CN114338715B - 数据同步方法、区块链系统、终端设备及存储介质 - Google Patents
数据同步方法、区块链系统、终端设备及存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本申请适用于区块链技术领域，提供了一种数据同步方法、区块链系统、终端设备及存储介质，该方法应用于区块链系统，该方法包括：第一节点获取第二节点当前检查点的第一聚合快照，第一节点为区块链系统中任意一个从节点，第二节点为区块链系统中与第一节点建立通信连接的任意一个节点；第一节点验证第一聚合快照的有效性；若第一聚合快照有效，则第一节点从第一聚合快照中获取第一快照；第一节点根据第一快照更新第一节点的数据。上述方法可以提高区块链中区块数据的同步效率。
Description
技术领域
本申请属于区块链技术领域，尤其涉及一种数据同步方法、区块链系统、终端设备及存储介质。
背景技术
区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链本质上是一个去中心化的数据库，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次网络交易的信息，用于验证其信息的有效性和生成下一区块。区块链一般被划分为三种类型：公共链、私有链和联盟链。其中，联盟链也称为共同体区块链，是指其共识过程收到预选节点控制的区块链，为公有链和私有链的混合，可实现“部分去中心化”。联盟链上各个节点通常有与之相对应的实体机构或者组织；参与者通过授权加入网络并组成利益相关联盟，共同维护区块链运行。
在传统联盟链中，通常采用快照机制进行数据同步。在快照机制中，为了确定快照的有效性，需要经过共识模块的多轮信息交互，这将会大大降低区块数据的同步效率。
发明内容
本申请实施例提供了一种数据同步方法、区块链系统、终端设备及存储介质，可以提高区块链中区块数据的同步效率。
第一方面，本申请实施例提供了一种数据同步方法，应用于区块链系统，该方法包括：
第一节点获取第二节点当前检查点的第一聚合快照，所述第一节点为所述区块链系统中任意一个从节点，所述第二节点为所述区块链系统中与所述第一节点建立通信连接的任意一个节点；
所述第一节点验证所述第一聚合快照的有效性；
若所述第一聚合快照有效，则所述第一节点从所述第一聚合快照中获取第一快照；
所述第一节点根据所述第一快照更新所述第一节点的数据。
第二方面，本申请实施例提供了一种区块链系统，所述区块链系统包括一个主节点和多个从节点，所述区块链系统用于实现上述第一方面中任一项所述的数据同步方法。
第三方面，本申请实施例提供了一种终端设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面中任一项所述的数据同步方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述的数据同步方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述第一方面中任一项所述的数据同步方法。
本申请第一方面实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过第一节点获取第二节点当前检查点的第一聚合快照，第一节点为区块链系统中任意一个从节点，第二节点为区块链系统中与第一节点建立通信连接的任意一个节点，第一聚合快照包括区块链系统中多个节点对第一快照进行签名后的聚合签名；第一节点验证第一聚合快照的有效性；若第一聚合快照有效，说明区块链系统中存在足够多个节点对第一快照进行过签名确认，则第一节点从第一聚合快照中获取第一快照；第一节点根据第一快照更新第一节点的数据，这样通过对获取到的其他节点当前检查点的第一聚合快照进行有效性验证即可，无需经过共识模块的多轮信息交互，大大提高验证快照有效性的效率，从而提升区块数据的同步效率，而且由于有效的第一聚合快照是经过足够多个节点对第一快照进行过签名确认的快照，所以根据从第一聚合快照中获取的第一快照更新第一节点的数据还能够保证同步到的数据的可信度。
