TW202201292A - 區塊鏈的區塊打包方法、電子裝置及存儲介質 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種區塊鏈的區塊打包方法,包括驗證接收到的打包區塊是否有效;當驗證接收到的所述打包區塊有效時,從所述打包區塊的標頭中提取對應打包節點的地理位置資訊;根據電子裝置的地理位置資訊與所述打包節點的地理位置資訊計算所述電子裝置的挖礦難度;猜測一隨機數,並根據所述隨機數計算Hash值;判斷計算得到的所述Hash值是否符合所述挖礦難度;當所述Hash值符合所述挖礦難度時,將所述電子裝置的地理位置資訊存儲在新區塊中,並將所述新區塊寫入區塊鏈。本發明還提供一種電子裝置及存儲介質。
Description
本發明涉及區塊鏈技術領域,尤其涉及一種區塊鏈的區塊打包方法、電子裝置及存儲介質。
區塊鏈是一種新型去中心化協定,能安全地存儲數位貨幣交易或其他資料,區塊鏈的資訊不可偽造和篡改,其上的交易確認由區塊鏈上的所有節點共同完成,由共識演算法保證其一致性,區塊鏈上維護一個公共的帳本,公共帳本位於存儲區塊上,任何節點可見,從而保證其不可偽造和篡改。在比特幣等加密貨幣應用中,區塊鏈保存了用戶的交易資訊,在乙太坊等智慧合約應用中,區塊鏈保存了用戶的智慧合約。然而,大型區塊鏈礦場在同一區域布建巨量的礦機進行挖礦,使得在同一區域的挖礦成功幾率大幅提高,這種現象與區塊鏈技術強調的去中心化特性背道而馳。
有鑒於此,有必要提供一種區塊鏈的區塊打包方法、電子裝置及存儲介質,根據電子裝置與打包節點之間的距離確定挖礦難度,並根據所述挖礦難度進行挖礦,避免挖礦成功的礦機集中在同一區域。
本發明的第一方面提供一種區塊鏈的區塊打包方法,所述方法包括:
驗證接收到的打包區塊是否有效;
當驗證接收到的所述打包區塊有效時,從所述打包區塊的標頭中提取對應打包節點的地理位置資訊;
根據電子裝置的地理位置資訊與所述打包節點的地理位置資訊計算所述電子裝置的挖礦難度;
猜測一隨機數,並根據所述隨機數計算Hash值;
判斷計算得到的所述Hash值是否符合所述挖礦難度;
當所述Hash值符合所述挖礦難度時,將所述電子裝置的地理位置資訊存儲在新區塊中,並將所述新區塊寫入區塊鏈。
優選地,所述方法還包括:
當所述Hash值不符合所述挖礦難度時,繼續猜測另一隨機數,並根據所述隨機數計算Hash值,直至計算得到的Hash值符合所述挖礦難度。
優選地,所述方法還包括:
對所述電子裝置定位以獲取所述電子裝置的地理位置資訊,其中,所述地理位置資訊為經緯度資訊。
優選地,所述方法還包括:
當驗證所述打包區塊無效時,從所述打包區塊的上一有效區塊的標頭中提取所述有效區塊對應打包節點的地理位置資訊。
優選地,所述根據電子裝置的地理位置資訊與所述打包節點的地理位置資訊計算所述電子裝置的挖礦難度包括:
根據所述電子裝置的地理位置資訊與所述打包節點的地理位置資訊計算所述電子裝置與所述打包節點之間的距離;及
根據所述電子裝置與所述打包節點之間的距離與兩個節點之間的理論最大距離計算所述挖礦難度。
優選地,所述猜測一隨機數,並根據所述隨機數計算Hash值包括:
將所述打包區塊的Hash值與所述新區塊的資訊組成一個字串。
將所述隨機數添加至所述字串的末尾而組成新的字串;及
對所述新的字串進行Hash值運算而得到所述Hash值。
優選地,所述判斷計算得到的所述Hash值是否符合所述挖礦難度包括:
判斷所述Hash值是否小於或等於所述挖礦難度;
當所述Hash值小於或等於所述挖礦難度時,判定所述Hash值符合所述挖礦難度;及
當所述Hash值大於所述挖礦難度時,判定所述Hash值不符合所述挖礦難度。
本發明的第二方面提供一種電子裝置,所述電子裝置包括:
處理器;以及
