CN108462569A - 一种基于墨卡托投影的虚拟地块区块链数据管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于墨卡托投影的虚拟地块区块链数据管理方法，包括通过墨卡托投影定律按照需求将地球表面投影在平面坐标系中并分为若干个矩形小虚拟地块，并通过任意真实经纬度坐标定位到其从属的小虚拟地块上的步骤，并采用区块链对其进行管理，让其虚拟地块的交易数据管理去掉了“中心化”的特点，让所有节点都拥有有效的准确数据并达到共识，即便是中心服务器遭受到攻击，篡改等毁灭性打击，也能迅速找回交易数据。而且大大减少了每个节点连接服务器所导致的各种数据并发增大问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种数字虚拟地表管理方法。
背景技术
在***及应用程序的结构框架搭建中，中心服务器占很重要的位置，不仅处理大量的运算还必须存储大量的游戏及应用的相关数据，但是如果一旦官方服务器被攻击，破解，官方数据被篡改，就会给整个游戏及应用网络带来毁灭性的打击。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于墨卡托投影的虚拟地块划分及区块链数据管理方式
为了实现上述目的，采用以下技术方案：
一种基于墨卡托投影的虚拟地块区块链数据管理方法，其特征在于：所述方法包括通过墨卡托投影定律的按照需求将地球表面投影到平面坐标系上并划分为若干个小虚拟地块，并通过任意真实经纬度坐标定位到其从属的小虚拟地块上，步骤为：
获取小虚拟地块的地块的横坐标tileX：
其中lng：纬度坐标；n：划分等级(n为自然数，n>0)
获取小虚拟地块的地块的纵坐标tileY：
其中lat：真实纬度坐标；n：划分等级(n为自然数，n>0)
基于tileX，tileY，对其取整后进行自定义编号，使其取任何真实经纬度坐标(lng， lat)，都可以通过划分公式找到其该经纬度坐标点所在平面坐标系上的坐标点；
对采用上述方法的管理方式:基于tileX，tileY，对其取整后进行自定义编号，使其成为一个在平面坐标系上的矩形小虚拟地块，取任何真实经纬度(lng，lat) 坐标，都可以得到所属小虚拟地块编号。将小虚拟地块编号存储在“虚拟地契”中。用户能够通过互相的虚拟地契地址对所持有的小虚拟地块进行点对点传输，存储及记录(以下统称交易)。将一个时间段内所有的交易过程按照时间轴排列，格式化后使其成为一个区块，并满足：1，格式化后的交易至少包含“输入值”“输出值”两个字段,用于记录小虚拟土地的来源和去向。2，每一条交易，必须有能力追溯到交易发起者发起的这笔交易和其中所涉及的上一笔交易的全部信息3.每一条交易发生时该条交易就会被存储为“未确认”状态；当交易所属的区块(正本) 被节点记录就会被存储为“有效”状态；当该交易被其它交易当做“输入值”时该条交易就会被存储为“无效”状态；当该交易所属的区块在区块链上断开或被丢弃的时，该交易就会被重新标记为“未确定”状态；4.格式化后的交易所属该区块(正本)只能被其中一个节点记录，节点与节点之间的小虚拟地块的交易传输和区块传输通过哈希函数(Hash)和对称加密等方式对其进行加密，并通过点对点传输的方式将区块(副本)传输给每一个用户节点，每一个节点通过解密和共识的算法对其验证并记录。让所有的通过验证的区块按时间轴排列形成区块链。通过加大节点之间夺得区块记录权的难度和遵守主链认定规范，尽可能避免因同时记录区块导致的区块链分叉。
该发明通过对基于平面坐标系的虚拟地块划分及区块链数据管理，让其虚拟地块的交易数据管理去掉了“中心化”的特点，让所有节点都拥有有效的准确数据并达到共识，即便是中心服务器遭受到攻击，篡改等毁灭性打击，也能迅速找回交易数据。而且大大减少了每个节点连接服务器所导致的各种数据并发增大问题。
该发明通过对基于平面坐标系的虚拟地块划分及区块链数据管理，让其虚拟地块的交易数据管理去掉了“中心化”的特点，让所有节点都拥有有效的准确数据并达到共识，即便是中心服务器遭受到攻击，篡改等毁灭性打击，也能迅速找回交易数据。而且大大减少了每个节点连接接服务器所导致的各种数据并发增大问题。