可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，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是本申请实施例的区块链系统的结构示意图；
图2是本申请一实施例提供的从节点生成检查点消息的流程示意图；
图3是本申请一实施例提供的数据同步方法的流程示意图；
图4是图3中步骤S304的实现过程示意图；
图5是本申请一实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当……时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
本申请实施例提供的数据同步方法应用于区块链系统。其中，参照图1，是本申请实施例提供的区块链系统的示意图。如图1所示，区块链系统100中包括一个主节点110和多个从节点120。具有该组成结构的区块链系统适用于联盟链或者私有链。需要说明的是，区块链系统中主节点可通过共识算法确定。其中，在区块链系统中需要运行共识算法产生区块并且按照一致的顺序执行区块，从而保证链上所有节点的状态一致。多个从节点中的多个指的是大于或者等于2个。
需要说明的是，采用本申请实施例的数据同步方法提升区块数据同步效率的关键在于聚合快照，如何生成聚合快照并且在区块链系统节点之间共识，下面就一可选的实现方式来具体说明。
在一种可能的实现方式中，参见图2，是本申请实施例提供的聚合快照的生成方法流程示意图。如图2所示，本申请实施例的上述方法还包括：
S201，当第一节点达到第三区块高度，第一节点生成第二快照，第二快照包括第三区块高度、第一节点中第三区块高度对应区块的第四哈希值和第二账本信息。
这里，第一节点达到第三区块高度，该第三区块高度为一个检查点，第一节点的区块高度达到该检查点，主动生成第二快照Sh＝<h,d,L>i，其中，i为第一节点的标识，h为第三区块高度，d为第三区块高度对应的区块的第四哈希值，L为第二账本信息。
需要说明的是，检查点与区块高度之间具有对应关系，可以是每K个区块设置一个检查点，K为正整数。这里区块高度是指连接在区块链上的区块数。也就是说，检查点是指某个区块高度。当节点已经执行到该区块高度时，会主动生成快照。K的取值越小，数据同步的频率越高；K的取值越大，数据同步的频率越低；可以根据实际需求设定K的取值。
S202，第一节点根据第一节点的私钥对第二快照进行签名，得到第一签名。
具体的，第一节点根据第一节点的私钥对第二快照中的第四哈希值进行加密，得到第一签名。第一签名用于表明第二快照是被第一节点确认过的，第一签名记为pi＝Signi(Sh)。
需要说明的是，区块链系统中的每个节点都具有自己的私钥，节点可以使用自己的私钥对第二快照进行签名。其中，区块链系统中多个节点的私钥一起可以对应一个公钥，也可以是，每个节点的私钥具有与之对应的公钥，这里不做具体限定。其中，当区块链系统中多个节点中各个节点的私钥对应一个唯一的公钥时，每个节点都有一个相同的公钥；当区块链系统中每个节点的私钥具有与之对应的公钥时，每个节点都有一个相同的公钥列表，该公钥列表包括各个节点的公钥。
S203，第一节点向区块链系统中的主节点发送第一检查点消息，第一检查点消息包括第二快照和第一签名。
这里，第一检查点消息记为<CHECK,pi,Sh>。
需要说明的是，第一节点将第二快照和第一签名组合作为第一检查点消息发送给主节点，一者是为了告知主节点发送的第二快照是被第一节点签名确认的快照，二者是便于主节点在本地与来自其他节点的第一检查点消息中的第二快照进行快速比较，确认是否是相同区块高度上的快照。若相同，则主节点直接将这些节点对应的第一签名进行聚合，得到聚合签名，进而提升主节点生成聚合快照的效率。
据此，下面具体说明主节点生成聚合快照并且在区块链系统节点之间共识的过程。
在一种可能的实现方式中，本申请实施例的上述方法还包括：
当主节点获取到N组第一检查点消息，判断N组第一检查点消息中的第三区块高度是否一致、且第四哈希值是否一致。
若N组第一检查点消息中的第三区块高度一致、且第四哈希值一致，则主节点将N组第一检查点消息中的第一签名进行聚合，得到聚合签名，其中，N组第一检查点消息分别由不同的节点生成，N由区块链系统中节点的个数确定。
主节点将第二快照和聚合签名生成第二聚合快照。
