[發(fā)明專利]一種區(qū)塊鏈中使用靜態(tài)默克爾樹的方法和裝置

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• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113704249A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王曉亮;張亞寧
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州溪塔科技有限公司
• 主分類號: G06F16/22
• 分類號: G06F16/22;G06F16/27;G06Q20/38
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 邢飛飛;王欣

本說明書實施例公開了一種區(qū)塊鏈中使用靜態(tài)默克爾樹的方法和裝置，所述方法中，構(gòu)造靜態(tài)默克爾樹的過程包括：根據(jù)葉子節(jié)點個數(shù)，計算靜態(tài)默克爾樹總節(jié)點個數(shù)；初始化空數(shù)組用于表征靜態(tài)默克爾樹，所述數(shù)組元素的個數(shù)為所述靜態(tài)默克爾樹總節(jié)點個數(shù)；從所述數(shù)組尾部逆序選取所述葉子節(jié)點個數(shù)長度的數(shù)組元素用于插入所述葉子節(jié)點；從所述靜態(tài)默克爾樹最下層開始逐層計算節(jié)點值直至根節(jié)點，并依次存入所述數(shù)組。本發(fā)明應(yīng)用于區(qū)塊鏈中對處理性能要求較高的場景，在使用靜態(tài)默克爾樹的情況下可以減少哈希計算量；同時在輕客戶端、區(qū)塊交易密碼學驗證、跨鏈密碼學證明中，采用靜態(tài)默克爾樹的方式，也可以減少哈希計算量。

技術(shù)領(lǐng)域

本說明書涉及計算機軟件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種區(qū)塊鏈中使用靜態(tài)默克爾樹的方法、裝置和電子設(shè)備。

背景技術(shù)

在比特幣中，為了解決輕節(jié)點的交易驗證問題，引入了默克爾樹。默克爾樹的每個節(jié)點的產(chǎn)生都要計算一次哈希，而哈希計算比較耗時。當根節(jié)點以外的任意一層有奇數(shù)個節(jié)點時，都需要對節(jié)點進行一次復制湊成偶數(shù)個節(jié)點的完全二叉樹再進行計算。默克爾樹這樣設(shè)計的原因是因為比特幣或者以太坊采用PoW的共識算法，在共識過程中(計算)是一邊處理交易一邊構(gòu)造區(qū)塊結(jié)構(gòu)的。而在聯(lián)盟鏈中，通常會采用BFT類的共識算法，使用該類共識算法在共識過程中，可以先共識區(qū)塊交易順序，再處理和計算交易結(jié)果，采用先共識再處理的流程。由于是先共識交易順序然后再計算交易的結(jié)果，所以區(qū)塊中的交易順序已經(jīng)完全確定的，不會在共識的過程中進行變更。在這種情況下，交易和交易回執(zhí)都可以采用靜態(tài)默克爾數(shù)的方式來計算其根哈希，以減少哈希計算量。

發(fā)明內(nèi)容

本說明書實施例的目的是針對默克爾樹哈希計算量大特別是在聯(lián)盟鏈應(yīng)用場景下哈希計算性能要求更高的問題，提供一種區(qū)塊鏈中使用靜態(tài)默克爾樹的方法和裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本說明書實施例是這樣實現(xiàn)的：

第一方面，提出了區(qū)塊鏈中使用靜態(tài)默克爾樹的方法，構(gòu)造靜態(tài)默克爾樹的過程包括：

根據(jù)葉子節(jié)點個數(shù)，計算靜態(tài)默克爾樹總節(jié)點個數(shù)；

初始化空數(shù)組用于表征靜態(tài)默克爾樹，所述數(shù)組元素的個數(shù)為所述靜態(tài)默克爾樹總節(jié)點個數(shù)；

從所述數(shù)組尾部逆序選取所述葉子節(jié)點個數(shù)長度的數(shù)組元素用于插入所述葉子節(jié)點；

從所述靜態(tài)默克爾樹最下層開始逐層計算節(jié)點值直至根節(jié)點，并依次存入所述數(shù)組。

第二方面，提出了一種區(qū)塊鏈中使用靜態(tài)默克爾樹的裝置，包括：

節(jié)點個數(shù)計算模塊，用于根據(jù)葉子節(jié)點個數(shù)，計算靜態(tài)默克爾樹總節(jié)點個數(shù)；

數(shù)組管理模塊，用于根據(jù)靜態(tài)默克爾樹總節(jié)點個數(shù)初始化空數(shù)組表征靜態(tài)默克爾樹；

節(jié)點值計算模塊，用于從所述數(shù)組尾部逆序選取所述葉子節(jié)點個數(shù)長度的數(shù)組元素插入所述葉子節(jié)點；以及從所述靜態(tài)默克爾樹最下層開始逐層計算節(jié)點值直至根節(jié)點，并依次存入所述數(shù)組。

第三方面，提出了一種電子設(shè)備，包括：處理器；以及

被安排成存儲計算機可執(zhí)行指令的存儲器，所述可執(zhí)行指令在被執(zhí)行時使所述處理器執(zhí)行第一方面所述的方法。

第四方面，提出了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲一個或多個程序，所述一個或多個程序當被包括多個應(yīng)用程序的電子設(shè)備執(zhí)行時，使得所述電子設(shè)備執(zhí)行第一方面所述的方法。

本說明書可以達到至少以下技術(shù)效果：

本發(fā)明應(yīng)用于區(qū)塊鏈中對處理性能要求較高的場景，在使用靜態(tài)默克爾樹的情況下可以減少哈希計算量；同時在輕客戶端、區(qū)塊交易密碼學驗證、跨鏈密碼學證明中，采用靜態(tài)默克爾樹的方式，也可以減少哈希計算量。

附圖說明