[發明專利]一種區塊鏈單鏈消息雙分構建方法

有效

• 申請號: 202110005534.3
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112929405B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 林樂;蘭春嘉
• 申請（專利權）人: 上海零數眾合信息科技有限公司
• 主分類號: H04L67/141
• 分類號: H04L67/141;H04L67/568;H04L9/40;H04L9/32;G06F21/62;G06F21/60;G06F21/64;G06F16/27;G06F16/22
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1.一種區塊鏈單鏈消息雙分構建方法，其特征在于，所述區塊鏈單鏈消息雙分構建方法包含以下步驟：先構建雙分消息、建立消息加密和鑒權機制，最后建立數據控制機制；所述構建雙分消息用于雙分構建兩種不同的消息，兩種不同的消息構建的過程中采用流模式的方式，形成消息流；消息流為空間和時間上向同一方向運動過程中的一組信息，有共同的信息源和信息的接收者，即由一個信息源向另一個單位傳遞的全部信息的集合；兩種不同的消息包括有單鏈消息和關聯鏈消息兩種，所述單鏈消息是一種能夠呈現單一鏈式結構體的具有完整信息內容的簡單的消息，由標示體、組合體、內容體組成；其中標示體用于標志所述單鏈消息的狀態信息，包含有N個字節，N為大于1的正整數，所述標示體的最后一個字節位，即第N位，為回收標志位；回收標志位的狀態分為：非丟棄狀態和待丟棄狀態，待丟棄狀態表示當前單鏈消息要被置入消息回收站中，并且將單鏈消息置為空消息并移除出當前消息流；所述標示體的第一個字節位為消息狀態標志位，用于表示當前的單鏈消息的四種狀態，分別為：無效消息狀態、空消息狀態、規則鏈接消息狀態、無序鏈接消息狀態；當所述標示體的第一個字節位為無效消息狀態時，則表示當前的單鏈消息的內容無效，一旦檢測到無效消息狀態的單鏈消息時，將檢測當前單鏈消息的標示體的回收標志位是否為待丟棄狀態；若當前單鏈消息的標示體的回收標志位為非待丟棄狀態時，則將當前單鏈消息的狀態保持在當前狀態；如果設定地址結束標志字節位為所述標示體中的第i位個字節位，其中i為大于2小于N-1中的任意正整數，視環境進行設置，單鏈消息的地址位的長度不是固定的，單鏈消息的地址位的長度為所述標示體的第二個字節位到地址結束標志字節位之間的長度；N為正整數，取值大小不固定的，即單鏈消息的地址位的長度不是固定的，地址位的長度由地址結束標志字節位的所處的位置決定；當所述標示體的第一個字節位為無效消息狀態時，則表示當前的單鏈消息的內容無效，一旦檢測到無效消息狀態的單鏈消息時，若當前單鏈消息的標示體的回收標志位為待丟棄狀態時，則將單鏈消息置為空消息并移出消息流；當有效消息標志位的狀態是空消息狀態、規則鏈接消息狀態、無序鏈接消息狀態中的任意一種狀態且回收標志位為待丟棄狀態時，將當前單鏈消息保持信息的完整性并置于消息回收站中；當檢測到所述標示體的有效消息標志位的狀態為無效消息狀態且回收標志位為待丟棄狀態時，將當前單鏈消息永久刪除；所述內容體包括有內容單元，內容單元存儲有單鏈消息的具體的加密內容；所述組合體包括模式單元、復雜度單元和拼接序列單元，所述組合體的拼接序列單元與所述內容體的內容單元一一對應；所述模式單元用于表示完整消息的拼接模式；所述組合體用于表示當前單鏈消息的完整消息的拼接序列和組合序列的規則；拼接序列和組合序列的規則包括有模式單元規則、復雜度單元規則和拼接單元規則；模式單元的拼接模式有兩種：規律鏈模式和無序鏈模式；所述規律鏈模式表示消息拼接的模式具有規律性，包括順序拼接、反向拼接、模版拼接；所述順序拼接表示所述單鏈消息的完整消息由所述內容體的內容單元順序拼接完成；所述反向拼接表示所述單鏈消息的完整消息由所述內容體的內容單元反向拼接完成；所述模版拼接表示所述單鏈消息的完整消息拼接遵循一個特定的模版，模版記錄一個拼接規則，在所述單鏈消息的完整消息拼接過程中按照模版拼接規則對所述內容體的內容單元進行拼接；所述無序鏈模式表示所述單鏈消息的完整消息拼接過程中沒有規則可循，此時所述拼接序列單元的長度與所述內容體的內容單元長度一致；所述復雜度單元表示拼接消息序列的