CN113079026A - 一种区块链***及区块链网络资源管理方法 - Google Patents

一种区块链***及区块链网络资源管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种区块链***，包括：多组网络节点和区块链网络资源管理装置；每组网络节点包括至少一个或多个网络节点，所述每组网络节点用于处理互不相交的交易数据；所述区块链网络资源管理装置包括分组模块、自动分发模块和区块构建模块，所述分组模块用于对区块链***中的所有网络节点进行分组处理以获得多组网络节点，并对所述每组网络节点进行唯一编号，所述自动分发模块用于在产生交易请求时将所述交易请求随机分发给任意一组网络节点，所述区块构建模块用于构建完整区块链，相应地，提出一种区块链网络资源管理方法，本发明增加了数据处理的吞吐量，减小了区块链内各节点的存储开销，同时可以高效安全的进行资源管理。

Description

一种区块链***及区块链网络资源管理方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及到一种区块链***及区块链网络资源管理方法。
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，即利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。区块链是一种创新性分布式账本技术，但现有基于比特币风格的分布式账本***在可伸缩性、吞吐率、交易确认延迟等方面还存在一些问题，并且大多资源交易转移时存在流程复杂、效率较低和数据泄漏等风险。
综上所述，提供一种数据处理的吞吐量和效率较高，同时可以高效安全的进行资源管理的区块链***及区块链网络资源管理方法，是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种区块链***及区块链网络资源管理方法，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种区块链***及区块链网络资源管理方法，包括：多组网络节点和区块链网络资源管理装置；
每组网络节点包括至少一个或多个网络节点，每个网络节点存储一条完整的区块链数据的一部分或全部，所述每组网络节点用于处理互不相交的交易数据，所有的区块数据被划分到多个网络节点组中，每一组只保存和本分组相关联的区块数据，所述多组网络节点保存的数据组合起来是一个完整的账本数据；
所述区块链网络资源管理装置包括分组模块、自动分发模块和区块构建模块，所述分组模块用于对区块链***中的所有网络节点进行分组处理以获得多组网络节点，并对所述每组网络节点进行唯一编号，所述自动分发模块用于在产生交易请求时将所述交易请求随机分发给任意一组网络节点，使得每组网络节点中的节点接收到不同的交易请求，进而由所述节点并行产生区块，所述区块构建模块用于构建完整区块链；
多个区块存储的数据之和至少组成一条完整的区块链数据，所述一条完整的区块链数据中所有的有效区块存储在各网络节点上。
进一步地，所述分组模块包括数据存储模块和索引列表，所述索引列表用于存储所述区块链中各个区块的数据信息在所述数据存储模块中的存储索引地址，所述数据信息包括区块编号和地址。
更进一步地，所述区块链网络资源管理装置还包括管理模块，所述管理模块用于发行交易方的交易请求和获取客户的资源转移请求以及管理请求信息，并根据所述管理请求信息对区块链网络进行管理，所述管理请求信息包括组织管理请求信息、节点管理请求信息和合约管理请求信息。
更进一步地，在任意一组网络节点接收到所述自动分发模块分配的交易请求时，该组中的网络节点根据分配的交易请求进行区块生产，同时区块链***内各组的节点对该组分配到的交易请求进行广播。
更进一步地，所述区块构建模块根据区块链的共识机制在每组网络节点中筛选一个记账节点来记录一段时间内的交易信息，并通过所述记账节点将所述记账节点所在的网络节点组中打包好的区块和该组的唯一编号进行全网广播，使所述区块链***中的每个网络节点按照每组编号对接收到的区块顺序进行验证并构建完整的区块链。
更进一步地，所述共识机制采用基于诸葛连弩挖矿算法的共识方法，允许任何一个分组内节点在成功解决哈希难题时，同时在多个分组产生多个区块，每个分组最多产生一个区块。
一种区块链网络资源管理方法，具体包括：
S1:交易方向任意一组网络节点内的网络节点发送交易请求，所述任意一组网络节点接收到分配的交易请求,所述交易请求携带有交易方的特征信息和交易计划；
S2:该组内网络节点调用智能合约，根据智能合约中交易发行条件审查所述交易请求是否满足发行要求，当满足发行要求时，根据所述交易方的特征信息和交易计划，生成发行交易，同时各组的网络节点对该组分配到的交易请求进行广播；
S3:该组中的网络节点根据分配的交易请求进行区块生产，所述网络节点在各网络节点对所述发行交易共识验证通过后，将所述发行交易写入区块，以完成资源发行；
S4:客户发起资源转移请求获得网络资源。
