CN114268633B - 一种以任务驱动的短时区块链系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以任务驱动的短时区块链系统及方法。该方法主要包括：S1根据任务发布方所发布的任务构建当前任务区块链网络；S2、任务链初始化；S3、任务执行过程中，对任务链中的数据进行更新；若任务完成，进入步骤S5；若任务未完成，检查是否存在离链节点，若存在离链节点，进入步骤S4，若不存在离链节点，继续步骤S3；S4、离链节点数据存储与同步；S5、任务交付，销毁任务链，释放其占用的存储空间以及其他资源。本发明在保证任务执行过程可信性的同时，降低了区块链网络运行消耗的存储空间及其他资源，以任务驱动的方式实现了区块链的短时创建、运行与销毁，降低了区块链的使用成本，同时提供任务全过程数据可信保护。

Description

一种以任务驱动的短时区块链系统及方法

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种以任务驱动的短时区块链系统及方法。

背景技术

区块链是由多节点参与、共同维护的分布式账本和数据库，具有去中心化、匿名性、可追溯、不可篡改等特点。它将包含数据的区块按照时间顺序，通过计算区块的哈希值进行连接形成链式结构，每一个区块的区块头都包含了前一个区块的哈希值。使用P2P、椭圆加密算法、数字签名算法等保证数据传输和访问的安全。通过共识算法，如POW、PBFT、RAFT，保证每个节点所维护数据的一致性。使用智能合约，自动操作和处理数据。目前，区块链已在金融、物联网、数字版权、溯源等领域得到广泛应用，并在医疗、电子商务等领域有着较大的应用潜力。

但是，传统的区块链应用往往一经部署便长期运行，针对数据需要短期管理维护的场景，传统的方式将会导致资源的浪费，并不适用。

因此开发一种以任务驱动的短时区块链系统及方法具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种以任务驱动的短时区块链系统及方法，以实现对区块链的灵活管理。

为了实现上述目的，本发明采取了如下的技术方案，

一种以任务驱动的短时区块链系统，包括：

区块链管理模块，负责区块链网络创建、运行、销毁全生命周期的管理与维护；根据任务需求选择参与任务的节点，创建短时的区块链网络；根据第三方可信中心的验收结果，决定是否删除当前任务的区块链网络；

离链数据管理模块，用于存储节点离链期间产生的数据，并在节点恢复与区块链网络的连接后，同步区块链网络中在离链期间更新的数据到本地，并将节点在离链期间产生的数据上传至区块链网络中；

身份认证模块，用于为参与任务的节点颁发证书，并在区块链网络初始化，以及离链节点恢复区块链网络连接时对节点进行身份验证；

第三方可信中心，用于通过来自任务发布方、任务交付方和任务链的任务相关数据，检查任务执行情况，若任务完成则通知区块链管理模块销毁该区块链网络。

区块链管理模块包括区块链构建单元、区块链运维单元和区块链销毁单元，区块链构建单元负责区块链网络的创建，区块链运维单元负责区块链网络的运行管理与维护，区块链销毁单元负责区块链网络的销毁。

离链数据管理模块包括数据存储单元和数据恢复单元。

一种以任务驱动的短时区块链方法，包括如下步骤：

步骤S1、根据任务发布方所发布的任务构建当前任务区块链网络；

步骤S2、任务链初始化；

步骤S3、任务执行过程中，对任务链中的数据进行更新；若任务完成，进入步骤S5；若任务未完成，检查是否存在离链节点，若存在离链节点，进入步骤S4，若不存在离链节点，继续步骤S3；

步骤S4、离链节点数据存储与同步；

步骤S5、任务交付，销毁任务链。

步骤S1具体包括：任务发布方发布任务，区块链管理模块接受到任务后，根据任务需求选择参与此次任务的实体，为每个参与任务的实体划分子任务，将每个实体作为区块链中的节点，构建本次任务的区块链网络，简称任务链，每个实体分别维护一个账本；任务发布方将任务相关数据上传至第三方可信中心存储，用于后续验收工作。

步骤S2具体包括：在参与任务的实体中选择一个作为本次任务的领导节点，领导节点为每个参与任务的实体颁发证书，证书用于实体的身份验证以及区块链上链操作；实体接收到证书后，对实际分配给自己的子任务进行验证，验证通过后，将相关子任务信息上传至本次任务的区块链网络中进行记录。

步骤S3具体包括：在任务执行过程中，参与任务的实体需定时使用证书，上传本地的任务相关数据至任务链中，步骤S2中选择的领导节点负责对上传至任务链中的数据进行聚合整理，并对任务发布方和任务交付方提供必要的接口查询任务执行状态信息。

步骤S4具体包括：当发生节点离链时，节点在离链期间依然按照预设规则产生并存储数据，不同的是，未离链时将数据直接存储到任务链中，现在由于离链，先将产生的数据存储到离链数据管理模块的数据存储单元，后续再上传至任务链中；

