[發明專利]基于NDN的區塊鏈同步方法和裝置

有效

• 申請號: 201710400368.0
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107317842B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 雷凱;齊竹云;金彤;張麗珠
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 11138 北京三高永信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 徐立<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種基于NDN的區塊鏈同步方法和裝置，屬于通信技術領域。所述方法包括：用戶設備向網絡節點發送區塊同步請求包，所述區塊同步請求包的名稱包括命名數據網絡協議標識、應用標識、請求包類型和區塊鏈的狀態信息，所述區塊鏈的狀態信息用于指示所述用戶設備存儲的區塊鏈中高度最高的區塊的高度；接收所述網絡節點返回的同步數據包，并提取所述同步數據包中的區塊存儲到區塊鏈數據庫。該同步方法是一種基于NDN的區塊鏈系統通訊實現方法，可以減少網絡通信量，降低傳輸延遲，并提高數據傳輸效率。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別涉及一種基于命名數據網絡(Named DataNetworking，NDN)的區塊鏈同步方法和裝置。

背景技術

區塊鏈(blockchain)系統是一種去中心化的、不可更改的共享分布式智能數據庫。區塊鏈最早誕生于比特幣，是一種按照時間順序將區塊以順序相連的方式組合成的鏈式數據結構，為比特幣系統提供技術支持。其中，每個區塊也就是一個數據塊，每一個數據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。

在區塊鏈系統中，用戶設備生產出新的區塊后，將區塊廣播出去。網絡中的其他用戶設備在收到區塊后，會驗證其合法性；如果通過驗證，則用戶設備將該區塊加入本地區塊鏈中。這樣，每個用戶設備都存儲著一條區塊鏈，若系統運行正確，這些用戶設備的區塊鏈都是一樣的。

目前，區塊鏈系統主要基于傳輸控制協議/因特網互聯協議(TransmissionControl Protocol/Internet Protocol，TCP/IP)網絡架構，基于TCP/IP網絡架構的區塊鏈系統普遍存在以下問題：

(1)無法實現完全去中心化需求。由于業務需要，有很多區塊鏈系統有去中心化的需求。例如目前最成熟的項目之一，比特幣，在理論上是一個完全去中心化的純粹的對等網絡(Peer to Peer，P2P)系統。但在實際實現中，考慮到通信的困難，開發者在系統中增加了超級節點，用于向請求連接的用戶設備分發各類數據。超級節點的設置，增加了比特幣的安全風險，因為超級節點可以聯合起來對用戶設備組織欺詐活動。同時，這種架構還會導致超級節點的負載過大，存在服務質量無法提高和單點崩潰的問題。

(2)難以實現就近下載功能。按照設計，區塊鏈系統的部分用戶設備會存儲當前系統的最新的區塊鏈，當有新的用戶設備請求獲取區塊鏈時，它們會返回相應的數據，但是如何讓新的用戶設備能夠從存儲有最新的區塊鏈且距離最近的用戶設備中獲取區塊鏈，一直是基于TCP/IP網絡架構的區塊鏈存在的問題。

發明內容

為了解決現有技術中區塊鏈技術存在的問題，本發明實施例提供了一種基于NDN的區塊鏈同步方法和裝置。

第一方面，本發明實施例提供了一種基于命名數據網絡的區塊鏈同步方法，所述方法包括：用戶設備向網絡節點發送區塊同步請求包，所述區塊同步請求包的名稱包括命名數據網絡協議標識、應用標識、請求包類型和區塊鏈的狀態信息，所述區塊鏈的狀態信息用于指示所述用戶設備存儲的區塊鏈中高度最高的區塊的高度；接收所述網絡節點返回的同步數據包，并提取所述同步數據包中的區塊存儲到區塊鏈數據庫。

本發明實施例通過基于命名數據網絡進行區塊同步，由于其基于命名數據網絡的區塊鏈架構，不需要在設置超級節點，避免了設置超級節點所帶來的問題；同時，在命名數據網絡中，區塊同步請求包在轉發過程中，可以同時向多個其他用戶設備進行轉發，并且距離最近的用戶設備會最先返回對應的數據包，從而實現了區塊的就近下載；另外，命名數據網絡內的網絡節點在接收到區塊同步請求包時，可以查找自己的內容存儲庫，并將對應的數據包提供給用戶設備，利用網絡節點的內容存儲庫實現了數據的復用，降低了數據傳輸量以及傳輸延遲。