更进一步地，客户向任意一组网络节点内的网络节点提交资源转移请求，所述转移请求包括相关资源信息，根据所述获取请求调用智能合约对所述相关资源信息对应的目标资源进行锁定，并生成针对所述目标资源的转移链接，接收用于用户对所述资源进行转移的所述转移链接，使所述任意一组网络节点内的网络节点在所述智能合约检测到用户利用所述转移链接完成转移后，将资源转移到用户的账户中。
更进一步地，所述特征信息包括交易方交易序号、身份信息、资产信息和交易标识。
从上述的技术方案可以看出，本发明的有益效果是：本发明增加了数据处理的吞吐量，减小了区块链内各节点的存储开销，同时可以高效安全的进行资源管理。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本发明的特征和优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下文将对本发明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，其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1为本发明中区块链***的组成示意图。
图2为本实施例中6节点区块链***组成结构示意图。
图3为本发明中区块链网络资源管理方法的具体步骤示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
本发明提供了一种可增加数据处理的吞吐量，减小了区块链内各节点的存储开销，同时可以高效安全的进行资源管理的区块链***及区块链网络资源管理方法。如图1至图3所示，该***包括：多组网络节点和区块链网络资源管理装置。每组网络节点包括至少一个或多个网络节点，每个网络节点存储一条完整的区块链数据的一部分或全部，所述每组网络节点用于处理互不相交的交易数据，所有的区块数据被划分到多个网络节点组中，每一组只保存和本分组相关联的区块数据，所述多组网络节点保存的数据组合起来是一个完整的账本数据。每个网络节点分组中包括多个并行延长的区块链，所述区块链由若干个区块组成，每个区块包括由编号、父区块哈希值、时间戳、难度值、随机数和默克尔树根等信息组成的区块头和区块体，所述区块体包括具体交易信息。在本实施例中，将全网的节点分成了若干组，每个分组相当于一个相对独立的区块链***，每个组中有若干个节点，多条分区链尽管在物理上是分区存储的，但是它们在逻辑上组成了全局链。如果全网包含n个分组，区块数据被分成n份分别保存在各组中，则全网所有节点的存储开销缩小，同时，在需要处理的交易数量一定的情况下，由于每组可以分别处理交易，使得***吞吐量增加，在不考虑跨区域交易的情况下，通信量也会随着分组而减少，***的伸缩性也得到了提升。如图2所示，在一个由6个节点组成的网络中，每3个节点组成一个分组，各组内组成双向交互网络，各组之间可以互相通信，一个完整的区块链数据被分割为2份，每个分组保存其中的一部分。而各个分组内的P2P网络节点保存着相同的数据，因此构成了一个可以并行处理交易数据并产生区块的***。多个区块存储的数据之和至少组成一条完整的区块链数据，所述一条完整的区块链数据中所有的有效区块存储在各网络节点上。
所述区块链网络资源管理装置包括分组模块、自动分发模块和区块构建模块，所述分组模块用于对区块链***中的所有网络节点进行分组处理以获得多组网络节点，并对所述每组网络节点进行唯一编号，所述自动分发模块用于在产生交易请求时将所述交易请求随机分发给任意一组网络节点，使得每组网络节点中的节点接收到不同的交易请求，进而由所述节点并行产生区块，所述区块构建模块用于构建完整区块链。其中，所述分组模块包括数据存储模块和索引列表，所述索引列表用于存储所述区块链中各个区块的数据信息在所述数据存储模块中的存储索引地址，所述数据信息包括区块编号和地址。所述区块链网络资源管理装置还包括管理模块，所述管理模块用于发行交易方的交易请求和获取客户的资源转移请求以及管理请求信息，并根据所述管理请求信息对区块链网络进行管理，所述管理请求信息包括组织管理请求信息、节点管理请求信息和合约管理请求信息。在任意一组网络节点接收到所述自动分发模块分配的交易请求时，该组中的网络节点根据分配的交易请求进行区块生产，同时区块链***内各组的节点对该组分配到的交易请求进行广播。所述区块构建模块根据区块链的共识机制在每组网络节点中筛选一个记账节点来记录一段时间内的交易信息，并通过所述记账节点将所述记账节点所在的网络节点组中打包好的区块和该组的唯一编号进行全网广播，使所述区块链***中的每个网络节点按照每组编号对接收到的区块顺序进行验证并构建完整的区块链。所述共识机制采用基于诸葛连弩挖矿算法的共识方法，允许任何一个分组内节点在成功解决哈希难题时，同时在多个分组产生多个区块，每个分组最多产生一个区块。允许任何一个分组内节点在成功解决哈希难题时，同时在多个分组产生多个区块，但是每个分组最多产生一个区块。通过这种方式，使得每个分组内的节点算力放大，从而达到攻击单个分组和攻击整个***需要相同量级的算力要求。
一种区块链网络资源管理方法，具体包括：