記憶體,所述記憶體中存儲有多個程式模組,所述多個程式模組由所述處理器載入並執行上述的區塊鏈的區塊打包方法。
本發明的第三方面提供一種電腦可讀的存儲介質,其上存儲有至少一條電腦指令,所述指令由處理器載入並執行上述的區塊鏈的區塊打包方法。
上述區塊鏈的區塊打包方法、電子裝置及存儲介質,可以根據電子裝置與打包節點之間的距離確定挖礦難度,並根據所述挖礦難度進行挖礦,使得與打包節點之間距離較遠的礦機具有更大的挖礦成功幾率,避免挖礦成功的礦機集中在同一區域,保證區塊鏈的去中心化。
為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特徵和優點,下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述。需要說明的是,在不衝突的情況下,本申請的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬於本發明保護的範圍。
除非另有定義,本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的,不是旨在於限制本發明。
請參閱圖1所示,為本發明較佳實施方式提供的區塊鏈的區塊打包方法的應用環境架構示意圖。
本發明中的區塊鏈的區塊打包方法應用在電子裝置1中,所述電子裝置1與藉由網路與其他多個電子裝置建立通信連接。所述多個電子裝置之間形成一區塊鏈2。所述網路可以是有線網路,也可以是無線網路,例如無線電、無線保真(Wireless Fidelity, WIFI)、蜂窩等。
所述電子裝置1可以為安裝有區塊打包程式的電子設備,例如個人電腦、伺服器等,其中,所述伺服器可以是單一的伺服器、伺服器集群或雲端伺服器等。在本實施方式中,所述電子裝置1為在所述區塊鏈2上挖礦的礦機。
請參閱圖2所示,為本發明電子裝置較佳實施方式的結構示意圖。
所述電子裝置1包括,但不僅限於,處理器10、記憶體20以及存儲在所述記憶體20中並可在所述處理器10上運行的電腦程式30,例如區塊打包程式。所述處理器10執行所述電腦程式30時實現區塊鏈的區塊打包方法中的步驟,例如圖4所示的步驟S401~S408。或者,所述處理器10執行所述電腦程式30時實現區塊打包裝置中各模組/單元的功能,例如圖3中的模組101-107。
示例性的,所述電腦程式30可以被分割成一個或多個模組/單元,所述一個或者多個模組/單元被存儲在所述記憶體20中,並由所述處理器10執行,以完成本發明。所述一個或多個模組/單元可以是能夠完成特定功能的一系列電腦程式指令段,所述指令段用於描述所述電腦程式30在所述電子裝置1中的執行過程。例如,所述電腦程式30可以被分割成圖3中的定位模組101、驗證模組102、提取模組103、計算模組104、判斷模組105、打包模組106及廣播模組107。各模組具體功能參見區塊打包裝置實施例中各模組的功能。
本領域技術人員可以理解,所述示意圖僅僅是電子裝置1的示例,並不構成對電子裝置1的限定,可以包括比圖示更多或更少的部件,或者組合某些部件,或者不同的部件,例如所述電子裝置1還可以包括輸入輸出設備、網路接入設備、匯流排等。
所稱處理器10可以是中央處理單元(Central Processing Unit,CPU),還可以是其他通用處理器、數位訊號處理器(Digital Signal Processor,DSP)、專用積體電路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、現成可程式設計閘陣列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可程式設計邏輯器件、分立門或者電晶體邏輯器件、分立硬體元件等。通用處理器可以是微處理器或者所述處理器10也可以是任何常規的處理器等,所述處理器10是所述電子裝置1的控制中心,利用各種介面和線路連接整個電子裝置1的各個部分。
