块用于同步区块网络中其它节点的区块，并在收到区块时校验区块合法性，并在自己完成锻造区块后向网络广播区块；区块体内的交易是否同步，以及同步哪些由交易管理器的交易同步模块完成；
所述区块锻造模块用于锻造新的区块，对于不同的节点将锻造不同的区块，当节点发现轮到自己打块时，或者自己有资格竞争出块时，将检查自己是否拥有足够的数据，并进行新区块的处理；
所述区块存储模块用于保存自己锻造的区块，以及从网络获取的区块。
8.一种基于区块链的时光停留方法，包括下述步骤：
S1节点启动，通过时光管理器进行节点检查本地是否有时光快照，如果没有则运用区块管理器从网络从零开始同步区块数据，交易管理器同时从网络从零开始同步交易数据，运用时光管理器对数据同步完成后生成最新的时光快照数据；如果有则提取最后一个时光快照，进一步提取时光快照的明细数据，进入时光点；完成时光点切换；
S2交易管理器，开始等待网络中的交易，接收到一笔交易，开始处理交易，提取交易信息，校验交易的合法性，执行处理交易；账务管理器更新交易涉及的账务数据；状态管理器更新交易涉及的状态数据；交易管理器，保存交易，完成交易的处理；
S3区块管理器，等待进入区块锻造，开始进入区块锻造：提取上一个区块，生成一个新区块，将该区块周期内处理的交易放入区块中，完成新区块生成，将新区块发送到网络中，完成新区块的锻造；
S4时光管理器，开始生成新的时光点，完成新时光点的生成，检查本地存储空间保存能力，计算最多可保存的时光点，提取超过本地存储空间保存能力的时光点，逐一进行删除超限时光点，逐一删除与剩余时光点无关的区块体和交易数据，完成一个时光快照。
9.如权利要求8所述的一种基于区块链的时光停留方法，所述步骤S1包括下述步骤：时光管理器对进入时光点后进行如下的步骤：
S11账务管理器：从这个快照恢复账务数据；
S12交易管理器：从这个快照恢复交易数据；
S13区块管理器：从这个快照恢复区块数据；
S14状态管理器：从这个快照恢复状态数据。
10.如权利要求8所述的一种基于区块链的时光停留方法，所述步骤S4包括下述步骤：时光管理器，开始生成新的时光点后进行如下的步骤：
S41时光管理器：创建一个新的时光点；
S42状态管理器：提取当前所有状态数据；
S43账务管理器：提取当前所有的账务数据；
S44时光管理器：将这些数据放入该时光点。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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