[發明專利]基于UTXO模型的低存儲消耗的方法和系統

在審

• 申請號: 202111591194.3
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114328518A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 歐世勇;劉振;龍宇;谷大武
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F16/22
• 分類號: G06F16/22;G06F16/21;G06F16/27;G06F16/23
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 祁春倪

本發明提供了一種基于UTXO模型的低存儲消耗的方法和系統，包括：在區塊鏈運行前選取共識機制、交易摘要的計算方式、區塊鏈狀態摘要的計算方式，并根據共識機制設置區塊頭的共識字段；在區塊鏈運行后，在節點新加入或重新加入區塊鏈網絡時，根據節點類型進行歷史數據同步；由擁有未消費的交易輸出的用戶生成交易，將交易同步到區塊鏈網絡；在出塊節點選擇若干個不在鏈上的交易，按照共識規則生成區塊，并將新生成的區塊同步給網絡中所有節點；根據實際需要設置修剪周期，將相應的數據從歷史數據中將其刪除。本發明有效減少區塊鏈歷史數據占用的存儲空間，降低節點的運行成本。

技術領域

本發明涉及區塊鏈技術領域，具體地，涉及一種基于UTXO模型的低存儲消耗的方法和系統。

背景技術

區塊鏈本質上是一種以去中心化或多中心化為特征的分布式賬本，形式上體現為時間排序的區塊序列，通過在下一個區塊中存儲上一個區塊的哈希值，使得區塊之間串聯成鏈。每個區塊包含若干個被稱為交易的記錄，交易記錄著賬本的實際內容即賬本的條目。借助密碼學哈希函數的性質使區塊串聯成鏈的同時也使歷史數據具備不可篡改的屬性，即要修改一個位置靠前的區塊的數據，將要求修改其后所有的區塊，這種操作的代價是極大或操作是困難的。所有參與區塊鏈運行的用戶即節點通過連接形成點對點的區塊鏈網絡，節點之間通過區塊鏈的通信協議同步數據，并借助共識機制對新同步的數據以區塊為單位達成共識。以太坊引入圖靈完備語言和虛擬機，將智能合約以可編程的形式嵌入區塊鏈系統中，并借助智能合約將實際應用場景遷移至區塊鏈。目前認為區塊鏈劃可分為六層結構即數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層、應用層。

不同于現實世界中銀行使用的賬戶模型，以比特幣為代表的區塊鏈應用在數據層上是基于UTXO(Unspent Transaction Output，未被消費的輸出)模型的，每個UTXO通過所在交易的哈希和在交易中的位置即“索引”來作為唯一標識，在交易中以UTXO作為基本單位消費或產生即UTXO不可分割。區塊鏈所表示的分布式賬本記錄著UTXO的流動情況，為了解決初始UTXO的問題，在區塊中用一個特殊的交易創建初始的UTXO，一般作為區塊中第一個交易，被稱之為coinbase交易。進一步地，區塊鏈的當前狀態可以用當前鏈上所有UTXO的集合來表示。

交易的上鏈過程就代表UTXO集合的變更過程，而交易的有效性取決于伴隨交易出現的證明和區塊鏈的當前狀態。每個運行區塊鏈的節點一般通過下載區塊鏈運行的歷史數據，并按照共識協議的規則處理歷史數據獲取區塊鏈的當前狀態，而歷史數據的存儲和下載對運行區塊鏈的節點提出資源的要求。

專利文獻CN101853067B(申請號：CN201010121198.0)公開了一種減少裝置功率消耗的方法及具有嵌入式存儲器模塊的裝置，其中上述方法用于包含嵌入式存儲器模塊的裝置，上述方法包含：劃分嵌入式存儲器模塊為多個存儲器區塊；根據第一既定規則劃分軟件模塊的指令組與數據組為多個區段，其中第一既定規則根據操作需求決定；以及載入區段進存儲器區塊；其中存儲器區塊根據條件分別開啟或關閉。