CN114938380B - 一种适用于区块链的数据共享系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及数据共享技术领域，具体而言，涉及一种适用于区块链的数据共享系统及方法，所述方法包括：第一共识节点随机在多个订阅节点中选出部分订阅节点记为第一同步节点，将第一区块数据分发至第一同步节点；第一同步节点随机向部分第二同步节点广播所述第一区块数据的第一区块高度值；所述部分第二同步节点将检测本地区块链公共账本的区块高度值，并在本地区块链公共账本的区块高度值小于所述第一区块高度值时，向所述第一同步节点拉取所述第一区块数据，共识节点仅向部分订阅了该共识节点的同步节点发放区块数据，进而减轻共识节点的运行压力，收到区块数据的订阅节点向其他同步节点发送区块数据，进而实现区块数据在全网共识。

Description

一种适用于区块链的数据共享系统及方法
技术领域
本发明涉及数据共享技术领域，具体而言，涉及一种适用于区块链的数据共享系统及方法。
背景技术
区块链技术构建在传输网络(也可称为区块链网络)之上，传输网络中的分布式节点设备(以下简称为节点)通过运行区块链程序，实现以预设共识策略生成区块数据，并利用链式数据结构验证与存储区块数据，最终实现了数据防篡改机制，为业务开展提供了安全可信的技术新思路。
而在现有的区块链运行场景中，区块链中仅有部分节点需要参与到共识业务中，其余节点仅需同步共识节点的上的业务共识数据即可，其次，随着区块链节点数量的增加，导致数据共识速度越来越慢，进而导致整体区块链的业务处理速度达不到实际需求，因此如何加快区块链业务处理速度是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于区块链的数据共享系统及方法，以改善上述问题。
为了实现上述目的，本申请实施例提供了如下技术方案：
一方面，本申请实施例提供了一种适用于区块链的数据共享系统，包括：多个共识节点，所述共识节点用于参与区块链业务的执行，并得到执行结果对应的区块数据；多个同步节点，所述同步节点用于同步所述共识节点上的区块数据；
其中，一个共识节点接收多个同步节点的订阅，且每个同步节仅可订阅一个共识节点，当有新区块数据生成时，共识节点会随机在多个订阅了其的同步节点中随机选出部分同步节点进行新区块数据的发放。
第二方面，本申请实施例提供一种适用于区块链的数据共享方法，所述方法包括：
第一共识节点随机在多个订阅节点中选出部分订阅节点，并将被选中的部分订阅节点记为第一同步节点，所述订阅节点为订阅了第一共识节点的同步节点；
第一共识节点将第一区块数据分发至每个所述第一同步节点；
第一同步节点随机向部分第二同步节点广播所述第一区块数据的区块高度值，记为第一区块高度值，所述第二同步节点为在区块链中的其他同步节点；
接收到第一区块高度值的部分所述第二同步节点将检测本地区块链公共账本的区块高度值，并在本地区块链公共账本的区块高度值小于所述第一区块高度值时，向所述第一同步节点拉取所述第一区块数据。
可选地，所述第一共识节点将第一区块数据分发至每个所述第一同步节点之后，还包括：
新建第一心跳线程，所述第一心跳现场用于定期向第一共识节点对应的订阅节点发送第一区块高度值，以使所述订阅节点定期检测本地区块链公共账本的区块高度值，并在本地区块链公共账本的区块高度值小于所述第一区块高度值时，向所述第一同步节点拉取所述第一区块数据。
可选地，所述第一共识节点随机在多个订阅节点中选出部分订阅节点之后，还包括：
第一共识节点对每个所述订阅节点新建一个第二心跳线程，并在所述订阅节点反馈任一响应后，重置所述第二心跳线程，所述第二心跳线程用于使所述第一共识节点知晓所述订阅节点的在线情况以及通知所述订阅节点当前共识节点的区块高度；
订阅节点在收到第二心跳线程发送的心跳通知后，截取心跳通知中的第一区块高度值；
订阅节点检测本地区块链公共账本的区块高度值与第一区块高度值是否相同，并在不相同的情况下，检测本地节点服务器的任务池中是否存在区块数据同步任务，若存在，则向第一共识节点回复在线确认信息，以使所述第一共识节点知晓订阅节点的在线状态信息，若不存在，则向第一共识节点发送第一区块数据同步请求，以使所述第一共识节点将第一区块数据发送至所述订阅节点。
本发明的有益效果为：
本发明通过将区块链中的节点分为共识节点和同步节点，共识节点用于处理业务共识，同步节点同步共识节点上的共识数据局即可，减少区块链参与共识业务的节点，进而简化数据共识的步骤，进而提高区块链业务处理能力；
