CN114297304A - 一种产品信息区块链交易存储方法、服务器及可读介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种产品信息区块链交易存储方法、服务器及可读介质，产品信息区块链包括：主链和侧链，侧链上部署有存储合约，存储方法包括：接收客户端录入的多个产品信息，根据每个产品信息确定该产品信息的哈希地址；以及，将产品信息及其哈希地址组合成多个交易，并发送多个交易至侧链交易节点；侧链交易节点调用存储合约，接收多个交易，从接收到的多个交易中提取合法交易，根据提取到的合法交易生成交易集合；侧链验证节点调用存储合约，对交易集合进行监测，将监测合格的交易集合存储在主链上。本发明所提供的方法通过包括侧链的产品信息区块链网络来分担主链的存储交易验证任务，基于侧链技术有效降低主链的计算压力。

Description

一种产品信息区块链交易存储方法、服务器及可读介质

技术领域

本发明涉及区块链存储技术，尤其涉及一种产品信息区块链交易存储方法、服务器及可读介质。

背景技术

目前，区块链技术凭借其去中心化、多方共识、难以篡改、公开透明、可追溯等特征，在一定程度上能够提供一个相对可信的数据防篡改的解决方案。因此，将区块链技术应用至产品溯源也成为近年来的研究热点，然而对于需要高频交互的产品信息而言，在产品信息的去中心化存储、流转以及共享过程中，容易因为数据的高频流转带来区块链网络的延迟和高吞吐量。如何在资源有限(例如，CPU、带宽、内存、磁盘空间)的前提下实现低延迟和高吞吐量，即如何增强产品信息区块链网络的可扩展性成为急需解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种产品信息区块链交易存储方法、服务器及可读介质，该方法通过侧链技术提升基于区块链的去中心化的产品信息存储技术的可扩展性，提升农产品区块链网络的存储效率。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种产品信息区块链交易存储方法，所述产品信息区块链包括：主链和侧链，所述侧链上部署有存储合约，所述存储方法包括：

接收客户端录入的多个产品信息，根据每个所述产品信息确定该产品信息的哈希地址；以及，将产品信息及其哈希地址组合成多个交易，并发送多个所述交易至侧链交易节点；

侧链交易节点调用所述存储合约，接收多个所述交易，从接收到的多个所述交易中提取合法交易，根据提取到的合法交易生成交易集合，发送至侧链的验证节点；

侧链验证节点调用所述存储合约，对所述交易集合进行监测，将监测合格的交易集合存储在主链上；

其中，所述侧链交易节点、侧链验证节点由所述存储合约按照一定的规则从以太坊节点中选举产生。

根据一种具体的实施方式，上述产品信息区块链交易存储方法中，所述根据提取到的合法交易整合为交易集合，包括：

计算所述合法交易在交易前后的状态数据，根据所述状态数据更新默克尔状态树；

整合一定时间内的多个所述合法交易及其默克尔状态树、合法性验证信息、时间戳信息，生成所述交易集合。

根据一种具体的实施方式，上述产品信息区块链交易存储方法中，将所述交易集合发送至所述区块链网络，包括：

采用BLS算法对所述交易集合进行签名压缩，压缩后将所述交易集合发送至所述区块链网络。

根据一种具体的实施方式，上述产品信息区块链交易存储方法中，所述对所述合法交易集合进行监测，包括：

基于预设窗口期对所述交易集合进行监测，监测所述交易集合在所述预设窗口期内是否被发起信任挑战，若是，则对所述合法交易集合进行验证，若否，则将所述交易集合作为合格的交易集合。

根据一种具体的实施方式，上述产品信息区块链交易存储方法中，所述将监测合格的交易集合存储在主链上，包括：

将监测合格的交易集合存储在主链上，并向所述交易集合对应的交易节点进行完成交易的反馈，以使所述交易节点根据完成交易的交易集合更新当前默克尔状态树。

根据一种具体的实施方式，上述产品信息区块链交易存储方法中，所述接收客户端录入的多个产品信息，包括：

判断录入数据的客户端是否是经过认证的设备，若是，则接收该客户端录入的多个产品信息；若否，则拒收该客户端录入的多个产品信息。

具体的，上述产品信息，包括：农产品名称信息、物流信息、地理位置信息和录入时间信息。

根据一种具体的实施方式，上述产品信息区块链交易存储方法中，所述方法还包括：

在根据每个所述产品信息确定该产品信息的哈希地址后，采用RSA算法对所述哈希地址进行非对称加密。

根据一种具体的实施方式，上述产品信息区块链交易存储方法中，所述存储合约采用VRF在一定周期内随机指定所述交易节点与所述验证节点。

本发明的另一方面，还提供一种服务器，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述产品信息区块链交易存储方法。