S1:交易方向任意一组网络节点内的网络节点发送交易请求，所述任意一组网络节点接收到分配的交易请求,所述交易请求携带有交易方的特征信息和交易计划，其中，所述特征信息包括交易方交易序号、身份信息、资产信息和交易标识；
S2:该组内网络节点调用智能合约，根据智能合约中交易发行条件审查所述交易请求是否满足发行要求，当满足发行要求时，根据所述交易方的特征信息和交易计划，生成发行交易，同时各组的网络节点对该组分配到的交易请求进行广播；
S3:该组中的网络节点根据分配的交易请求进行区块生产，所述网络节点在各网络节点对所述发行交易共识验证通过后，将所述发行交易写入区块，以完成资源发行；
S4:客户发起资源转移请求获得网络资源。客户向任意一组网络节点内的网络节点提交资源转移请求，所述转移请求包括相关资源信息，根据所述获取请求调用智能合约对所述相关资源信息对应的目标资源进行锁定，并生成针对所述目标资源的转移链接，接收用于用户对所述资源进行转移的所述转移链接，使所述任意一组网络节点内的网络节点在所述智能合约检测到用户利用所述转移链接完成转移后，将资源转移到用户的账户中。
应当说明的是，本发明所述的实施方式仅仅是实现本发明的优选方式，对属于本发明整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种区块链***，其特征在于，包括：多组网络节点和区块链网络资源管理装置；
每组网络节点包括至少一个或多个网络节点，每个网络节点存储一条完整的区块链数据的一部分或全部，所述每组网络节点用于处理互不相交的交易数据，所有的区块数据被划分到多个网络节点组中，每一组只保存和本分组相关联的区块数据，所述多组网络节点保存的数据组合起来是一个完整的账本数据；
所述区块链网络资源管理装置包括分组模块、自动分发模块和区块构建模块，所述分组模块用于对区块链***中的所有网络节点进行分组处理以获得多组网络节点，并对所述每组网络节点进行唯一编号，所述自动分发模块用于在产生交易请求时将所述交易请求随机分发给任意一组网络节点，使得每组网络节点中的节点接收到不同的交易请求，进而由所述节点并行产生区块，所述区块构建模块用于构建完整区块链；
多个区块存储的数据之和至少组成一条完整的区块链数据，所述一条完整的区块链数据中所有的有效区块存储在各网络节点上。
2.如权利要求1所述的区块链***，其特征在于，所述分组模块包括数据存储模块和索引列表，所述索引列表用于存储所述区块链中各个区块的数据信息在所述数据存储模块中的存储索引地址，所述数据信息包括区块编号和地址。
3.如权利要求2所述的区块链***，其特征在于，所述区块链网络资源管理装置还包括管理模块，所述管理模块用于发行交易方的交易请求和获取客户的资源转移请求以及管理请求信息，并根据所述管理请求信息对区块链网络进行管理，所述管理请求信息包括组织管理请求信息、节点管理请求信息和合约管理请求信息。
4.如权利要求3所述的区块链***，其特征在于，在任意一组网络节点接收到所述自动分发模块分配的交易请求时，该组中的网络节点根据分配的交易请求进行区块生产，同时区块链***内各组的节点对该组分配到的交易请求进行广播。
5.如权利要求4所述的区块链***，其特征在于，所述区块构建模块根据区块链的共识机制在每组网络节点中筛选一个记账节点来记录一段时间内的交易信息，并通过所述记账节点将所述记账节点所在的网络节点组中打包好的区块和该组的唯一编号进行全网广播，使所述区块链***中的每个网络节点按照每组编号对接收到的区块顺序进行验证并构建完整的区块链。
6.如权利要求5所述的区块链***，其特征在于，所述共识机制采用基于诸葛连弩挖矿算法的共识方法，允许任何一个分组内节点在成功解决哈希难题时，同时在多个分组产生多个区块，每个分组最多产生一个区块。
7.一种区块链网络资源管理方法，其特征在于，具体包括：
S1:交易方向任意一组网络节点内的网络节点发送交易请求，所述任意一组网络节点接收到分配的交易请求,所述交易请求携带有交易方的特征信息和交易计划；
S2:该组内网络节点调用智能合约，根据智能合约中交易发行条件审查所述交易请求是否满足发行要求，当满足发行要求时，根据所述交易方的特征信息和交易计划，生成发行交易，同时各组的网络节点对该组分配到的交易请求进行广播；
S3:该组中的网络节点根据分配的交易请求进行区块生产，所述网络节点在各网络节点对所述发行交易共识验证通过后，将所述发行交易写入区块，以完成资源发行；
S4:客户发起资源转移请求获得网络资源。
8.如权利要求7所述的区块链网络资源管理方法，其特征在于，客户向任意一组网络节点内的网络节点提交资源转移请求，所述转移请求包括相关资源信息，根据所述获取请求调用智能合约对所述相关资源信息对应的目标资源进行锁定，并生成针对所述目标资源的转移链接，接收用于用户对所述资源进行转移的所述转移链接，使所述任意一组网络节点内的网络节点在所述智能合约检测到用户利用所述转移链接完成转移后，将资源转移到用户的账户中。
9.如权利要求8所述的区块链网络资源管理方法，其特征在于，所述特征信息包括交易方交易序号、身份信息、资产信息和交易标识。
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