所述記憶體20可用於存儲所述電腦程式30和/或模組/單元,所述處理器10藉由運行或執行存儲在所述記憶體20內的電腦程式和/或模組/單元,以及調用存儲在記憶體20內的資料,實現所述電子裝置1的各種功能。所述記憶體20可主要包括存儲程式區和存儲資料區,其中,存儲程式區可存儲操作裝置、至少一個功能所需的應用程式(比如聲音播放功能、圖像播放功能等)等;存儲資料區可存儲根據電子裝置1的使用所創建的資料(比如音訊資料、電話本等)等。此外,記憶體20可以包括高速隨機存取記憶體,還可以包括非易失性記憶體,例如硬碟、記憶體、插接式硬碟,智慧存儲卡(Smart Media Card, SMC),安全數位(Secure Digital, SD)卡,快閃記憶體卡(Flash Card)、至少一個磁碟記憶體件、快閃記憶體器件、或其他易失性固態記憶體件。
請參閱圖3所示,本發明區塊打包裝置較佳實施方式的功能模組圖。
在一些實施方式中,區塊打包裝置100運行於所述電子裝置1中。所述區塊打包裝置100可以包括多個由程式碼段所組成的功能模組。所述區塊打包裝置100中的各個程式段的程式碼可以存儲於電子裝置1的記憶體20中,並由所述至少一個處理器10所執行,以實現區塊打包功能。
本實施方式中,區塊打包裝置100根據其所執行的功能,可以被劃分為多個功能模組。參閱圖3所示,所述功能模組可以包括定位模組101、驗證模組102、提取模組103、計算模組104、判斷模組105、打包模組106及廣播模組107。本發明所稱的模組是指一種能夠被至少一個處理器所執行並且能夠完成固定功能的一系列電腦程式段,其存儲在記憶體20中。可以理解的是,在其他實施例中,上述模組也可為固化於所述處理器10中的程式指令或固件(firmware)。
所述定位模組101用於對所述電子裝置1定位以獲取所述電子裝置1的地理位置資訊。
在本實施方式中,所述定位模組101藉由GPS定位系統對所述電子裝置1進行定位以獲取所述地理位置資訊。其中,所述地理位置資訊為經緯度資訊。例如,所述電子裝置1的地理位置資訊為西經74度,北緯40度。
所述驗證模組102用於驗證接收到的打包區塊是否有效。
在本實施方式中,所述打包區塊為對應打包節點生成的區塊,當所述打包節點對所述打包區塊基於所述區塊鏈2進行廣播時,所述電子裝置1可以接收廣播的所述打包區塊,並驗證所述打包區塊是否為有效區塊。
具體的,所述驗證模組102驗證所述打包區塊的資料結構語法是否有效;驗證所述打包區塊的Hash值是否小於其對應節點的挖礦難度,即確認所述打包區塊包含足夠的工作量證明;驗證所述打包區塊的大小是否在設定範圍內,例如,所述設定範圍可以是1兆、3兆、32兆或128兆;驗證所述打包區塊中的第一個交易是否為coinbase(創幣)交易及是否只有一個coinbase交易,其中,所述coinbase交易包含出塊獎勵和手續費;以及驗證所述打包區塊內的交易是否有效,即驗證所述打包區塊中Merkle(默克爾)樹的根雜湊值是否與區塊標頭中的hashMerkleRoot相等。
當所述驗證模組102確定所述打包區塊的資料結構語法有效,確定所述打包區塊的Hash值小於其對應節點的挖礦難度,確定所述打包區塊的大小在設定範圍內,確定所述打包區塊中的第一個交易為coinbase(創幣)交易且只有一個coinbase交易,以及確定所述打包區塊內的交易有效時,驗證所述打包區塊有效。當所述驗證模組102確定所述打包區塊的資料結構語法無效,確定所述打包區塊的Hash值大於或等於其對應節點的挖礦難度,確定所述打包區塊的大小不在設定範圍內,確定所述打包區塊中的第一個交易不是coinbase(創幣)交易或不止一個coinbase交易,或確定所述打包區塊內的交易無效時,驗證所述打包區塊無效。