本发明的另一方面，还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行上述产品信息区块链交易存储方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明实施例所提供的产品信息区块链交易存储方法，通过包括侧链的产品信息区块链网络来分担主链的存储交易验证任务，基于侧链技术有效降低主链的计算压力；同时基于部署在侧链的存储合约，使得侧链的节点能够根据合约采用整合交易卷(集合)的方式对交易进行批量交易处理，进一步提升存储交易的验证计算效率，提升整个区块链网络的运行速度。

附图说明

图1为本发明示例性实施例的产品信息存储方法流程图；

图2为本发明所提供的产品信息存储服务器架构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

实施例1

图1示出了本发明示例性实施例的产品信息区块链交易存储方法，其中，所述产品信息区块链包括：主链和侧链，所述侧链上部署有存储合约，所述方法包括：

接收客户端录入的多个产品信息，根据每个所述产品信息确定该产品信息的哈希地址；以及，将产品信息及其哈希地址组合成多个交易，并发送多个所述交易至侧链交易节点；

侧链交易节点调用所述存储合约，接收多个所述交易，从接收到的多个所述交易中提取合法交易，根据提取到的合法交易生成交易集合，发送至侧链的验证节点；

侧链验证节点调用所述存储合约，对所述交易集合进行监测，将监测合格的交易集合存储在主链上；

其中，所述侧链交易节点、侧链验证节点由所述存储合约按照一定的规则从以太坊节点中选举产生。

本实施例中，通过包括侧链的产品信息区块链网络来分担主链的存储交易验证任务，基于侧链技术有效降低主链的计算压力；同时基于部署在侧链的存储合约，使得侧链的节点能够根据合约采用整合交易卷(集合)的方式对交易进行批量交易处理，进一步提升存储交易的验证计算效率，提升整个区块链网络的运行速度。

实施例2

可以理解的是，Layer 2(侧链技术)可扩展性方案基于这样一个事实，即，在侧链技术中试图尽可能减少链上执行的事务的数量，使用欺诈证明来取消已发生的无效状态转换。由于欺诈证明是链上事务，我们想尽可能减少在以太坊上发布的欺诈证明的数量。在理想情况下，欺诈永远不会发生，也就不会有欺诈证明发布。因此，在侧链技术中可以通过引入诚信保证金(fidelity bond)来反激励欺诈行为。想要成为交易卷整合者的用户必须首先在以太坊上存入一笔保证金。如果他们的欺诈行为被证明，就会失去保证金。为了激励用户积极发现欺诈行为，交易卷整合者的保证金会被奖励给挑战者。

据此，在一种可能的实现方式中，以Account账户模型和支持智能合约的区块链网络作为本申请实施例的产品信息区块链，例如：以太坊Ethereum、UTXO类型的账户模型(在实施例时，由于UTXO的网络状态大小不会出现大幅变化，因此需要对其中的交易状态数据进行修改以适合UTXO结构)。以以太坊Ethereum作为Layer1区块链(主链)为例，在Layer1区块链的基础上在Layer2(侧链)上部署一个用于负责为产品信息进行存储验证的存储合约。

在一种可能的实现方式中，本实施例所提供的产品信息区块链网络首先需要在以太坊节点中选出侧链交易节点。可选地，可以采用常见的以抵押资金作为门槛，通过选票选举或者指定一小部分群体采用VRF在一定周期内随机指定的方式，从以太坊节点中选出交易节点。基于同样的方式，区块链网络需要从以太坊节点中需要竞选出用于对侧链交易节点进行验证的侧链验证节点。在选出相应的侧链交易节点和侧链验证节点，区块链网络中的其他区块链节点(主链节点)可以用于接收客户端录入的多个产品信息，将产品信息及其哈希地址组合成多个交易，并发送多个所述交易至侧链的交易节点。

