CN112215706B - 分布式智能合约***及实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能合约实现***及方法。本发明的目的是提供一种分布式智能合约***及实现方法。本发明的技术方案是：其特征在于：包括分布式***、智能合约服务和用户端程序，其中所述分布式***，具有存储节点集群，用于负责存储数据，并提供数据的查询服务；合约节点集群，用于负责智能合约内容的存储、执行智能合约；消息队列，用于负责***内消息的订阅和发布；所述智能合约服务，用于负责对用户的鉴权，以及负责在用户端程序和分布式***之间转发用户请求和相应请求的响应结果；所述用户端程序，具有用户接口，用于向用户提供交互界面或者接口；合约编辑器，用于把用户用高级语言编写的智能合约编译成机器语言。本发明适用于数据处理领域。

Description

分布式智能合约***及实现方法
技术领域
本发明涉及一种智能合约实现***及方法。适用于数据处理领域。
背景技术
智能合约是1990年代由尼克萨博提出的理念，几乎与互联网同龄。合约指两方面或几方面在办理某事时，为了确定各自的权利和义务而订立的共同遵守的条文。传统的合约都是先经过"桌面会议"讨论得到一致后，记录在纸张上。经过了多年的发展，"合约"已经形成了自身的概念与原则。智能合约能够把合约条款嵌入到软、硬件中，通过协议与用户接口来执行合约，它是我们在电子***中形成安全、数字化关系的关键。此外，智能合约的代码的执行是自动的，并且要么成功执行，要么所有的状态变化都撤消，以避免了合约部分执行的情况。
目前，智能合约被广泛应用于区块链***中，利用区块链***的技术特点实现了相应的智能合约***。但是智能合约***理论上可以应用于各种计算机***之中。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种分布式智能合约***及实现方法。
本发明所采用的技术方案是：一种分布式智能合约***，其特征在于：包括分布式***、智能合约服务和用户端程序，其中：
所述分布式***，具有：
存储节点集群，用于负责存储数据，并提供数据的查询服务；
合约节点集群，用于负责智能合约内容的存储、执行智能合约；
消息队列，用于负责***内消息的订阅和发布；
所述智能合约服务，用于负责对用户的鉴权，以及负责在用户端程序和分布式***之间转发用户请求和相应请求的响应结果；
所述用户端程序，具有：
用户接口，用于向用户提供交互界面或者接口；
合约编辑器，用于把用户用高级语言编写的智能合约编译成机器语言。
一种基于所述分布式智能合约***的智能合约实现方法，其特征在于：
通过用户接口创建智能合约；
合约编辑器将智能合约编译成可由合约节点执行的机器语言；
智能合约服务获取包含编译后智能合约的智能合约部署请求Ⅰ，并通过消息队列发布包含编译后的智能合约和合约地址的智能合约部署请求Ⅱ；
合约节点监听到智能合约部署请求Ⅱ，以合约地址为key，合约内容为value进行存储，并在存储成功后向消息队列发布智能合约部署成功消息Ⅰ；
智能合约服务收到多数合约节点发送的智能合约部署成功消息Ⅰ后，向用户端程序发送智能合约部署成功消息Ⅱ；
用户端程序收到智能合约部署成功消息Ⅱ，确认合约部署成功。
所述智能合约部署请求Ⅰ包括编译后智能合约和用户鉴权信息；
所述智能合约服务对用户鉴权信息的合法性进行校验，对智能合约的合法性进行校验，如果校验失败，向用户返回部署失败消息；如果校验成功，通过消息队列发布智能合约部署请求Ⅱ。
所述智能合约部署请求Ⅱ包括编译后的智能合约、合约创建者的唯一性标识和合约地址；