主节点向区块链系统中的从节点广播第二聚合快照。
需要说明的是，N组第一检查点消息分别由不同的节点生成。区块链系统中不同节点生成的检查点消息均称作第一检查点消息。
比如，节点1生成的第一检查点消息包括第二快照a1和第一签名a2；节点2生成的第一检查点消息包括第二快照b1和第一签名b2，其中，第二快照a1与第二快照b1可能相同也可能不同。
主节点接收第一节点发送的第一检查点消息，也接收其他节点向主节点发送的第一检查点消息，主节点自己在达到第三区块高度时，也会生成第二快照，并根据主节点的私钥对第二快照进行签名，得到第一签名，最后得到包括第二快照和第一签名的第一检查点消息。
其中，N由区块链系统中节点的个数确定。可选的，N由区块链系统中节点的总个数R和区块链系统中容错故障节点的个数f共同确定。其中，N＝R-f。
在这里N是能够保证若区块链系统中存在节点的恶意行为不会引发集群状态的异常的法定人数。
可选的，当区块链系统具有3f+1个节点时，需要有2f+1个节点对某个行为进行确认，这样才能够保证该行为不会引发集群状态的异常，其中2f+1即为法定人数，因此f＝(R-1)/3。比如，区块链系统中有4个节点，根据该公式计算得到容错故障节点的个数为1，则法定人数N为3。
这里，主节点在第一节点发送第一检查点消息之前，可能就已经获取到N组第一检查点消息，并基于该N组第一检查点消息生成了聚合快照。所以主节点接收到第一节点发送的第一检查点消息后，可判断是否生成了对应第三区块高度的聚合快照，若没有，则判断是否获取到N组第一检查点消息；若已经生成第二聚合快照，则主节点向区块链系统中的从节点广播第二聚合快照。
需要说明的是，在每个相同的检查点(预设的区块高度)，各个节点生成的快照是相同的，相应的，在第三区块高度上，主节点生成的第二聚合快照包括第二快照和N个节点对第二快照的第一签名聚合后的聚合签名。
可选的，主节点可通过聚合签名算法，将N组第一检查点消息中的第一签名进行聚合，得到聚合签名。这里，聚合签名可记为sig＝Agg({pi})，第二聚合快照记为Vh＝<Sh,sig>。
比如，区块链系统中存在一个主节点和三个从节点，该四个节点均采用同一聚合签名算法，具体的，四个节点各自具有一个私钥，所有节点的私钥对应一个唯一的公钥，在节点生成部分签名时，使用自己的私钥签名；最后，主节点采用聚合签名算法生成聚合签名。
当从节点通过主节点的广播获取到第二聚合快照，使用公钥或者公钥列表对第二聚合快照进行验证，并在验证通过后，记录该第二聚合快照。
具体的，若区块链系统中N个节点中各个节点的私钥，对应一个唯一的公钥，则从节点利用该公钥验证第二聚合快照中的聚合签名，若验证通过，则说明有N个节点对第二快照进行过签名确认，则第二聚合快照是可信有效的。若区块链系统中每个节点的私钥具有与之对应的公钥时，则从节点通过第二聚合快照中聚合签名中的节点标识，利用公钥列表中与聚合签名中的节点标识对应的节点的公钥验证第二聚合快照中聚合签名的有效性，若验证通过，说明存在N个节点对第二快照进行过签名确认，第二聚合快照是可信有效的。
需要说明的是，若区块链系统中每个节点的私钥具有与之对应的公钥时，主节点将N个第一签名以及N个第一签名各自对应的节点标识进行聚合，得到聚合签名。
这里从节点对第二聚合快照进行验证的目的在于防止主节点聚合生成一个错误的聚合快照，保证所记录的聚合快照是有效的。
在区块链系统中各节点正常运行的情况下，各节点均记录有检查点对应的聚合快照，这样方便后续区块链系统中状态落后的节点快速实现数据同步。
下面结合应用场景就一实例说明上述数据同步过程。
联盟链中包括A、B、C、D四个节点，该四个节点组成联盟链共识集群。其中，其中，A、B、C状态正常，而D由于暂时宕机而处于异常状态，A、B、C、D都拥有共同的初始聚合快照S0。联盟链共识集群中，如果节点总数为N时，可以容纳最多(N-1)/3个异常节点，因此节点A、B、C正常推进共识以生成区块，同时生成最新的聚合快照Sh，其中h为当前稳定的区块高度。
而此时，节点D由于发生宕机，自身的聚合快照依然停留在S0。当节点D重启时，会逐一与A、B、C尝试建立网络连接，只要节点D与其中某个节点建立连接，例如与节点A建立连接后，节点D通过心跳消息可以感知到当前状态落后于节点A，节点D从节点A获取到聚合快照Sh并能够验证聚合快照Sh的有效性，从而同步从区块高度为0到区块高度为h的可靠的区块数据。