具体的，区块链网络中的其他区块链节点可以负责以下内容：1.判断录入数据的客户端是否是经过认证的设备，若是，则接收该客户端录入的多个产品信息；若否，则拒收该客户端录入的多个产品信息；2.根据每个所述产品信息确定该产品信息的哈希地址，并采用RSA算法对所述哈希地址进行非对称加密；3.将产品信息及其加密后的哈希地址组合成多个交易，并发送多个所述交易至侧链的交易节点。

具体的，上述侧链交易节点需要负责以下几个内容：1.向区块链网络质押足够的押金，申请成为交易节点；2.收集其他节点发出的农产品存储交易，并对所收集的交易进行合法性验证，剔除非法交易；3.确保自身默克尔状态树的信息为区块链当前最新的状态信息；4.根据所收集到的合法交易，计算交易前和交易后的状态情况；5.打包一定时间内收集到的合法交易、按照接收的时间戳进行排序，组合成交易集合，在交易集合中附上：自己的数字签名(本实施例，优选DSA算法进行数字签名、或者BLS签名压缩)；6.将数字签名后的交易集合发送到区块链网络中，等待验证节点对交易节点的签名进行窗口期验证(可选地，相应的窗口期为一小时)；7.在验证节点反馈交易确认完成的信息后，根据完成交易的交易区块(交易集合)更新区块链状态与区块内容。可选地，上述对交易合法性进行验证包括：验证交易中的产品信息是否包含农产品的全部特征信息(农产品名称、物流信息、地理位置信息和录入时间信息)。

具体的，上述侧链验证节点需要负责以下内容：1.负责将上述存储合约部署在区块链的侧链上；2.确保自身区块链状态与区块内容同步；3.对存储合约设计调用函数，包括侧链交易节点发送区块所需要的函数、质押资金的函数、验证交易与状态根的函数等；3.在侧链交易节点提交交易集合后，对交易集合进行窗口期监测，在预设窗口期中，监测是否收到用户或者节点发起的交易几何错误的信任挑战，如是，则根据所述信任信任挑战，对该交易集合进行交易内容与状态根的核对。

可以理解的是，由于侧链技术是对交易环境的乐观估计。因此，在验证时，对交易节点采用信任背书的方式。在这种乐观环境下，如果出现了恶意的交易节点(例如：某个农产品交易中包含了异常信息但没有被交易节点所识别、被交易节点认证为合法交易，交易节点忽略某个交易或者加入了某个不存在的交易，交易节点计算了错误的默克尔状态树根，交易节点引用了错误的前置交易集合)此时，用户或者其他节点可以对产生怀疑的交易节点发出信任挑战，用户或者验证节点可以向合约发起操作函数的调用，由验证节点对相应交易节点所提交的怀疑区块进行验证。

在一种可能的实现方式中，对于交易节点忽略某个交易或者加入了某个不存在的交易的情况，其他节点可以上传自己与交易节点的通讯日志向验证节点申请核对。而对于交易节点计算了错误的默克尔状态树根的情况，验证节点则可以截取交易集合中的所有交易数据，重新计算交易状态根与交易集合中提交的状态根是否一致。对于引用错误前置集合，经验证节点确认后，将会向合约调用函数，否定所有引用了错误前置交易集合的交易集合。如果验证节点确定了交易节点出现了违规操作，将会依据设定罚没交易节点的质押资金，并将该资金的一部分奖励给发现交易节点违规操作的其他节点。考虑到部分节点可能向交易节点发起恶意的审查攻击，因此通常需要节点在发起审查请求前质押一部分的押金，如果审查结束后并未发现交易节点的恶意行为，那么发起审查需求的节点之押金将会被罚没。当交易结束窗口期，区块链网络的其它节点将会把产品信息交易进行在主链上进行存储、纳入到整个区块账本中，并根据交易集合中的状态根更新整个区块链网络的交易状态，同时让交易节点根据交易集合更新自身的默克尔树。经上述方法上链存储的产品信息，会附带有时间戳信息，并且所有的内容将会直接储存在主链上，可以经由区块链服务器或者交易节点进行查询并随时按照哈希值和密码，以内容寻址的方式在本地/联网分布式储存网络中取回。