节点恢复连接后，步骤S2中选择的领导节点对离链节点的证书进行审计，验证节点身份，同时对节点在离链期间产生数据的时间戳进行审查，验证是否与节点离链时间相吻合；

验证通过后，离链节点首先对离链期间任务链中产生的数据进行同步，以确保每个节点维护账本的一致性；之后离链节点将离链期间产生的数据上传至任务链中，领导节点更新聚合结果。

步骤S5具体包括：任务交付之前，第三方可信中心将对任务完成情况进行验证；领导节点整合任务链上存储的各个参与任务的实体最后上传的子任务情况，并将结果上传至第三方可信中心，同时，任务交付方也会上传其实际接收到的任务执行情况至第三方可信中心；第三方可信中心结合任务发布方、领导节点、任务交付方三方上传的数据，对任务完成情况进行验证；验证通过后，通知区块链管理模块将销毁本次任务生成的区块链网络，释放参与此次任务的实体，实体能够继续参与下一次任务；若验证不通过，则由可信第三方管理员结合区块链数据对任务状态进行人工审核，本次参与任务的实体在审核结束之前不得继续参与下一次任务，直至审核结束；审核结束后，根据可信第三方管理员的审核意见决定本次任务是否结束以及参与实体是否有资格继续参与下一次任务。

本发明的有益效果：本发明的实例提供了一种以任务驱动的短时区块链系统及方法，以任务驱动，实现了根据任务需求灵活动态的创建、运行、销毁区块链网络，在实际业务使用中，既利用区块链记录了任务执行过程中的情况，在利用区块链去中心化、不可篡改、可追溯等特性保障任务执行可靠性的同时，又减少了区块链网络对资源的消耗，降低了区块链的运行成本。以实现对区块链的灵活管理,避免导致资源浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种以任务驱动的短时区块链系统的结构示意框图。

图2为本发明提供的一种以任务驱动的短时区块链方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

如图1所示，一种以任务驱动的短时区块链系统，包括：区块链管理模块，离链数据管理模块，身份认证模块，第三方可信中心。区块链管理模块包括区块链构建单元、区块链运维单元和区块链销毁单元，离链数据管理模块包括数据存储单元和数据恢复单元。

本发明实例提供的一种以任务驱动的短时区块链方法的流程如图2所示，包括如下步骤：

步骤S1、根据发布任务构建当前任务区块链网络。

任务发布方发布任务，区块链管理模块接受到任务后，根据任务需求选择参与此次任务的实体，为每个参与任务的实体划分子任务，将每个实体作为区块链中的节点，构建本次任务的区块链网络，简称任务链，每个实体分别维护一个账本。任务发布方将任务相关数据上传至第三方可信中心存储，用于后续验收工作。

步骤S2、任务链初始化。

在参与任务的实体中选择一个作为本次任务的领导节点，领导节点为每个参与任务的实体颁发证书，证书可用于实体的身份验证以及区块链上链操作。实体接收到证书后，对实际分配给自己的子任务进行验证，验证通过后，将相关子任务信息上传至本次任务的区块链网络中进行记录。每个节点都包括一个身份认证模块，选定领导节点后，领导节点的身份认证模块用于为每个参与任务的实体颁发证书，并在区块链网络初始化，以及离链节点恢复区块链网络连接时对节点进行身份验证。实体的身份认证模块用于对实际分配给自己的子任务进行验证。

步骤S3、任务执行过程中，对任务链中的数据进行更新。

在任务执行过程中，参与任务的实体需定时使用证书，上传本地的任务相关数据至任务链中，步骤S2中选择的领导节点负责对上传至任务链中的数据进行聚合整理，并对任务发布方和任务交付方提供必要的接口查询任务执行状态信息。

步骤S4、离链节点数据存储与同步。

在任务执行过程中，任务链中的节点可能由于信号等各种原因出现离链的情况，也就是我们通常说的下线。当发生节点离链时，节点在离链期间依然按照预设规则产生并存储数据，不同的是，未离链时将数据直接存储到任务链中，现在由于离链，先将产生的数据存储到离链数据管理模块的数据存储单元，后续再上传至任务链中。

节点恢复连接后，步骤S2中选择的领导节点会对离链节点的证书进行审计，验证节点身份，同时对节点在离链期间产生数据的时间戳进行审查，检查是否与节点离链时间相吻合。

验证通过后，离链节点首先对离链期间任务链中产生的数据进行同步，以确保每个节点维护账本的一致性。之后离链节点将离链期间产生的数据上传至任务链中，领导节点更新聚合结果。

步骤S5、任务交付，销毁任务链。

任务交付之前，第三方可信中心将对任务完成情况进行验证。领导节点整合任务链上存储的各个参与任务的实体最后上传的子任务情况，并将结果上传至第三方可信中心，同时，任务交付方也会上传其实际接收到的任务执行情况至第三方可信中心。第三方可信中心结合任务发布方、领导节点、任务交付方三方上传的数据，对任务完成情况进行验证。