復雜度，當所述模式單元為規則鏈模式時，所述復雜度單元記錄所述規則模版的長度，當所述規則鏈模式為順序拼接或反向拼接模式時，復雜度最小；當所述模式單元為無序鏈模式時，所述復雜度單元記錄所述拼接序列單元的拼接完整消息的時間復雜度；所述拼接序列單元用于存儲所述單鏈消息的拼接模式；所述拼接序列由若干個拼接實體組成，拼接實體的數量由所述內容體的內容單元數量和所述模式單元的模式決定；所述拼接實體存儲拼接模版；當所述模式單元為規則鏈模式時，所述拼接實體的數量小于所述內容體的內容單元數量，當所述模式單元為規則鏈模式的順序拼接和反向拼接時，所述拼接實體為空；當所述模式單元為規則鏈模式的模版拼接時，所述拼接實體的連續拼接單元存儲拼接模版，拼接單元的數量由拼接模版的長度決定；當所述模式單元為無序鏈模式時，所述拼接實體的連續拼接單元存儲所述內容體的內容單元地址；所述拼接實體的拼接單元的數量與所述內容體的內容單元數量一致；所述內容體為消息的主要承載體，由若干內容單元組成，每個內容單元包括地址部分A和內容部分，所述地址部分A存儲內容單元的唯一標示地址，內容單元的地址部分A在消息鏈中是唯一不可變的，與內容單元一一對應；所述內容部分存儲消息信息，所述消息信息只是消息對象中的可劃分的最小消息碎片單元，單獨的消息碎片單元不能呈現消息對象的完整信息；將所述單鏈消息中的所述內容單元按照所述模式單元的拼接模式進行完整拼接之后得到完整的消息對象；所述關聯鏈消息用于構建復雜消息的消息對象；所述關聯鏈消息基于單鏈消息，且具有關聯鏈表；所述關聯鏈消息包括一個頭單元、地址單元B和一張關聯鏈表；所述頭單元包括一個關聯鏈消息標示，表示當前消息為關聯鏈消息，在基于流模式建立數據控制機制時，可以根據所述頭單元預先識別關聯鏈消息，預估消息拼接能耗，并預先分配消息拼接處理資源；所述地址單元B為關聯鏈消息的唯一查看地址；所述關聯鏈表為所述關聯鏈消息涉及的所有單鏈消息的關系定義表；所述關聯鏈表存儲所述單鏈消息的地址以及所述單鏈消息之間的關系；所述關聯鏈表的關聯地址與所述單鏈消息的所述標示體的地址位的內容一致，根據所述關聯鏈表的關聯地址可以定位到所述單鏈消息；所述關系定義表包括：從屬關系、兄弟關系；所述從屬關系表示一個消息為另一個消息的一部分：當所述關聯地址D₁對應的單鏈消息M₁從屬于所述關聯地址D₂對應的單鏈消息M₂時，表示單鏈消息M₁是所述單鏈消息M₂的一部分；所述從屬關系支持嵌套，即單鏈消息M₂也可以是單鏈消息M₃的一部分；所述從屬關系可以一對多，即單鏈消息M₂和單鏈消息M₄可以同時從屬于單鏈消息M₃；單鏈消息M₂和單鏈消息M₄為兄弟關系；所述兄弟關系表示一個消息跟另一個消息相互獨立；所述從屬關系和所述兄弟關系可以構建混合嵌套關系；所述建立消息加密和鑒權機制包括建立消息加密方法和鑒權機制；所述消息加密方法使用對稱加密算法AES對單鏈消息的消息明文進行加密，得到單鏈消息的消息密文；所述消息明文在進入消息流通道之前，首先進入預檢通道，通過預檢節點對消息明文進行驗證檢查，提交消息明文和預檢結果；并將通過預檢結果的消息明文進行離散重排序，得到離散重排序后的數據Data，將離散重排序后的數據Data進行簽名A，發送到加密節點；加密節點對所述簽名A進行驗證，驗證通過后對離散重排序后的數據Data進行加密，保護消息數據的安全性；所述鑒權機制用于判斷消息操作對象的讀寫操作權限；所述鑒權機制包括一個權限匹配核、一個鑒權因子序列組以及啟動鑒權機制的啟動因子序列組；對單鏈消息和關聯鏈消息進行操作的對象稱為消息操作對象，所述權限匹配核用于對消息操作對象讀寫操作權限進行匹配閾值；所述鑒權因子序列組為權限屬性對應的因子序列組；所述啟動因子序列組包括啟動鑒權機制的閾值因子組和待啟動因子組；啟動因子序列組啟動鑒權機制，然后結合鑒權因子序列組和每個因子的權限屬性構成權限因子屬性矩陣，權限因子屬性矩陣用于判斷消息操作對象對當前消息的操作權限；啟動因子閾值組與待啟動因子組進行相似度比較，根據比較的結果分為三種狀態，包括啟動狀態、無權狀態和有權狀態；所述啟動狀態表示需要啟動鑒權機制；所述無權狀態表示消息操作對象對當前消息沒有任何讀寫操作的權限；所述有權狀態表示無需啟動鑒權機制，消息操作對象對當前消息沒有權限限制，消息操作對象可以對當前消息進行讀寫操作；當鑒權機制被啟動時，根據所述鑒權因子序列組和每個因子的權限屬性構成權限因子屬性矩陣，根據權