其中，编译后的智能合约由智能合约部署请求Ⅰ传入；合约创建者的唯一性标识与用户鉴权信息中的用户标识一致；合约地址由合约内容和创建者唯一性标识计算得出。
所述智能合约部署成功消息Ⅰ包括合约节点的唯一性标识、编译后的智能合约、合约创建者的唯一性标识和合约地址；
其中，编译后的智能合约、合约创建者的唯一性标识、合约地址均与监听到的智能合约部署请求Ⅱ内容一致。
一种基于所述分布式智能合约***的智能合约实现方法，其特征在于：
通过用户接口向智能合约服务发送智能合约调用请求；
智能合约服务获取智能合约调用请求，并通过消息队列发布智能合约调用请求；
合约节点监听消息队列，接收智能合约调用请求；
合约节点运行智能合约，并通过消息队列发布包含合约运行结果的合约调用成功消息Ⅰ；
存储节点监听消息队列，接收合约调用成功消息Ⅰ，按照合约运行结果，对本地存储***中的数据进行修改或写入操作；
存储节点操作完成后，通过消息队列发布合约调用成功消息Ⅱ；
智能合约服务监听到合约调用成功消息Ⅱ，并向用户端程序发送合约调用成功消息Ⅲ。
所述智能合约调用请求包括用户鉴权信息、合约地址、调用参数；所述合约节点监听到智能合约调用请求，按照合约地址在本地存储中读取编译后的智能合约，结合智能合约内容对该请求的合法性进行验证，验证的内容包括用户鉴权信息的合法性、合约地址的合法性和调用参数的合法性。
所述合约调用成功消息Ⅰ包括合约节点的唯一性标识、智能合约调用请求和合约运行结果。
所述合约调用成功消息Ⅱ中包括存储节点的唯一性标识、合约调用成功消息Ⅰ和数据操作结果。
所述智能合约服务节点监听到合约调用成功消息Ⅰ和合约调用成功消息Ⅱ，对所有监听到的消息中的数据修改或写入结果进行比对，如果所有存储节点中发出的合约调用成功消息Ⅱ中的的数据操作结果与多数合约调用成功消息Ⅰ中的合约运行结果一致，则向用户发送合约调用成功消息Ⅲ。
本发明的有益效果是：本发明提供一种基于分布式***的智能合约创建、调用、管理的***实现方法。使得智能合约可以运行于分布式***之上，而不仅限于区块链***，拓展了智能合约的应用范围。同时，相较于运行在区块链之上的智能合约***，本发明提供的***具有更好的拓展性和更高的性能。
附图说明
图1为实施例的***框图。
图2为实施例中智能合约的部署流程图。
图3为实施例中智能合约的调用与执行流程图。
具体实施方式
本实施例为一种基于分布式智能合约***的智能合约实现方法，其中分布式智能合约***包括分布式***、智能合约服务和用户端程序。
本例中分布式***具有用于负责存储数据，并提供数据的查询服务的存储节点集群；用于负责智能合约内容的存储、执行智能合约的合约节点集群；用于负责***内消息的订阅和发布的消息队列。
智能合约服务用于负责对用户的鉴权，以及负责在用户端程序和分布式***之间转发用户请求和相应请求的响应结果。
本实施例中用户端程序，具有用于向用户提供交互界面或者接口的用户接口和用于把用户用高级语言编写的智能合约编译成机器语言的合约编辑器。
本实施例中智能合约实现方法包括智能合约的部署和智能合约的调用与执行，其中智能合约的部署方法包括：
通过用户接口，用高级语言编写智能合约。
合约编译器把用户编写的智能合约编译成可由合约节点执行的机器语言；用户通过用户接口向智能合约服务发送智能合约部署请求Ⅰ，该智能合约部署请求Ⅰ中包括编译后的智能合约和用户的鉴权信息等。
