[發(fā)明專利]區(qū)塊鏈結構以及區(qū)塊鏈事務執(zhí)行方法、裝置、設備和介質

在審

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• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN113965570A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發(fā)明（設計）人: 管章雙;王睿棟;蘇瑜陽;張晨;黃韜
• 申請（專利權）人: 網(wǎng)絡通信與安全紫金山實驗室
• 主分類號: H04L67/10
• 分類號: H04L67/10;H04L67/306
• 代理公司: 南京睿之博知識產(chǎn)權代理有限公司 32296
• 代理人: 楊曉玲

本發(fā)明公開了一種區(qū)塊鏈結構以及區(qū)塊鏈事務執(zhí)行方法、裝置、設備和介質，區(qū)塊鏈結構為基于單鏈模型的主鏈側鏈結構、間隔區(qū)塊結構或大小區(qū)塊結構，方法應用于單鏈單賬本模型和單鏈多賬本模型中，包括：創(chuàng)建事務并將事務廣播到區(qū)塊鏈或者事務執(zhí)行模式對應的區(qū)塊鏈群組；在區(qū)塊鏈或區(qū)塊鏈群組中將事務打包成區(qū)塊并進行區(qū)塊共識；根據(jù)事務執(zhí)行模式將共識后的區(qū)塊依次鏈接至區(qū)塊鏈結構或區(qū)塊鏈群組對應的賬本中。本發(fā)明實現(xiàn)了在一條區(qū)塊鏈上支持不同場景業(yè)務的事務執(zhí)行模式，同時兼顧場景業(yè)務的事務執(zhí)行模式和需求，節(jié)省了不同業(yè)務區(qū)塊鏈分別部署和維護節(jié)點的成本，并且不存在異構區(qū)塊鏈的兼容適配問題。

技術領域

本發(fā)明屬于區(qū)塊鏈技術領域，具體涉及一種區(qū)塊鏈結構以及區(qū)塊鏈事務執(zhí)行方法、裝置、設備和介質。

背景技術

信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，使得云服務和網(wǎng)絡資源緊密結合。云和網(wǎng)融合大趨勢下，云網(wǎng)場景面臨著集中式單點故障、多方互不信任、業(yè)務實時響應等問題。由于開放透明、去中心化、不可篡改等特性，區(qū)塊鏈被廣泛應用于諸如金融、能源、物流等領域，以實現(xiàn)多方安全可信、解決單點故障等問題，這也同樣適用于云網(wǎng)場景。

目前，區(qū)塊鏈有包括“執(zhí)行-排序-驗證”和“共識-執(zhí)行”兩種事務(Transaction)執(zhí)行模式，而現(xiàn)有區(qū)塊鏈只能選擇其中一種作為其事務執(zhí)行模式，例如，以太坊(Ethereum)使用的是“共識-執(zhí)行”事務執(zhí)行模式，超級賬本(Hyperledger Fabric)使用的是“執(zhí)行-排序-驗證”事務執(zhí)行模式。兩種事務執(zhí)行模式的執(zhí)行流程如圖2所示：

共識-執(zhí)行(Consensus-Execute，CE)事務執(zhí)行模式：區(qū)塊鏈客戶端發(fā)起事務并廣播到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡上，共識節(jié)點將該事務打包到區(qū)塊內并進行區(qū)塊共識，隨后廣播區(qū)塊，其他節(jié)點同步區(qū)塊并順序執(zhí)行驗證區(qū)塊內事務獲得執(zhí)行結果，最后通過執(zhí)行結果更新區(qū)塊鏈狀態(tài)。

執(zhí)行-排序-驗證(Execute-Order-Validate，EOV)事務執(zhí)行模式：區(qū)塊鏈客戶端向區(qū)塊鏈背書節(jié)點發(fā)起事務請求，背書節(jié)點收到請求后預執(zhí)行該事務生成執(zhí)行結果和讀寫集，其中，讀寫集是指執(zhí)行該事務后對區(qū)塊鏈狀態(tài)產(chǎn)生影響的狀態(tài)數(shù)據(jù)集合，讀寫集包括讀集和寫集，讀集用于獲取區(qū)塊鏈狀態(tài)數(shù)據(jù)的索引，寫集用于更新該索引對應的狀態(tài)數(shù)據(jù)，區(qū)塊鏈客戶端收到執(zhí)行結果和讀寫集后將其組裝成事務發(fā)送給共識節(jié)點，共識節(jié)點將該事務進行排序并打包到區(qū)塊內，隨后廣播區(qū)塊，其他節(jié)點同步區(qū)塊并驗證區(qū)塊內事務，最后通過讀寫集更新區(qū)塊鏈狀態(tài)。

上述兩種事務執(zhí)行模式的主要區(qū)別在于獲取事務執(zhí)行結果的階段不同，EOV事務執(zhí)行模式在預執(zhí)行階段獲得執(zhí)行結果和讀寫集，驗證階段進行區(qū)塊鏈狀態(tài)更新，該事務執(zhí)行模式可實現(xiàn)多個事務的并行執(zhí)行以提升性能，但是由于狀態(tài)更新延后會出現(xiàn)事務執(zhí)行沖突問題，并且需要使用背書節(jié)點進行事務預執(zhí)行；CE事務執(zhí)行模式在執(zhí)行階段獲得執(zhí)行結果并更新區(qū)塊鏈狀態(tài)，該事務執(zhí)行模式不存在事務執(zhí)行沖突問題，但是由于區(qū)塊內所有事務串行執(zhí)行導致性能較低。

云網(wǎng)場景使用區(qū)塊鏈時，往往難以同時兼顧不同場景業(yè)務的事務執(zhí)行模式和需求。例如，企業(yè)租用網(wǎng)絡流量場景中，物理鏈路調度業(yè)務需要及時獲得區(qū)塊鏈的執(zhí)行結果實現(xiàn)調度的實時響應，流量計費結算業(yè)務需要避免事務執(zhí)行沖突問題。然而，現(xiàn)存方案無法在一條區(qū)塊鏈上同時解決上述問題并且最佳適配不同云網(wǎng)場景業(yè)務的事務執(zhí)行模式和需求，即現(xiàn)有的一條區(qū)塊鏈的區(qū)塊鏈結構不能同時支持多種事務執(zhí)行模式。雖然同一云網(wǎng)場景的不同業(yè)務也可以分別使用不同區(qū)塊鏈進行實現(xiàn)，然后通過跨鏈方式進行場景業(yè)務間數(shù)據(jù)交互，但是仍然面臨不同區(qū)塊鏈的節(jié)點部署維護成本高、異構區(qū)塊鏈兼容適配難度大以及異構鏈場景業(yè)務跨鏈交互難等問題和挑戰(zhàn)。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明公開了一種區(qū)塊鏈結構以及區(qū)塊鏈事務執(zhí)行方法、裝置、設備和介質，所述區(qū)塊鏈結構基于單鏈模型，實現(xiàn)了在一條區(qū)塊鏈上同時支持不同的事務執(zhí)行模式。

技術方案：為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案：