附图说明
图1墨卡托定律划分方式；
图2经纬度所属小虚拟地块划分；
图3区块“未确认”到被节点记录过程；
图4新区块被节点记录时交易状态的变化过程
图5节点与节点之间点对点交易的加密过程；
图6区块链中区块与区块之间的关系；
图7：防止区块链分叉的措施。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
虚拟地表：按照需求在平面坐标系中取得的矩形虚拟地表。
小虚拟地块：一个平面是无限个点组成的。在游戏及应用中需要将无限的点“合并”成块进行管理，本文称之块为小虚拟地块。每个小虚拟地块是在平面坐标系中将虚拟地表进行有效划分，产生的一个个无限个点坐标的集合，再将小虚拟地块自定义编号作为管理的唯一标识。
小虚拟地块区块链管理:用将小虚拟地块之间的交易过程区块链化，使其脱离中心服务器的影响，尽可能达到交易共识。
小虚拟地块编号：虚拟地块的为了便于管理都需要进行唯一性的自定义编号。
虚拟地契：记载所拥有“小虚拟地块”的软件载体。
节点：用户终端
一、虚拟地表划分：
1、所述方法包括通过墨卡托投影定律按照需求将地球表面投影在平面坐标系中并分为若干个矩形小虚拟地块，并通过任意真实经纬度坐标定位到其从属的小虚拟地块上
2、公式解析：
假设地球被围在一中空的圆柱里，其基准纬线与圆柱相切(赤道)接触，然后再假想地球中心有一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开形成在一个平面坐标系中的虚拟地表。(图1)
3、最终公式：
获取小虚拟地块的地块的横坐标tileX：
其中lng：纬度坐标；n：划分等级(n为自然数，n>0)
获取小虚拟地块的地块的纵坐标tileY：
其中lat：真实纬度坐标；n：划分等级(n为自然数，n>0)
至此，通过真实经纬度取值获得了小虚拟地块的坐标集为(tileX，tileY)，分别对其进行取整后自定义编号。使其在虚拟地表上任意取一点坐标(lng，lat)，都可以通过划分公式找到其该坐标点所在小虚拟地块的唯一编号；
通过以上算法，根据(lng，lat)的取值可以获得一系列的(tileX，tileY)的坐标，根据这些小虚拟地块坐标集，可让(lng，lat)的各项取值划分到每一个小虚拟地块。直线距离相对临近的(lng，lat)坐标取值将会划分到同一块小虚拟地块上，直线距离相对较远的(lng，lat)坐标取值将会划分到不同的小虚拟地块上。示例1：
假设根据墨卡托定律，我们将划分等级n＝17，取真实经纬度坐标A，B，C三点，A(106.553027，29.575564)，B(106.55432，29.575359)，C(106.295878， 29.611985)
通过划分公式推算出：
通过tileX和tileY的结果自定义土地编号(假设选用结果“取整”的方式定义)：
由此得出A，B点划分在同一个小虚拟地块上，而C点则划分在了不同的下虚拟地块上。(图2)
三、小虚拟地块的区块链管理方式：
1.基于tileX，tileY，对其取整后进行自定义编号，使其成为一个在虚拟地表中的矩形小虚拟地块，并将其存储在“虚拟地契”中。用户能够通过互相的虚拟地契地址对所持有的小虚拟地块进行点对点传输，存储及记录(以下统称交易)。
示例1：
通过虚拟地表划分出多个小虚拟地块并编号；在游戏及应用中设计一个“虚拟地契”，每个虚拟地契都有唯一的虚拟地址，该虚拟地契的基本功能包括但不仅限与点对点传输功能、统一时间轴功能、数据存储功能等；将该“虚拟地契”分发给所有的用户。假设用户A、B、C、D中，A持有地块编号为：TC101，TC102， TC103，TC104，TC105，共5块小虚拟地块(以下以地块编号代指该所属小虚拟地块)，并在2017年1月份的交易如下：
第一条：2017年1月1日13点25分43秒A向B点对点传输了TC101和 TC102；
第二条：2017年1月2日13点25分33秒A向C点对点传输了TC103；
第三条：2017年1月3日11点25分33秒A向D点对点传输了TC104；
