[發(fā)明專利]一種面向區(qū)塊鏈多通道狀態(tài)數(shù)據(jù)的聚集結(jié)構(gòu)樹方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011180693.9
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112380209B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧思佳;高一琛;佟興;張召;金澈清
• 申請（專利權(quán)）人: 華東師范大學(xué)
• 主分類號: G06F16/22
• 分類號: G06F16/22;G06F16/27
• 代理公司: 上海藍(lán)迪專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

1.一種面向區(qū)塊鏈多通道狀態(tài)數(shù)據(jù)的聚集結(jié)構(gòu)樹方法，其特征在于采用通過訪問聚集結(jié)構(gòu)樹來訪問狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法，節(jié)點(diǎn)通過構(gòu)造一棵默克爾二叉樹作為聚集結(jié)構(gòu)樹，實(shí)現(xiàn)多個(gè)通道狀態(tài)樹訪問接口的統(tǒng)一，聚集結(jié)構(gòu)樹的構(gòu)造和訪問具體包括以下步驟：

步驟1：節(jié)點(diǎn)通過構(gòu)造一棵默克爾二叉樹作為聚集結(jié)構(gòu)樹，實(shí)現(xiàn)多個(gè)通道狀態(tài)樹訪問接口的統(tǒng)一；

步驟2：若節(jié)點(diǎn)參與的通道產(chǎn)生了一個(gè)新的區(qū)塊，需對該節(jié)點(diǎn)的聚集結(jié)構(gòu)樹進(jìn)行更新；

步驟3：節(jié)點(diǎn)加入新的通道時(shí)，需重新計(jì)算添加新增葉子節(jié)點(diǎn)的聚集結(jié)構(gòu)樹的根哈希值；

步驟4：節(jié)點(diǎn)退出通道時(shí)，需刪除聚集結(jié)構(gòu)樹上對應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)，并重新計(jì)算根哈希值；

步驟5：通過訪問聚集結(jié)構(gòu)樹來訪問節(jié)點(diǎn)的通道狀態(tài)數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述面向區(qū)塊鏈多通道狀態(tài)數(shù)據(jù)的聚集結(jié)構(gòu)樹方法，其特征在于所述步驟1中的多個(gè)通道狀態(tài)樹訪問接口按下述步驟統(tǒng)一：

步驟1-1：每個(gè)通道都維護(hù)一個(gè)通道狀態(tài)樹；

步驟1-2：節(jié)點(diǎn)將自身參與所有的通道狀態(tài)樹的根節(jié)點(diǎn)哈希值作為葉子節(jié)點(diǎn)構(gòu)造聚集結(jié)構(gòu)樹；

步驟1-3：節(jié)點(diǎn)將聚集結(jié)構(gòu)樹保存在內(nèi)存中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述面向區(qū)塊鏈多通道狀態(tài)數(shù)據(jù)的聚集結(jié)構(gòu)樹方法，其特征在于所述步驟2中的聚集結(jié)構(gòu)樹按下述步驟更新：

步驟2-1：通道發(fā)布了一個(gè)新的區(qū)塊，區(qū)塊中包含屬于該通道的交易，因此該通道的狀態(tài)已發(fā)生改變；

步驟2-2：節(jié)點(diǎn)獲取該通道發(fā)布的新區(qū)塊中的狀態(tài)樹根節(jié)點(diǎn)，并計(jì)算其哈希值；

步驟2-3：節(jié)點(diǎn)用獲取到的狀態(tài)樹根節(jié)點(diǎn)哈希值作為葉子節(jié)點(diǎn)，替換聚集結(jié)構(gòu)樹中原來該通道的狀態(tài)樹根節(jié)點(diǎn)的哈希值；