所述提取模組103用於當所述驗證模組102驗證所述打包區塊有效時,從所述打包區塊的標頭中提取對應打包節點的地理位置資訊。
在本實施方式中,與所述區塊鏈2連接的每一電子裝置,即每一節點,在將區塊寫入所述區塊鏈時,需要在區塊標頭存儲對應節點的地理位置資訊。所述提取模組103從接收到的打包區塊的標頭中提取對應打包節點的地理位置資訊。例如,所述打包節點的地理位置資訊為東經121度,北緯25度。
所述計算模組104用於根據電子裝置1的地理位置資訊與所述打包節點的地理位置資訊計算所述電子裝置1的挖礦難度。
當所述驗證模組102驗證所述打包區塊無效時,所述提取模組103從所述打包區塊的上一有效區塊的標頭中提取所述有效區塊對應打包節點的地理位置資訊。其中,所述有效區塊為所述打包區塊的上一個已經寫入所述區塊鏈2的區塊。
在本實施方式中,所述計算模組104首先根據所述電子裝置1的地理位置資訊與所述打包節點的地理位置資訊計算所述電子裝置1與所述打包節點之間的距離,然後根據所述電子裝置1與所述打包節點之間的距離與兩個節點之間的理論最大距離計算所述挖礦難度。其中,所述挖礦難度為256位元的二進位整數。
例如,當所述電子裝置1的地理位置資訊為西經74度、北緯40度,所述打包節點的地理位置資訊為東經121度、北緯25度時,所述電子裝置1與打包區塊對應打包節點之間的距離Dist為18231公里。兩個節點之間的所述理論最大距離為赤道長度的一半,即20038公里。如此,所述電子裝置1的挖礦難度。
需要說明的是,從上述計算公式可以看出,當所述電子裝置1與所述打包節點之間的距離越遠,所述挖礦難度的值越小,挖礦成功率更高。當所述電子裝置1與所述打包節點之間的距離越近,所述挖礦難度的值越大,挖礦成功率更低。
所述計算模組104還用於猜測一隨機數,並根據所述隨機數計算Hash值。
具體的,所述計算模組104首先將所述打包區塊的Hash值與新區塊的資訊組成一個字串。
在本實施方式中,所述新區塊的資訊包括基本資訊和交易記錄。所述計算模組104將所述打包區塊的Hash值、所述新區塊的基本資訊和交易記錄組成所述字串。
進一步地,所述計算模組104任意猜測一隨機數,將所述隨機數添加至所述字串的末尾而組成新的字串,以及對所述新的字串進行Hash值運算而得到所述Hash值。
在本實施方式中,所述計算模組104對所述字串執行雜湊演算法得到所述Hash值。其中,所述雜湊演算法為SHA(Secure Hash Algorithm)256,所述Hash值為256位元的二進位整數。
所述判斷模組105用於判斷計算得到的所述Hash值是否符合所述挖礦難度。
在本實施方式中,所述判斷模組105判斷所述Hash值是否小於或等於所述挖礦難度。當所述Hash值小於或等於所述挖礦難度時,判定所述Hash值符合所述挖礦難度。當所述Hash值大於所述挖礦難度時,判定所述Hash值不符合所述挖礦難度。
當判斷模組105判定所述Hash值不符合所述挖礦難度時,所述計算模組104繼續猜測另一隨機數,並根據所述隨機數計算Hash值,直至計算得到的Hash符合所述挖礦難度。
所述打包模組106用於當所述Hash值符合所述挖礦難度時,將所述電子裝置1的地理位置資訊存儲在新區塊中,並將所述新區塊寫入區塊鏈。
在本實施方式中,所述打包模組106將所述地理位置資訊及其他基本資訊存儲至所述新區塊的標頭,以及將若干個交易記錄資訊存儲至所述新區塊中,然後將所述新區塊寫入所述區塊鏈2。
所述廣播模組107用於在將所述新區塊寫入所述區塊鏈2之前對所述新區塊進行廣播。