第四条：2017年1月3日11点25分33秒B向C点对点传输了TC101；
第五条：2017年1月6日12点03分27秒A向C点对点传输了TC105；
第六条：2017年1月6日14点03分28秒B向D点对点传输了TC102
第七条：2017年1月7日08点09分28秒D向B点对点传输了TC102
第八条：2017年1月8日01点07分31秒D向C点对点传输了TC104
第九条：2017年1月8日02点08分23秒C向A点对点传输了TC104
第十条：2017年1月9日10点07分22秒B向A点对点传输了TC102
假设其中一个节点获得记录区块的权利并生成一个区块的周期为5天一次，最初区块的生成时间为2017年1月1日00点00分00秒(区块1)，当2017年1 月6日00点00分00秒第二块区块(区块2)就会被生成，如此类推，交易也会分别归属到时间轴相应的区块中。
2.将一个时间段内所有的交易过程按照时间轴排列，格式化后使其成为一个区块，并满足：1，格式化后的交易至少包含“输入值”“输出值”两个字段,用于记录小虚拟土地的来源和去向。2，每一条交易，必须有能力追溯到交易发起者发起的这笔交易和其中所涉及的上一笔交易的全部信息3.每一条交易发生时该条交易就会被存储为“未确认”状态；当交易所属的区块(正本)被节点记录就会被存储为“有效”状态；当该交易被其它交易当做“输入值”时该条交易就会被存储为“无效”状态；当该交易所属的区块在区块链上断开或被丢弃的时，该交易就会被重新标记为“未确定”状态；4.格式化后的交易所属该区块(正本)只能被其中一个节点记录，节点与节点之间的小虚拟地块的交易传输和区块传输通过哈希函数(Hash()) 和对称加密等方式对其进行加密，并通过点对点传输的方式将区块(副本)传输给每一个用户节点，每一个节点通过解密和共识的算法对其验证并记录
示例2：将属于该区块的所有交易格式化并按时间轴排序如下：
第一区块：
A用户的交易：
| 输入值 | 地块编号 | 时间 | 输出值 |
| A到A | TC101 | 2017年1月1日13点25分43秒 | A到B |
| A到A | TC102 | 2017年1月1日13点25分43秒 | A到B |
| A到A | TC103 | 2017年1月2日13点25分33秒 | A到C |
| A到A | TC104 | 2017年1月3日11点25分33秒 | A到D |
| A到A | TC105 | - | - |
B用户的交易：
| 输入值 | 地块编号 | 时间 | 输出值 |
| A到B | TC101 | 2017年1月3日11点25分33秒 | B到C |
| A到B | TC102 | - | - |
C用户的交易：
| 输入值 | 地块编号 | 时间 | 输出值 |
| A到C | TC103 | - | - |
| B到C | TC101 | - | - |
D用户的交易：
第二区块：
A用户的交易：
| 输入值 | 地块编号 | 时间 | 输出值 |
| A到A | TC105 | 2017年1月6日12点03分27秒 | A到C |
| C到A | TC104 | - | - |
| B到A | TC102 | - | - |
B用户的交易：
| 输入值 | 地块编号 | 时间 | 输出值 |
| A到B | TC102 | 2017年1月6日12点03分27秒 | B到D |
| D到B | TC102 | 2017年1月9日10点07分22秒 | B到A |
D用户的交易：
| 输入值 | 地块编号 | 时间 | 输出值 |
| B到D | TC102 | 2017年1月7日08点09分28秒 | D到B |
| A到D | TC104 | 2017年1月8日01点07分31秒 | D到C |
C用户的交易：
区块链产生的流程和“虚拟地契”的小虚拟地块显示：