本申请实施例所提供的产品信息存储方案，将区块链的交易验证由链上(主链上)迁移至链下(侧链)，能有效降低区块链主链节点的负担，因此可以将让更多的节点加入到基础Layer1区块链中，提高区块链覆盖率。同时，交易节点将所有交易进行打包发送，可以将交易手续费压缩为1笔交易费用，对于采用手续费模型的区块链将会大幅节省交易手续费消耗；有效提高整个区块链网络的运行效率。

实施例3

在本发明的另一方面，还提供一种服务器，如图2所示，该服务器包括处理器、网络接口和存储器，所述处理器、所述网络接口和所述存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行上述产品信息存储方法。

在本发明的实施例中，处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。处理器读取存储介质中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本发明的另一方面，还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有程序指令，所述程序指令被至少一个处理器执行时，用于实现上述产品信息存储方法。

在一中可能的实现方式中，上述存储介质可以是存储器，例如可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。

其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，简称PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，简称EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，简称EEPROM)或闪存。

易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，简称SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，简称DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，简称SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，简称DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(EnhancedSDRAM，简称ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，简称SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，简称DRRAM)。

本发明实施例描述的存储介质旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

应该理解到，本发明所揭露的系统，可通过其它的方式实现。例如所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，模块之间的通信连接可以是通过一些接口，服务器或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个处理单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或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一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种产品信息区块链交易存储方法，其特征在于，所述产品信息区块链包括：主链和侧链，所述侧链上部署有存储合约，所述存储方法包括：

接收客户端录入的多个产品信息，根据每个所述产品信息确定该产品信息的哈希地址；以及，将产品信息及其哈希地址组合成多个交易，并发送多个所述交易至侧链交易节点；

侧链交易节点调用所述存储合约，接收多个所述交易，从接收到的多个所述交易中提取合法交易，根据提取到的合法交易生成交易集合，发送至侧链的验证节点；

侧链验证节点调用所述存储合约，对所述交易集合进行监测，将监测合格的交易集合存储在主链上；

其中，所述侧链交易节点、侧链验证节点由所述存储合约按照一定的规则从以太坊节点中选举产生。

2.如权利要求1所述的产品信息区块链交易存储方法，其特征在于，所述根据提取到的合法交易整合为交易集合，包括：

计算所述合法交易在交易前后的状态数据，根据所述状态数据更新默克尔状态树；

整合一定时间内的多个所述合法交易及其默克尔状态树、合法性验证信息、时间戳信息，生成所述交易集合。

3.如权利要求2所述的产品信息区块链交易存储方法，其特征在于，将所述交易集合发送至所述区块链网络，包括：

采用BLS算法对所述交易集合进行签名压缩，压缩后将所述交易集合发送至所述区块链网络。

4.如权利要求1-3任一所述的产品信息区块链交易存储方法，其特征在于，所述对所述合法交易集合进行监测，包括：

基于预设窗口期对所述交易集合进行监测，监测所述交易集合在所述预设窗口期内是否被发起信任挑战，若是，则对所述合法交易集合进行验证，若否，则将所述交易集合作为合格的交易集合。

5.如权利要求4所述的产品信息区块链交易存储方法，其特征在于，所述将监测合格的交易集合存储在主链上，包括：

将监测合格的交易集合存储在主链上，并向所述交易集合对应的交易节点进行完成交易的反馈，以使所述交易节点根据完成交易的交易集合更新当前默克尔状态树。

6.如权利要求1-3任一所述的产品信息区块链交易存储方法，其特征在于，所述接收客户端录入的多个产品信息，包括：

判断录入数据的客户端是否是经过认证的设备，若是，则接收该客户端录入的多个产品信息；若否，则拒收该客户端录入的多个产品信息。

7.如权利要求6所述的产品信息区块链交易存储方法，其特征在于，所述方法还包括：

在根据每个所述产品信息确定该产品信息的哈希地址后，采用RSA算法对所述哈希地址进行非对称加密。

8.如权利要求1-3任一所述的产品信息区块链交易存储方法，其特征在于，所述存储合约采用VRF在一定周期内随机指定所述交易节点与所述验证节点。

9.一种服务器，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～8任一权利要求所述的产品信息区块链交易存储方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～8任一权利要求所述的产品信息区块链交易存储方法。

Images