在聚合快照在区块链系统节点之间共识之后，参照图3，是本申请实施例提供的数据同步方法的流程示意图。如图3所示，数据同步方法详述如下。
步骤S301，第一节点获取第二节点当前检查点的第一聚合快照，第一节点为区块链系统中任意一个从节点，第二节点为区块链系统中与第一节点建立通信连接的任意一个节点。
其中，第一聚合快照包括第一快照和N个节点分别对第一快照的第二签名聚合后的聚合签名。
步骤S302，第一节点验证所述第一聚合快照的有效性。
这里，由于同一聚合快照中的聚合签名是区块链系统中N个节点分别对同一快照的签名的聚合，所以聚合快照有效性的验证可通过验证聚合签名实现，具体的，若区块链系统中N个节点中各个节点的私钥，对应一个唯一的公钥，则第一节点利用该公钥验证第一聚合快照中的聚合签名，若验证通过，则说明存在N个节点对第一快照进行过签名确认，第一快照是可信有效的。若区块链系统中每个节点的私钥具有与之对应的公钥时，则第一节点通过第一聚合快照中聚合签名中的节点标识，利用公钥列表中与聚合签名中的节点标识对应的节点的公钥验证第一聚合快照中的聚合签名的有效性，若验证通过，则说明存在N个节点对第一快照进行过签名确认，第一快照是可信有效的。上述快照有效性的验证过程无需经过共识模块的多轮信息交互，大大提高验证快照的有效性的效率。
步骤S303，若第一聚合快照有效，则第一节点从第一聚合快照中获取第一快照。
步骤S304，第一节点根据第一快照更新第一节点的数据。
具体的，第一节点根据第一快照更新第一节点的数据包括更新第一节点的账本信息和第一节点的区块数据。由于采用上述快照有效性的验证过程，无需经过共识模块的多轮信息交互，大大提高验证快照的有效性的效率，进而区块数据的同步效率上也得到了提升。
在一种可能的实现方式中，在步骤S302之后，上述方法还包括：
若第一聚合快照无效，则第一节点获取第四节点当前检查点的第三聚合快照，第四节点为区块链系统中除所述第二节点外、与第一节点建立通信连接的任意一个节点；第一节点通过第四节点的公钥验证第三聚合快照的有效性；若第三聚合快照有效，则第一节点从第三聚合快照中获取第三快照；第一节点根据第三快照更新第一节点的数据。
需要说明的是，除暂时宕机的节点，区块链系统中的其他节点都记录有最新的且相同的聚合快照，若第一节点在对第二节点的第一聚合快照的验证失败，说明第二节点下的区块数据被篡改、不可信，该情况下可以通过上述实现方式，向除第二节点外的其他节点的聚合快照进行验证，从而确保第一节点数据同步的顺利完成。
一般情况下，需要进行同步数据的节点通常是区块链系统中参与共识的状态落后的节点，比如，由于暂时宕机而处于异常状态的节点，其区块高度低于区块链系统中其他节点的区块高度，此时需要同步数据，所以相应的，在一种可能的实现方式中，步骤S301的实现过程可以包括：
第一节点获取第一节点当前检查点的区块高度，得到第一区块高度；
第一节点获取第二节点当前检查点的区块高度，得到第二区块高度；
若第一区块高度低于第二区块高度，则第一节点获取第二节点当前检查点的第一聚合快照。
这里，比如第一节点是由于暂时宕机而处于异常状态的节点，且此时第一节点被重新启动，在第一节点与第二节点建立通信连接的过程中，双方交换各自当前检查点的区块高度，以确认自己的共识状态是否落后。
具体的，第一节点获取第二节点当前检查点的第一聚合快照的实现过程如下：
第一节点向第二节点发送区块同步请求，以指示第二节点返回第二节点当前检查点的第一聚合快照；第一节点接收第二节点发送的第一聚合快照。
可选的，第一快照包括第二区块高度、第二节点中第二区块高度对应区块的第一哈希值和第一账本信息。相应的，在一种可能的实现方式中，如图4所示，步骤S304的实现过程可以包括：
S3041，第一节点将第一节点的账本信息替换为第一账本信息。
需要说明的是，账本信息是区块链、以及与区块链同步的状态数据库的统称。其中，区块链是以文件系统中的文件的形式来记录交易；状态数据库是以不同类型的键(Key)值(Value)对的形式来记录区块链中的交易，用于支持对区块链中交易的快速查询。其中，账本信息可以根据不同区块链系统的设计的不同进行适应性改动，账本信息包括但不限于账户余额、集群配置等内容。