其次，在同步节点拉取共识节点上的共识数据(区块数据)时，共识节点仅向部分订阅了该共识节点的同步节点发放区块数据，进而减轻共识节点的运行压力，然后得到区块数据的同步节点(第一同步节点)随机向区块链中其他同步节点发送其当前区块高度，以使其他没有该高度区块数据的同步节点向第一同步节点拉取数据，进而使共识节点上的区块数据在全网进行共享。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例中所述的一种适用于区块链的数据共享方法-共识节点分发区块数据的流程示意图；
图2是本发明实施例中所述的一种适用于区块链的数据共享方法-订阅节点分发区块链数据的流程示意图；
图3是本发明实施例中所述的一种适用于区块链的数据共享方法中固定间隔心跳维护的示意图；
图4是本发明实施例中所述的一种适用于区块链的数据共享方法中多个间隔心跳维护的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号或字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
本实施例提供了一种适用于区块链的数据共享系统，所述系统包括多个共识节点和多个同步节点。
多个共识节点，所述共识节点用于参与区块链业务的执行，并得到执行结果对应的区块数据；
多个同步节点，所述同步节点用于同步所述共识节点上的区块数据；
其中，一个共识节点接收多个同步节点的订阅，且每个同步节仅可订阅一个共识节点，当有新区块数据生成时，共识节点会随机在多个订阅了其的同步节点中随机选出部分同步节点进行新区块数据的发放。
实施例2
如图1、2所示，本实施例提供了一种适用于区块链的数据共享方法，所述方法包括步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4：
步骤S1.第一共识节点随机在多个订阅节点中选出部分订阅节点，并将被选中的部分订阅节点记为第一同步节点，所述订阅节点为订阅了第一共识节点的同步节点；
在步骤S1之前，共识节点执行多个业务，得到多个业务的执行结果，并将执行结果封装成区块数据，每个区块数据上均标识由该区块的高度值，区块的高度值越高，代表区块越新即区块的生成时间越晚；
步骤S2.第一共识节点将第一区块数据分发至每个所述第一同步节点，其中第一区块数据为共识节点新生成的一个区块数据，其高度值为当前区块链公共账本中最大的；
步骤S3.第一同步节点随机向部分第二同步节点广播所述第一区块数据的区块高度值，记为第一区块高度值，所述第二同步节点为在区块链中的其他同步节点；
应当说明的是，第一同步节向其他同步节点广播的是第一区块数据的区块高度值，而非整个区块数据，进而减少网络数据的传输量，进而降低广播成本和速度；其次，多个第一同步节点随机向部分除它自身以外的同步节点广播第一区块高度，进而使区块链中的大部分同步节点均能收到第一区块高度；
步骤S4.接收到第一区块高度值的所述部分第二同步节点将检测本地区块链公共账本的区块高度值，并在本地区块链公共账本的区块高度值小于所述第一区块高度值时，向所述第一同步节点拉取所述第一区块数据。
本实施例通过将第一共识节点产生的第一区块数据(新区块数据)分发给部分订阅了第一共识节点的订阅节点，而对于那些没有从第一共识节点得到最新区块数据的大部分订阅节点，可以通过已得到第一区块数据的同步节点获得最新的区块数据，通过该方式有效降低了第一同步节点在数据共识方面的运行压力，进而使共识节点可以有更多的算力参与到区块链的业务执行上，进而提高区块链的整体业务处理速度。
其次，在步骤S3中，每个第一同步节点随机向部分除它自身以外的同步节点广播，就会存在整个区块链同步节点中可能存在一个或多个同步节点没有收到第一同步节点广播的第一区块高度值，进而导致该同步节点上的区块数据没有及时得到更新，针对该问题，本实施例给出了两种解决方案；
第一种解决方案：