每当任何一条交易发生的时候，这条交易将会标记为“未确认”，而当下一个区块产生后，上一个区块的所有内容将可能被其中一个用户节点记录并通过点对点的方式发送给其它所有节点。区块一但被记录，里面的所有交易都会标记为“有效”状态；若这些“有效”的交易作为其他交易的输入值被使用，那么，这个“有效”的交易很快会被标记为“无效”。因为各种原因，区块从链上断开、丢弃，曾经这个区块内被标记为“有效”的交易都会被重新标记为“未确认”状态并等待重新确认。 (图3)
1.“虚拟地契”上实时更新显示的所拥有的小虚拟地块资产余额是采集有“输入值”且无“输出值”交易数据的结果。(图4)
2.格式化后的交易该区块(正本)只能被其中一个节点记录，节点与节点之间的小虚拟地块的交易传输和区块传输通过哈希函数(Hash)和对称加密等方式对其进行加密，(图5)保证其：
·1)接受到的这条交易在传输过程没有被其他人所篡改；
·2)接受到的这条交易确实是由发起交易的人所创造；
·3)区块被记录的同时产生区块的ID，区块的ID加密同样包含其但不限于交易内容及时间轴内容，并由此产生新的区块ID，产生链状结构；(图 6)
·4)区块内的交易输入值是“有效；
3.并通过点对点传输的方式将区块(副本)传输给每一个用户节点，每一个节点通过加密解密和共识算法进行验证并记录。
4.共识算法:种类多样性，用于提高该链的安全性。
3、让所有的通过验证的区块按时间轴排列形成区块链。通过让所有用户节点争夺记录权的方式并加大用户节点夺得记录权的难度和主链认定规范，尽可能避免因同时记录区块导致的区块链分叉。
如果节点遇到同时记录区块的规则：
拥有最多区块的支链将是真正被认可有价值的，较短的支链将会被直接视为“未确认”并等待再次确认。
示例3：
假设因为区块会通过周期性不断生成，但每个节点记录区块(正本)的时间并不确定，所以记录在主链上时，记录的区块可能已经有多个支链，所以遇到节点同时获得记录区块权利的时候，按规定拥有最多区块的支链及该区块交易内容将是真正被认可“有效”的，较短的支链及该区块交易内容将会被直接视为“未确认”并等带重新确认，防止区块链分叉。(图7)。
Claims (1)
1.一种基于墨卡托投影的虚拟地块区块链数据管理方法，其特征在于：所述方法包括通过墨卡托投影定律按照需求将地球表面投影在平面坐标系中并分为若干个矩形小虚拟地块，并通过任意真实经纬度坐标定位到其从属的小虚拟地块上，步骤为：
获取小虚拟地块的地块的横坐标tileX：
其中lng：纬度坐标；n：划分等级(n为自然数，n>0)
获取小虚拟地块的地块的纵坐标tileY：
其中lat：真实纬度坐标；n：划分等级(n为自然数，n>0)
使其取任何真实经纬度(lng，lat)坐标，都可以通过划分公式找到其该经纬度坐标点所在平面坐标系上的点；基于tileX，tileY，对其取整，进行自定义编号，使其成为一个在平面坐标系中的矩形小虚拟地块，取任何真实经纬度(lng，lat)坐标，都可以得到所属小虚拟地块编号。将小虚拟地块编号存储在“虚拟地契”中；用户能够通过互相的虚拟地契地址对所持有的小虚拟地块进行点对点传输，存储及记录；
将一个时间段内所有的交易过程按照时间轴排列，格式化后使其成为一个区块，并满足：
1.格式化后的交易包含两个字段,用于记录小虚拟土地的来源和去向；
2.每一条交易都包含了上一个交易的来源与去向信息，使其有能力追溯到交易发起者发起的这笔交易和其中所涉及的上一笔交易的全部信息；
3.每一条交易发生时该条交易就会被存储为“未确认”状态；当交易所属区块被节点记录的时候会被存储为“有效”状态；当该交易被其它交易当做“输入值”时该条交易就会被存储为“无效”状态；当该交易所属的区块在区块链上断开或被丢弃的时，该交易就会被重新标记为“未确定”状态；
4.格式化后的交易所属该区块的正本在一定时间内只能被其中一个节点记录，节点与节点之间的小虚拟地块的交易传输和区块传输通过加密方法对其进行加密，并通过点对点传输的方式将区块的副本传输给每一个用户节点，每一个节点通过解密和共识的算法对传来的交易和区块的副本验证并记录，所有的通过验证的区块按时间轴排列形成区块链。
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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