智能合约服务对用户鉴权信息的合法性进行校验，对智能合约的合法性进行校验，如果校验失败，向用户返回部署失败消息；如果校验成功，通过消息队列发布智能合约部署请求Ⅱ。智能合约部署请求Ⅱ中包括编译后的智能合约、合约创建者的唯一性标识、合约地址等信息，其中编译后的智能合约由智能合约部署请求Ⅰ传入；合约创建者的唯一性标识与用户鉴权信息中的用户标识一致；合约地址由合约内容和创建者唯一性标识计算得出。
合约节点监听到智能合约部署请求Ⅱ，以合约地址为键，合约内容为值，存储到节点本地的存储***之中。如果存储成功，每个合约节点均向消息队列发布智能合约部署成功消息Ⅰ。智能合约部署成功消息Ⅰ中包括合约节点的唯一性标识、编译后的智能合约、合约创建者的唯一性标识、合约地址，其中编译后的智能合约、合约创建者的唯一性标识、合约地址均与监听到的智能合约部署请求Ⅱ内容一致。
智能合约服务持续监听合约节点发送的智能合约部署成功消息Ⅰ，如果在超时时间内，收到多数合约节点发送的智能合约部署成功消息Ⅰ，则向用户发送智能合约部署成功消息Ⅱ；否则，则向用户发送部署失败消息。智能合约部署成功消息Ⅱ包括所有收到的智能合约部署成功消息Ⅰ。
用户端程序收到智能合约部署成功消息Ⅱ，确认合约部署成功。
本实施例智能合约的部署方法中涉及的请求和消息，均通过添加消息签名的方式，保证请求或消息的内容的完整性。
本实施例中智能合约的调用与执行方法，包括：
通过用户接口，向智能合约服务发送智能合约调用请求，智能合约调用请求包括用户鉴权信息、合约地址、调用参数等。
智能合约服务通过消息队列发布收到的智能合约调用请求。
每个合约节点监听到智能合约调用请求，按照合约地址在本地存储中读取编译后的智能合约，结合智能合约内容对该请求的合法性进行验证，验证的内容包括：用户鉴权信息的合法性、合约地址的合法性和调用参数的合法性。如果验证成功，则在本地运行编译后的智能合约；如果验证不通过，或在运行智能合约的过程中出现异常，则向消息队列发布调用失败消息。
合约运行结束后，合约节点向消息队列发布合约调用成功消息Ⅰ，合约调用成功消息Ⅰ中包括合约节点的唯一性标识、智能合约调用请求、合约运行结果，其中智能合约调用请求与合约节点监听到的请求保持一致；合约运行结果包括对存储节点中数据的修改或写入。
存储节点监听到合约调用成功消息Ⅰ，如果***中多数合约节点发送的合约调用成功消息Ⅰ具有一致的合约运行结果，则按照合约运行结果，对本地存储***中的数据进行修改或写入操作。
存储节点操作完成之后，向消息队列发布合约调用成功消息Ⅱ，合约调用成功消息Ⅱ中包括存储节点的唯一性标识、合约调用成功消息Ⅰ和数据操作结果，其中合约调用成功消息Ⅰ与存储节点监听到的消息保持一致，数据操作结果包括对每一条数据修改或写入的结果。
智能合约服务节点监听到合约调用成功消息Ⅰ和合约调用成功消息Ⅱ，对所有监听到的消息Ⅰ、Ⅱ中的数据修改或写入结果进行比对，如果所有存储节点中发出的合约调用成功消息Ⅱ中的的数据操作结果与多数合约调用成功消息Ⅰ中的合约运行结果一致，则向用户端程序发送合约调用成功消息Ⅲ，否则向用户端程序发送合约调用失败消息，合约调用成功消息Ⅲ包括所有监听到的合约调用成功消息Ⅰ。
本实施例智能合约的调用与执行方法中涉及的请求和消息，均通过添加消息签名的方式，保证请求或消息的内容的完整性。

Claims (10)

1.一种分布式智能合约***，其特征在于：包括分布式***、智能合约服务和用户端程序，其中：
所述分布式***，具有：
存储节点集群，用于负责存储数据，并提供数据的查询服务；
合约节点集群，用于负责智能合约内容的存储、执行智能合约；
消息队列，用于负责***内消息的订阅和发布；
所述智能合约服务，用于负责对用户的鉴权，以及负责在用户端程序和分布式***之间转发用户请求和相应请求的响应结果；
所述用户端程序，具有：