在本實施方式中,所述廣播模組107將所述打包模組106打包的新區塊的資訊發送至相鄰節點的電子裝置,所述相鄰節點的電子裝置在驗證通過後進而將所述資訊發送至與其相鄰節點的電子裝置,從而實現所述新區塊的廣播。當所述區塊鏈2上所有節點都對所述新區塊驗證通過後,所述打包模組106將所述新區塊寫入所述區塊鏈2。
請參閱圖4所示,是本發明提供的區塊鏈的區塊打包方法的流程圖。根據不同的需求,所述流程圖中步驟的順序可以改變,某些步驟可以省略。
步驟S401,對所述電子裝置1定位以獲取所述電子裝置1的地理位置資訊。
步驟S402,驗證接收到的打包區塊是否有效。當驗證接收到的打包區塊有效時,所述流程圖進入步驟S403。當驗證接收到的打包區塊無效時,所述流程圖進入步驟S404。
步驟S403,從所述打包區塊的標頭中提取對應打包節點的地理位置資訊。
步驟S404,從所述打包區塊的上一有效區塊的標頭中提取所述有效區塊對應打包節點的地理位置資訊。
步驟S405,根據電子裝置1的地理位置資訊與所述打包節點的地理位置資訊計算所述電子裝置1的挖礦難度。
步驟S406,猜測一隨機數,並根據所述隨機數計算Hash值。
步驟S407,判斷計算得到的所述Hash值是否符合所述挖礦難度。當判定所述Hash值符合所述挖礦難度時,所述流程進入步驟S408。當判定所述Hash值不符合所述挖礦難度時,所述流程返回步驟S406。
步驟S408,將所述電子裝置1的地理位置資訊存儲在新區塊中,並將所述新區塊寫入所述區塊鏈2。
所述電子裝置1集成的模組/單元如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時,可以存儲在一個電腦可讀取存儲介質中。基於這樣的理解,本發明實現上述實施例方法中的全部或部分流程,也可以藉由電腦程式來指令相關的硬體來完成,所述的電腦程式可存儲於一電腦可讀存儲介質中,所述電腦程式在被處理器執行時,可實現上述各個方法實施例的步驟。其中,所述電腦程式包括電腦程式代碼,所述電腦程式代碼可以為原始程式碼形式、物件代碼形式、可執行檔或某些中間形式等。所述電腦可讀存儲介質可以包括:能夠攜帶所述電腦程式代碼的任何實體或裝置、記錄介質、U盤、移動硬碟、磁碟、光碟、電腦記憶體、唯讀記憶體(ROM,Read-Only Memory)、隨機存取記憶體(RAM,Random Access Memory)、電載波信號、電信信號以及軟體分發介質等。需要說明的是,所述電腦可讀介質包含的內容可以根據司法管轄區內立法和專利實踐的要求進行適當的增減,例如在某些司法管轄區,根據立法和專利實踐,電腦可讀介質不包括電載波信號和電信信號。
本發明提供的區塊鏈的區塊打包方法、電子裝置及存儲介質,根據電子裝置與打包節點之間的距離確定挖礦難度,並根據所述挖礦難度進行挖礦,使得與打包節點之間距離更遠的礦機具有更大的挖礦成功幾率,避免挖礦成功的礦機集中在同一區域,保證區塊鏈的去中心化。
對於本領域技術人員而言,顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節,而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下,能夠以其他的具體形式實現本發明。因此,無論從哪一點來看,均應將實施例看作是示範性的,而且是非限制性的,本發明的範圍由所附申請專利範圍而不是上述說明限定,因此旨在將落在申請專利範圍的等同要件的含義和範圍內的所有變化涵括在本發明內。不應將申請專利範圍中的任何附圖標記視為限制所涉及的申請專利範圍。此外,顯然“包括”一詞不排除其他單元或步驟,單數不排除複數。裝置申請專利範圍中陳述的多個單元或裝置也可以由同一個單元或裝置藉由軟體或者硬體來實現。第一,第二等詞語用來表示名稱,而並不表示任何特定的順序。