这里，由于第一快照中包括第一账本信息，第一节点同步数据的过程中，将第一节点的账本信息替换为第一账本信息能够加速区块同步过程。
S3042，第一节点根据第二节点中第二区块高度对应区块的区块数据，计算得到第二哈希值。
为了便于理解下面对于区块的哈希值的概念进行解释说明。
首先介绍哈希值的概念，哈希值是将任意长度的输入字符串转换为密码并进行固定输出的过程。哈希值不是一个“密码”。我们不能通过哈希值来检索原始数据，它是一个单向的加密函数。
每一个区块包含的内容有数据信息、本区块的哈希值以及上一个区块的哈希值。区块中的数据信息即区块数据，主要是交易双方的地址与此次交易数量还有交易时间等信息。而哈希值就是寻找到区块，继而了解到这些区块信息的钥匙。
具体的，区块链通过哈希算法对一个区块中的区块数据进行加密，并把信息压缩成由一串数字和字母组成的散列字符串。也就是说，区块链的哈希值能够唯一而精准地标识一个区块，区块链系统中任意节点通过简单的哈希计算可以获得这个区块的哈希值。
S3043，若第一哈希值和第二哈希值一致，则第一节点将第二节点中第一目标区块的区块数据添加到第一节点，其中，第一目标区块包括第一区块高度对应区块与第二区块高度对应区块之间的区块、以及第二区块高度对应的区块。
这里，若第一哈希值和第二哈希值一致，则说明第二节点的区块数据没有被篡改，第一目标区块的区块数据是可靠的数据，则第一节点将第二节点中第一目标区块的区块数据添加到第一节点。
第二区块高度是第二节点当前检查点的区块高度，即第二节点当前的最高区块高度。通过上述方法，相当于通过验证第二节点当前的最高区块高度对应哈希值的有效性，来验证第二节点中第一目标区块的区块数据的可靠性，有效减少了验证过程中数据的处理量，提高了验证效率。
S3044，若第一哈希值和第二哈希值不一致，则第一节点根据第三节点中的第一目标区块的区块数据更新第一节点的区块数据，其中，第三节点为区块链系统中除第二节点外、与第一节点建立通信连接的任意一个节点。
需要说明的是，若第一哈希值和第二哈希值不一致，则说明第二节点的区块数据被篡改，来自第二节点的第一目标区块的区块数据不可信，此时为了保证第一节点可以顺利完成数据同步，则第一节点执行本步骤，也就是根据除了第二节点外、且与第一节点建立通信连接的第三节点中的第一目标区块的区块数据更新第一节点的区块数据。
相应的，在一种可能的实现方式中，步骤S3044的实现过程可以包括：
第一节点根据第三节点中第二区块高度对应区块的区块数据，计算得到第三哈希值；若第一哈希值和第三哈希值一致，则第一节点将第三节点中第一目标区块的区块数据添加到第一节点。
示例性的，从聚合快照生成到通过聚合快照进行区块同步说明数据同步的实现过程，包括：当前集群中共有A’、B’、C’、D’四个节点，此时，法定人数为3，在聚合快照生成过程中，对应的参数R＝4，N＝3，当前主节点为B’。
S1：节点A’到达检查点10，且检查点10对应的区块对应哈希值为d，账本信息为L，则生成快照S10，并采用自身的私钥对快照S10签名获得签名pA，并通过检查点消息将自身生成的快照S10与签名pA告知主节点B’。
S2：主节点B’在接收来自其他节点的在区块高度10的检查点消息的同时，自身也会在区块高度10的检查点生成快照与签名，当获得来自3个节点针对区块高度10的快照与签名后(含自身)，进行签名聚合，获得聚合签名sig，生成聚合快照V10＝<S10,sig>，将该聚合快照广播给所有节点。
S3：当节点收到主节点B’生成的聚合快照后，采用公钥列表对聚合签名sig进行验证，验证通过后，记录该聚合快照V10。
S4：若在步骤S1～S3中，节点A’、B’、C’的行为正常，而节点D’由于宕机高度落后于这三个节点，假设高度为0，此时，重启节点D’，节点D’尝试进行区块同步；
S5：当节点D’与节点A’建立通信连接时，通过信息交互得知节点A’已经在区块高度10获得聚合快照，此时，节点D’向节点A’请求该最新的聚合快照V10。