如图3所示，第一共识节点将第一区块数据分发至每个所述第一同步节点之后，新建一个第一心跳线程，所述第一心跳现场用于定期向第一共识节点对应的所有订阅节点定期发送第一区块高度值，以使所述订阅节点定期检测本地区块链公共账本的区块高度值，并在本地区块链公共账本的区块高度值小于所述第一区块高度值时，向所述第一同步节点拉取所述第一区块数据；通过该方式，每个共识节点不仅能够知晓下属订阅节点的在线状态，还能使下属订阅节点定期自检本地区块链公共账本的区块数据高度是否与共识节点相同，由于每个同步节点均订阅了一个共识节点，此方式可以定期通知区块链中的全部同步节点，进而使区块链中的所有节点上的区块链公共账本的区块数据相同，而此种方式也存在一定的缺陷，由于第一心跳线程是独立于数据共识任务的，因此当第一心跳线程的心跳确认请求发出时间与区块数据发送任务的触发时间间隔较短时，将导致同步节点做没有意义的心跳回复相应，进而增加同步节点的运行压力，如第一共识节点的第一心跳线程规定的2秒一次向多个订阅节点发送一次心跳确认请求，而在某个1.9S时第一共识节点向订阅节点发送第一区块数据，且第一订阅节点随后接收第一区块数据，2.0S时第一共识节点又向订阅节点发送心跳确认信息，此时，同步节点还需再次回应该心跳确认信息，而在1.9S时还在接收数据即可表明其在线的状态，及2.0S时发生的心跳确认明显是没有必要的，而采用方式一的解决方案将导致系统频繁出现上述情况，进而增加同步节点运行压力。
因此，本实施例提供的第二中解决方案将有效避免上述缺陷，具体方式为：
如图4所示，在第一共识节点随机在多个订阅节点中选出部分订阅节点之后，第一共识节点对每个所述订阅节点新建一个第二心跳线程，并在所述订阅节点反馈任意一个响应后，重置所述第二心跳线程，所述任意一个响应指代订阅节点与第一共识节点的数据传输通讯时产生的相关响应，当第一共识节点与第一同步节点进行第一区块数据传输时，会触发第一同步节点对应的第二线程计时重置，进而防止第一共识节点向第一同步节点发送心跳确认信息，所述第二心跳线程用于使所述第一共识节点知晓所述订阅节点的在线情况以及通知所述订阅节点当前共识节点的区块高度；
其次，订阅节点在收到第二心跳线程发送的心跳通知后，截取心跳通知中的第一区块高度值；
订阅节点检测本地区块链公共账本的区块高度值与第一区块高度值是否相同，并在本地区块链公共账本的区块高度值与第一区块高度值不相同的情况下，检测本地节点服务器的任务池中是否存在区块数据同步任务，若存在，则向第一共识节点回复在线确认信息，以使所述第一共识节点知晓订阅节点的在线状态信息，若不存在，则向第一共识节点发送第一区块数据同步请求，以使所述第一共识节点将第一区块数据发送至所述订阅节点，并重置订阅节点对应的第二线程计时，此方式不管是反馈在线状态信息还是同步最新区块数据，均会重置第二线程计时，进而避免同步节点的重复在线信息的确认。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种适用于区块链的数据共享方法，其特征在于，所述方法包括：
第一共识节点随机在多个订阅节点中选出部分订阅节点，并将被选中的部分订阅节点记为第一同步节点，所述订阅节点为订阅了第一共识节点的同步节点；
第一共识节点将第一区块数据分发至每个所述第一同步节点；
第一同步节点随机向部分第二同步节点广播所述第一区块数据的区块高度值，记为第一区块高度值，所述第二同步节点为在区块链中的其他同步节点；
接收到第一区块高度值的所述部分第二同步节点将检测本地区块链公共账本的区块高度值，并在本地区块链公共账本的区块高度值小于所述第一区块高度值时，向所述第一同步节点拉取所述第一区块数据；
其中，所述第一共识节点随机在多个订阅节点中选出部分订阅节点之后，还包括：
第一共识节点对每个所述订阅节点新建一个第二心跳线程，并在所述订阅节点反馈任一响应后，重置所述第二心跳线程，所述第二心跳线程用于使所述第一共识节点知晓所述订阅节点的在线情况以及通知所述订阅节点当前共识节点的区块高度；
订阅节点在收到第二心跳线程发送的心跳通知后，截取心跳通知中的第一区块高度值；
订阅节点检测本地区块链公共账本的区块高度值与第一区块高度值是否相同，并在不相同的情况下，检测本地节点服务器的任务池中是否存在区块数据同步任务，若存在，则向第一共识节点回复在线确认信息，以使所述第一共识节点知晓订阅节点的在线状态信息，若不存在，则向第一共识节点发送第一区块数据同步请求，以使所述第一共识节点将第一区块数据发送至所述订阅节点。
2.根据权利要求1所述的适用于区块链的数据共享方法，其特征在于，所述第一共识节点将第一区块数据分发至每个所述第一同步节点之后，还包括：
新建第一心跳线程，所述第一心跳线程用于定期向第一共识节点对应的订阅节点发送第一区块高度值，以使所述订阅节点定期检测本地区块链公共账本的区块高度值，并在本地区块链公共账本的区块高度值小于所述第一区块高度值时，向所述第一同步节点拉取所述第一区块数据。
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