限匹配核在所述鑒權因子序列組中的出現頻率對結果進行打分；當打分后得到的分數達到授予權限的閾值時，授予消息操作對象對當前消息的讀寫操作；基于流模式建立所述數據控制機制，包括數據流通道、控制單元和消息回收站，是一種基于大數據量并發的數據的流通和控制機制；所述數據流通道是并行通道，是數據的流通管道，可以根據當前待流通數據量的大小，開關數據流通道，在節約資源的同時保證數據的高效流通；當消息操作對象A需要請求對消息B進行操作時，首先消息操作對象A將自己具有的密鑰信息、權限屬性信息和需要請求的消息發送至所述控制單元，所述控制單元根據消息加密和鑒權機制驗證當前消息操作對象A的密鑰和權限；當驗證結果為失敗時，向消息操作對象A返回一個請求失敗數據包；所述請求失敗數據包包括：失敗狀態碼、失敗原因；當驗證結果為通過時，向消息操作對象A返回一個請求成功數據包，請求成功數據包用于表示請求成功狀態，請求成功數據包包括有：成功狀態碼、請求消息狀態，數據流通道的地址；然后所述控制單元將操作對象A需要請求的消息放入數據流通道的緩存區，數據流通道的緩存區的作用是緩存數據，提高消息的傳輸速率；所述控制單元首先檢查已經建立的數據流通道中是否有已經與操作對象A建立有效鏈接的數據流通道，若不存在與操作對象A建立有效鏈接的數據流通道，則所述控制單元向消息操作對象A發送建立連接請求信號，所述建立連接請求信號中包含數據流通道的消息發送接口信息，消息操作對象A接收到建立連接請求信號后，將可接收消息的接口信息返回至控制單元；控制單元接收到消息操作對象A的可接收消息的接口信息后，將消息操作對象A的可接收消息的接口與數據流通道的消息發送接口建立連接，形成新的數據流通道T₁，若存在已經建立連接的通道T₀，則將緩存區的消息B附加到數據流通道T₀；當新的數據流通道建立完成后，消息操作對象A的可接收消息的接口與數據流通道的消息發送接口之間的通信開始；當前數據流通道中包含一個或多個數據通道節點，所述控制單元根據當前數據流通道中的數據吞吐量、資源利用率、節點轉發效率、以及待發送消息的大小進行新建或者收回所述的一個或多個數據通道節點；在數據流通道的建立過程中，所述控制單元對數據流通道中的數據通道節點進行輪詢檢查，并將不符合檢查結果的數據通道節點進行刪除，并根據輪詢檢查的結果增加或減少數據通道中的數據通道節點數量，以保證數據流通道的高效和安全；在每個輪詢周期T內，所述輪詢檢查向數據通道節點廣播自己的檢查標準數據包，每個輪詢周期T可以由所述控制單元根據當前數據流通道狀態進行調節；每個輪詢周期T的調節的區間為[-r,r]，其中T為正數，r為大于0小于T的正數；每個輪詢周期T的調節的目的是用于保證廣播的間隔時間最短，且數據流通道中大部分數據通道節點在廣播時的資源消耗最小，沒有節點空閑，從而降低廣播對數據流通道中數據通道節點的傳輸影響；當數據流通道中數據通道節點的數量過剩，資源利用率低時，所述控制單元對低利用率節點進行回收；所述控制單元的回收方式為：將所有數據通道節點按利用率進行降序排序，將利用率低的數據通道節點置于不接收新任務狀態，所述不接收新任務狀態，表示當前節點只負責完成當前還未完成的工作任務，而不再接收新的任務分配；在當前工作任務完成后，所述控制單元將當前數據通道節點置于無任務狀態；同時開始多個數據通道節點的待回收過程，只有當最后一個待回收的數據通道節點的當前任務完成后，所有的待回收的數據通道節點都處于無任務狀態時，對所有待回收的數據通道節點進行一次性統一回收；當數據流通道中的待回收的數據通道節點數量過少，負載壓力較大時，為提高數據流通道的數據處理效率，需要對數據流通道中的待回收的數據通道節點進行擴容；擴容的方式為：采用鄰節點植入的方式對節點進行擴容，對任務負載壓力較大的待擴容數據通道節點增加鄰節點，當前工作任務由待擴容數據通道節點和鄰節點合作完成，在完成當前任務后當前待擴容數據通道節點點和鄰節點分別作為數據流通道中的獨立數據通道節點接收下一次任務安排，并獨立完成下一次任務處理；所述消息回收站暫存待回收狀態的消息；所述消息回收站記錄每個進入回收站的消息的時間及狀態；在每個待回收消息清理周期內，所述控制單元采集當前回收站中待回收消息存儲量及進入回收站的時間，然后對達到永久清理標準的待回收消息進行永久刪除操作；所述永久清理標準由所述控制單元根據所述消息回收站中已存消息狀態和待進入消息回收站的消息狀態進行智能調節。