S6：节点A’将聚合快照V10发送给节点D’，节点D’采用公钥列表对该聚合快照V10的聚合签名sig进行验证，验证通过后，根据该该聚合快照V10包含的快照信息S10更新自己的账本信息；如果验证失败，则继续等待与节点B’、C’建立通信连接后，向其请求最新的聚合快照进行数据同步。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本申请实施例还提供一种区块链系统，该区块链系统包括一个主节点和多个从节点，该区块链系统用于实现上述数据同步方法。
本申请实施例还提供了一种终端设备，参见图5，该终端设备400可以包括：至少一个处理器410、存储器420以及存储在所述存储器420中并可在所述至少一个处理器410上运行的计算机程序，所述处理器410执行所述计算机程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤，例如图3所示实施例中的步骤S301至步骤S304。
示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器420中，并由处理器410执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序段，该程序段用于描述计算机程序在终端设备400中的执行过程。
本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器410可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。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。
存储器420可以是终端设备的内部存储单元，也可以是终端设备的外部存储设备，例如插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。所述存储器420用于存储所述计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器420还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(ExtendedIndustry Standard Architecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
本申请实施例提供的数据同步方法可以应用于计算机、平板电脑、笔记本电脑、上网本、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等终端设备上，本申请实施例对终端设备的具体类型不作任何限制。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的终端设备、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。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，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被一个或多个处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。
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，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被一个或多个处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。
同样，作为一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种数据同步方法，应用于区块链系统，其特征在于，所述方法包括：
第一节点获取第二节点当前检查点的第一聚合快照，所述第一节点为所述区块链系统中任意一个从节点，所述第二节点为所述区块链系统中与所述第一节点建立通信连接的任意一个节点，所述第一聚合快照包括所述区块链系统中多个节点对第一快照进行签名后的聚合签名；
所述第一节点验证所述第一聚合快照的有效性；
若所述第一聚合快照有效，则所述第一节点从所述第一聚合快照中获取第一快照；
