[發明專利]用于區塊鏈網絡中的區塊生成方法和網絡節點

在審

• 申請號: 201611264879.6
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN108270821A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 曹鋒;呂浩進
• 申請（專利權）人: 深圳瀚德創客金融投資有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/24;H04L9/06;H04L9/32
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;張平

本公開提供了一種用于區塊鏈網絡中的區塊生成方法和實現該方法的網絡節點。該方法包括：獲取該區塊鏈網絡的網絡節點的交易池；確定該網絡節點的交易池是否為空；響應于確定該網絡節點的交易池為非空，基于區塊鏈中的最后一個區塊的區塊頭和該區塊鏈網絡設定的用于工作量證明的哈希謎題的難度值，求解該哈希謎題；以及響應于成功解出該哈希謎題，生成下一區塊，該下一區塊包含該交易池中的所有交易。

技術領域

本公開涉及互聯網技術，更具體地，涉及一種用于區塊鏈網絡中的區塊生成方法和實現這種方法的網絡節點。

背景技術

區塊鏈(Blockchain)是比特幣的一個重要概念，其本質上是一個去中心化的數據庫，同時作為比特幣的底層技術。區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據區塊(即區塊)，每一個數據區塊中包含了一次比特幣網絡交易的信息，用于驗證其信息的有效性(防偽)和生成下一個區塊。

狹義來講，區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成一種鏈式數據結構，并以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。廣義來講，區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算范式。

每當有加密交易產生時，網絡中有強大運算能力的節點(即礦工(Miner))就開始競爭解一個哈希謎題，競爭成功的節點獲得產生新的區塊的權利以構造出新的區塊來記錄最新的交易，這也被稱為工作量證明(Proof-of-Work，PoW)方式。新的區塊按照時間順序線性地被補充到原有的區塊鏈末端，這個帳本就會不停的增長和延長。

圖1示出了一種傳統的中心化網絡100的結構示意圖。如圖1中所示，網絡100包括一個中心服務器10和多個網絡節點11-16。中心服務器10用于管理和維護網絡100的總賬本，網絡節點11-16中的每一個分別與中心服務器10相連，用于管理和維護其自身的賬本。當其中一個網絡節點產生新的交易時，該網絡節點將該交易記錄發送給中心服務器10，中心服務器10驗證該交易并將交易記錄保存在總賬本中。

在這種傳統的中心化網絡100中，對中心服務器10的有效攻擊可能會破壞整個網絡。并且，由于每個交易都由中心服務器10驗證，對于包含大量網絡節點的網絡來說，整個網絡的處理效率將會不可避免地變得很低。

圖2示出了一種去中心化的區塊鏈網絡200的結構示意圖。如圖2中所示，區塊鏈網絡200不包括中心服務器，而僅僅包括多個網絡節點21-25，網絡節點21-25中的每一個與其他網絡節點中的至少一個相連。例如，當網絡中產生新的交易時，網絡中有強大運算能力的所有節點21-25(即礦工(Miner))都會根據當前區塊鏈的狀態(即前一區塊的區塊頭)以及系統所設定的哈希謎題難度值，對該哈希謎題求解。第一個解出哈希謎題的節點(例如節點21)將獲得產生新區塊的權利以將待處理的交易包含在該新產生的區塊內，這也被稱為工作量證明(Proof-of-Work，PoW)方式。接下來，節點21將新區塊廣播給網絡中的所有節點以進行處理和驗證。達成一致的新區塊將被補充到原有的區塊鏈末端，從而總賬本就會不停的延長。

發明內容

在上述方案中，無論當前網絡中是否有交易，網絡中的所有節點都會對哈希謎題求解以競爭生成區塊的權利，一個節點是否能夠競爭成功僅僅取決于該節點的計算能力。然而，在系統中總的交易量較少的時段內，在某些時刻，雖然節點仍然會依靠其強大的計算能力競爭并生成和廣播區塊，但是該區塊中可能不包含任何交易。在這種情況下，大量的計算、存儲和網絡帶寬資源將被浪費在這種無效的區塊生成競爭中，從而導致巨大的浪費。

針對上述問題中的至少一個，本公開提出了一種用于區塊鏈網絡中的區塊生成方法以及用于該方法的網絡節點，以避免生成不包含任何交易的新區塊。