用户接口，用于向用户提供交互界面或者接口；
合约编辑器，用于把用户用高级语言编写的智能合约编译成机器语言。
2.一种基于权利要求1所述分布式智能合约***的智能合约实现方法，其特征在于：
通过用户接口创建智能合约；
合约编辑器将智能合约编译成可由合约节点执行的机器语言；
智能合约服务获取包含编译后智能合约的智能合约部署请求Ⅰ，并通过消息队列发布包含编译后的智能合约和合约地址的智能合约部署请求Ⅱ；
合约节点监听到智能合约部署请求Ⅱ，以合约地址为key，合约内容为value进行存储，并在存储成功后向消息队列发布智能合约部署成功消息Ⅰ；
智能合约服务收到多数合约节点发送的智能合约部署成功消息Ⅰ后，向用户端程序发送智能合约部署成功消息Ⅱ；
用户端程序收到智能合约部署成功消息Ⅱ，确认合约部署成功。
3.根据权利要求2所述的智能合约实现方法，其特征在于：
所述智能合约部署请求Ⅰ包括编译后智能合约和用户鉴权信息；
所述智能合约服务对用户鉴权信息的合法性进行校验，对智能合约的合法性进行校验，如果校验失败，向用户返回部署失败消息；如果校验成功，通过消息队列发布智能合约部署请求Ⅱ。
4.根据权利要求3所述的智能合约实现方法，其特征在于：所述智能合约部署请求Ⅱ包括编译后的智能合约、合约创建者的唯一性标识和合约地址；
其中，编译后的智能合约由智能合约部署请求Ⅰ传入；合约创建者的唯一性标识与用户鉴权信息中的用户标识一致；合约地址由合约内容和创建者唯一性标识计算得出。
5.根据权利要求4所述的智能合约实现方法，其特征在于：所述智能合约部署成功消息Ⅰ包括合约节点的唯一性标识、编译后的智能合约、合约创建者的唯一性标识和合约地址；
其中，编译后的智能合约、合约创建者的唯一性标识、合约地址均与监听到的智能合约部署请求Ⅱ内容一致。
6.一种基于权利要求1所述分布式智能合约***的智能合约实现方法，其特征在于：
通过用户接口向智能合约服务发送智能合约调用请求；
智能合约服务获取智能合约调用请求，并通过消息队列发布智能合约调用请求；
合约节点监听消息队列，接收智能合约调用请求；
合约节点运行智能合约，并通过消息队列发布包含合约运行结果的合约调用成功消息Ⅰ；
存储节点监听消息队列，接收合约调用成功消息Ⅰ，按照合约运行结果，对本地存储***中的数据进行修改或写入操作；
存储节点操作完成后，通过消息队列发布合约调用成功消息Ⅱ；
智能合约服务监听到合约调用成功消息Ⅱ，并向用户端程序发送合约调用成功消息Ⅲ。
7.根据权利要求6所述的智能合约实现方法，其特征在于：所述智能合约调用请求包括用户鉴权信息、合约地址、调用参数；所述合约节点监听到智能合约调用请求，按照合约地址在本地存储中读取编译后的智能合约，结合智能合约内容对该请求的合法性进行验证，验证的内容包括用户鉴权信息的合法性、合约地址的合法性和调用参数的合法性。
8.根据权利要求6或7所述的智能合约实现方法，其特征在于：所述合约调用成功消息Ⅰ包括合约节点的唯一性标识、智能合约调用请求和合约运行结果。
9.根据权利要求8所述的智能合约实现方法，其特征在于：所述合约调用成功消息Ⅱ中包括存储节点的唯一性标识、合约调用成功消息Ⅰ和数据操作结果。
10.根据权利要求9所述的智能合约实现方法，其特征在于：所述智能合约服务节点监听到合约调用成功消息Ⅰ和合约调用成功消息Ⅱ，对所有监听到的消息中的数据修改或写入结果进行比对，如果所有存储节点中发出的合约调用成功消息Ⅱ中的数据操作结果与多数合约调用成功消息Ⅰ中的合约运行结果一致，则向用户发送合约调用成功消息Ⅲ。
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