綜上所述,本發明符合發明專利要件,爰依法提出專利申請。惟,以上所述者僅為本發明之較佳實施方式,舉凡熟悉本案技藝之人士,於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化,皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
1:電子裝置
10:處理器
100:區塊打包裝置
101:定位模組
102:驗證模組
103:提取模組
104:計算模組
105:判斷模組
106:打包模組
107:廣播模組
20:記憶體
30:電腦程式
2:區塊鏈
S401-S408:步驟
圖1是本發明較佳實施方式提供的區塊鏈的區塊打包方法的應用環境架構示意圖。
圖2是本發明較佳實施方式提供的電子裝置的結構示意圖。
圖3是本發明較佳實施方式提供的區塊打包裝置的結構示意圖。
圖4是本發明較佳實施方式提供的區塊鏈的區塊打包方法的流程圖。
無
S401-S408:步驟
Claims (10)
- 一種區塊鏈的區塊打包方法,其中,所述方法包括: 驗證接收到的打包區塊是否有效; 當驗證接收到的所述打包區塊有效時,從所述打包區塊的標頭中提取對應打包節點的地理位置資訊; 根據電子裝置的地理位置資訊與所述打包節點的地理位置資訊計算所述電子裝置的挖礦難度; 猜測一隨機數,並根據所述隨機數計算Hash值; 判斷計算得到的所述Hash值是否符合所述挖礦難度; 當所述Hash值符合所述挖礦難度時,將所述電子裝置的地理位置資訊存儲在新區塊中,並將所述新區塊寫入區塊鏈。
- 如請求項1所述之區塊鏈的區塊打包方法,其中,所述方法還包括: 當所述Hash值不符合所述挖礦難度時,繼續猜測另一隨機數,並根據所述隨機數計算Hash值,直至計算得到的Hash值符合所述挖礦難度。
- 如請求項1所述之區塊鏈的區塊打包方法,其中,所述方法還包括: 對所述電子裝置定位以獲取所述電子裝置的地理位置資訊,其中,所述地理位置資訊為經緯度資訊。
- 如請求項1所述之區塊鏈的區塊打包方法,其中,所述方法還包括: 當驗證所述打包區塊無效時,從所述打包區塊的上一有效區塊的標頭中提取所述有效區塊對應打包節點的地理位置資訊。
- 如請求項1所述之區塊鏈的區塊打包方法,其中,所述根據電子裝置的地理位置資訊與提取出的所述地理位置資訊計算所述電子裝置的挖礦難度包括: 根據所述電子裝置的地理位置資訊與所述打包節點的地理位置資訊計算所述電子裝置與所述打包節點之間的距離;及 根據所述電子裝置與所述打包節點之間的距離與兩個節點之間的理論最大距離計算所述挖礦難度。
- 如請求項1所述之區塊鏈的區塊打包方法,其中,所述猜測一隨機數,並根據所述隨機數計算Hash值包括: 將所述打包區塊的Hash值與所述新區塊的資訊組成一個字串; 將所述隨機數添加至所述字串的末尾而組成新的字串;及 對所述新的字串進行Hash值運算而得到所述Hash值。
- 如請求項1所述之區塊鏈的區塊打包方法,其中,所述判斷計算得到的所述Hash值是否符合所述挖礦難度包括: 判斷所述Hash值是否小於或等於所述挖礦難度; 當所述Hash值小於或等於所述挖礦難度時,判定所述Hash值符合所述挖礦難度;及 當所述Hash值大於所述挖礦難度時,判定所述Hash值不符合所述挖礦難度。
- 一種電子裝置,其中,所述電子裝置包括: 處理器;以及 記憶體,所述記憶體中存儲有多個程式模組,所述多個程式模組由所述處理器載入並執行如請求項1至8中任意一項所述之區塊鏈的區塊打包方法。
- 一種電腦可讀的存儲介質,其上存儲有至少一條電腦指令,其中,所述指令由處理器並載入執行如請求項1至8中任意一項所述之區塊鏈的區塊打包方法。
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