步驟2-4：節(jié)點(diǎn)重新計(jì)算該通道狀態(tài)樹根節(jié)點(diǎn)哈希值所在葉子節(jié)點(diǎn)至聚集結(jié)構(gòu)樹根節(jié)點(diǎn)路徑上的哈希值，完成對聚集結(jié)構(gòu)樹的更新。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述面向區(qū)塊鏈多通道狀態(tài)數(shù)據(jù)的聚集結(jié)構(gòu)樹方法，其特征在于所述步驟3中的根哈希值按下述步驟進(jìn)行計(jì)算：

步驟3-1：節(jié)點(diǎn)同步新加入的通道的數(shù)據(jù)和配置，獲取該通道最高區(qū)塊的狀態(tài)樹根節(jié)點(diǎn)，并計(jì)算其哈希值；

步驟3-2：節(jié)點(diǎn)將新加入的通道的狀態(tài)樹根節(jié)點(diǎn)哈希值作為葉子節(jié)點(diǎn)添加到聚集結(jié)構(gòu)樹，并重新計(jì)算聚集結(jié)構(gòu)樹的根節(jié)點(diǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述面向區(qū)塊鏈多通道狀態(tài)數(shù)據(jù)的聚集結(jié)構(gòu)樹方法，其特征在于所述步驟4中的節(jié)點(diǎn)和通道內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)按下述步驟更新自身的聚集結(jié)構(gòu)樹：

步驟4-1：節(jié)點(diǎn)根據(jù)要退出通道的狀態(tài)樹根節(jié)點(diǎn)的哈希值，查找聚集結(jié)構(gòu)樹上對應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)；

步驟4-2：節(jié)點(diǎn)刪除該葉子節(jié)點(diǎn)，重新計(jì)算聚集結(jié)構(gòu)樹的根節(jié)點(diǎn);

步驟4-3：該通道內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)得知此節(jié)點(diǎn)已退出通道，更新自身的聚集結(jié)構(gòu)樹。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述面向區(qū)塊鏈多通道狀態(tài)數(shù)據(jù)的聚集結(jié)構(gòu)樹方法，其特征在于所述步驟5中的訪問通道狀態(tài)數(shù)據(jù)按下述步驟進(jìn)行：

步驟5-1：訪問通道的狀態(tài)數(shù)據(jù)需先訪問聚集結(jié)構(gòu)樹，遍歷聚集結(jié)構(gòu)樹查找通道對應(yīng)的葉子節(jié)點(diǎn)，得到通道狀態(tài)樹根節(jié)點(diǎn)的哈希值；

步驟5-2：根據(jù)得到的通道狀態(tài)樹根節(jié)點(diǎn)哈希值，訪問該通道的狀態(tài)樹，從而訪問其狀態(tài)數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述面向區(qū)塊鏈多通道狀態(tài)數(shù)據(jù)的聚集結(jié)構(gòu)樹方法，其特征在于所述步驟1-2中的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造聚集結(jié)構(gòu)樹按下述步驟進(jìn)行：

步驟1-2-1：節(jié)點(diǎn)從自身參與的每個(gè)通道的區(qū)塊鏈中的最高區(qū)塊中獲得該通道狀態(tài)樹的根節(jié)點(diǎn)，并對其做哈希計(jì)算得到相應(yīng)的哈希值；

步驟1-2-2：將得到的通道狀態(tài)樹的根節(jié)點(diǎn)哈希值作為默克爾二叉樹的葉子節(jié)點(diǎn)；

步驟1-2-3：將相鄰兩個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)的值連接為一個(gè)字符串，對其做哈希運(yùn)算得到父節(jié)點(diǎn)的值，該父節(jié)點(diǎn)為默克爾樹的中間節(jié)點(diǎn)；

步驟1-2-4：對于步驟1-2-3得到的節(jié)點(diǎn)，從下往上逐層計(jì)算中間節(jié)點(diǎn)，直至根據(jù)最后兩個(gè)中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行哈希計(jì)算，并以哈希計(jì)算得到的默克爾樹根節(jié)點(diǎn)為多通道狀態(tài)樹的訪問入口。