所述第一节点根据所述第一快照更新所述第一节点的数据。
2.如权利要求1所述的数据同步方法，其特征在于，所述第一节点获取第二节点当前检查点的第一聚合快照，包括：
所述第一节点获取所述第一节点当前检查点的区块高度，得到第一区块高度；
所述第一节点获取所述第二节点当前检查点的区块高度，得到第二区块高度；
若所述第一区块高度低于所述第二区块高度，则所述第一节点获取所述第二节点当前检查点的第一聚合快照。
3.如权利要求2所述的数据同步方法，其特征在于，所述第一快照包括所述第二区块高度、所述第二节点中所述第二区块高度对应区块的第一哈希值和第一账本信息；
所述第一节点根据所述第一快照更新所述第一节点的数据，包括：
所述第一节点将所述第一节点的账本信息替换为所述第一账本信息；
所述第一节点根据所述第二节点中所述第二区块高度对应区块的区块数据，计算得到第二哈希值；
若所述第一哈希值和所述第二哈希值一致，则所述第一节点将所述第二节点中第一目标区块的区块数据添加到所述第一节点，其中，所述第一目标区块包括所述第一区块高度对应区块与所述第二区块高度对应区块之间的区块、以及所述第二区块高度对应的区块；
若第一哈希值和第二哈希值不一致，则所述第一节点根据第三节点中的所述第一目标区块的区块数据更新所述第一节点的区块数据，其中，所述第三节点为所述区块链系统中除所述第二节点外、与所述第一节点建立通信连接的任意一个节点。
4.如权利要求3所述的数据同步方法，其特征在于，所述第一节点根据所述第三节点中的所述第一目标区块的区块数据更新所述第一节点的区块数据，包括：
所述第一节点根据所述第三节点中所述第二区块高度对应区块的区块数据，计算得到第三哈希值；
若所述第一哈希值和所述第三哈希值一致，则所述第一节点将所述第三节点中所述第一目标区块的区块数据添加到所述第一节点。
5.如权利要求1所述的数据同步方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述第一节点达到第三区块高度，所述第一节点生成第二快照，所述第二快照包括所述第三区块高度、所述第一节点中所述第三区块高度对应区块的第四哈希值和第二账本信息；
所述第一节点根据所述第一节点的私钥对所述第二快照进行签名，得到第一签名；
所述第一节点向所述区块链系统中的主节点发送第一检查点消息，所述第一检查点消息包括所述第二快照和所述第一签名。
6.如权利要求5所述的数据同步方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述主节点获取到N组第一检查点消息，判断所述N组第一检查点消息中的第三区块高度是否一致、且所述第四哈希值是否一致；
若所述N组第一检查点消息中的第三区块高度一致、且所述第四哈希值一致，则所述主节点将所述N组第一检查点消息中的第一签名进行聚合，得到聚合签名，其中，所述N组第一检查点消息分别由不同的节点生成，所述N由所述区块链系统中节点的个数确定；
所述主节点将所述第二快照和所述聚合签名生成第二聚合快照；
所述主节点向所述区块链系统中的从节点广播所述第二聚合快照。
7.如权利要求1所述的数据同步方法，其特征在于，在所述第一节点通过所述第二节点的公钥验证所述第一聚合快照的有效性之后，所述方法还包括：
若所述第一聚合快照无效，则所述第一节点获取第四节点当前检查点的第三聚合快照，所述第四节点为所述区块链系统中除所述第二节点外、与所述第一节点建立通信连接的任意一个节点；
所述第一节点通过所述第四节点的公钥验证所述第三聚合快照的有效性；
若所述第三聚合快照有效，则所述第一节点从所述第三聚合快照中获取第三快照；
所述第一节点根据所述第三快照更新所述第一节点的数据。
8.一种区块链系统，其特征在于，所述区块链系统包括一个主节点和多个从节点，所述区块链系统用于实现权利要求1至7任一项所述的数据同步方法。
9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的数据同步方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的数据同步方法。
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