验证通过后，通知区块链管理模块将销毁本次任务生成的区块链网络，释放参与此次任务的实体，实体可继续参与下一次任务。销毁任务链，释放存储空间及其他资源。若验证不通过，则由可信第三方管理员结合区块链数据对任务状态进行人工审核，本次参与任务的实体在审核结束之前不得继续参与下一次任务，直至审核结束。审核结束后，根据可信第三方管理员的审核意见决定本次任务是否结束以及参与实体是否有资格继续参与下一次任务。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。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，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的实质和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的保护范围。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种以任务驱动的短时区块链系统，其特征在于，包括：

区块链管理模块，负责区块链网络创建、运行、销毁全生命周期的管理与维护；根据任务需求选择参与任务的节点，创建短时的区块链网络；根据第三方可信中心的验收结果，决定是否删除当前任务的区块链网络；

离链数据管理模块，用于存储节点离链期间产生的数据，并在节点恢复与区块链网络的连接后，同步区块链网络中在离链期间更新的数据到本地，并将节点在离链期间产生的数据上传至区块链网络中；

身份认证模块，用于为参与任务的节点颁发证书，并在区块链网络初始化，以及离链节点恢复区块链网络连接时对节点进行身份验证；

第三方可信中心，用于通过来自任务发布方、任务交付方和任务链的任务相关数据，检查任务执行情况，若任务完成则通知区块链管理模块销毁该区块链网络。

2.根据权利要求1所述的一种以任务驱动的短时区块链系统，其特征在于：区块链管理模块包括区块链构建单元、区块链运维单元和区块链销毁单元，区块链构建单元负责区块链网络的创建，区块链运维单元负责区块链网络的运行管理与维护，区块链销毁单元负责区块链网络的销毁。

3.根据权利要求1所述的一种以任务驱动的短时区块链系统，其特征在于：离链数据管理模块包括数据存储单元和数据恢复单元。

4.一种以任务驱动的短时区块链方法，包括如下步骤：

步骤S1、根据任务发布方所发布的任务构建当前任务区块链网络；

步骤S2、任务链初始化；

步骤S3、任务执行过程中，对任务链中的数据进行更新；若任务完成，进入步骤S5；若任务未完成，检查是否存在离链节点，若存在离链节点，进入步骤S4，若不存在离链节点，继续步骤S3；

步骤S4、离链节点数据存储与同步；

步骤S5、任务交付，销毁任务链；

步骤S1具体包括：任务发布方发布任务，区块链管理模块接受到任务后，根据任务需求选择参与此次任务的实体，为每个参与任务的实体划分子任务，将每个实体作为区块链中的节点，构建本次任务的区块链网络，简称任务链，每个实体分别维护一个账本；任务发布方将任务相关数据上传至第三方可信中心存储，用于后续验收工作；

步骤S3具体包括：在任务执行过程中，参与任务的实体需定时使用证书，上传本地的任务相关数据至任务链中，步骤S2中选择的领导节点负责对上传至任务链中的数据进行聚合整理，并对任务发布方和任务交付方提供必要的接口查询任务执行状态信息；

步骤S5具体包括：任务交付之前，第三方可信中心对任务完成情况进行验证；领导节点整合任务链上存储的各个参与任务的实体最后上传的子任务情况，并将结果上传至第三方可信中心，同时，任务交付方也会上传其实际接收到的任务执行情况至第三方可信中心；第三方可信中心结合任务发布方、领导节点、任务交付方三方上传的数据，对任务完成情况进行验证；验证通过后，通知区块链管理模块将销毁本次任务生成的区块链网络，释放参与此次任务的实体，实体能够继续参与下一次任务；若验证不通过，则由可信第三方管理员结合区块链数据对任务状态进行人工审核，本次参与任务的实体在审核结束之前不得继续参与下一次任务，直至审核结束；审核结束后，根据可信第三方管理员的审核意见决定本次任务是否结束以及参与实体是否有资格继续参与下一次任务。

5.根据权利要求4所述的一种以任务驱动的短时区块链方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S2具体包括：在参与任务的实体中选择一个作为本次任务的领导节点，领导节点为每个参与任务的实体颁发证书，证书用于实体的身份验证以及区块链上链操作；实体接收到证书后，对实际分配给自己的子任务进行验证，验证通过后，将相关子任务信息上传至本次任务的区块链网络中进行记录。

6.根据权利要求4所述的一种以任务驱动的短时区块链方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S4具体包括：当发生节点离链时，节点在离链期间依然按照预设规则产生并存储数据，先将产生的数据存储到离链数据管理模块的数据存储单元，后续再上传至任务链中；

节点恢复连接后，步骤S2中选择的领导节点对离链节点的证书进行审计，验证节点身份，同时对节点在离链期间产生数据的时间戳进行审查，验证是否与节点离链时间相吻合；

验证通过后，离链节点首先对离链期间任务链中产生的数据进行同步，以确保每个节点维护账本的一致性；之后离链节点将离链期间产生的数据上传至任务链中，领导节点更新聚合结果。

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