本發(fā)明涉及一種輕量終端機(jī)區(qū)塊鏈系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展與成熟，其應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越普遍，現(xiàn)已在金融服務(wù)、醫(yī)療健康、版權(quán)、共享經(jīng)濟(jì)、供應(yīng)鏈管理、文化娛樂(lè)、智能制造、社會(huì)公益、教育等多種領(lǐng)域得到應(yīng)用。

區(qū)塊鏈系統(tǒng)具有去中心化、不可篡改、數(shù)據(jù)透明、用戶(hù)可匿名、集體維護(hù)等特性，同時(shí)這些特性帶來(lái)了區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)規(guī)模不斷增長(zhǎng)，消耗較高網(wǎng)絡(luò)資源和算力等特點(diǎn)，這造成了在算力、存儲(chǔ)容量、網(wǎng)絡(luò)資源都比較有限的終端機(jī)設(shè)備上使用區(qū)塊鏈技術(shù)的局限性。

當(dāng)前終端設(shè)備通常以客戶(hù)端的形式參與區(qū)塊鏈交易，即通過(guò)瀏覽器或客戶(hù)端軟件的方式，連接到區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)上完成交易，而終端設(shè)備并不參與區(qū)塊鏈的維護(hù)，也不為其他終端交易提供網(wǎng)絡(luò)支持。在今天終端設(shè)備數(shù)量巨大的現(xiàn)實(shí)情況下，并未使區(qū)塊鏈系統(tǒng)利用到這些終端資源，造成了一種顯而易見(jiàn)的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種輕量終端機(jī)區(qū)塊鏈系統(tǒng)，其能很好地利用數(shù)量巨大的終端設(shè)備資源的同時(shí)，能夠保證輕量的終端設(shè)備在接入?yún)^(qū)塊鏈系統(tǒng)時(shí)仍能保證系統(tǒng)的良好運(yùn)行與性能。

為了達(dá)到上述目的，提供一種輕量終端機(jī)區(qū)塊鏈系統(tǒng)，該區(qū)塊鏈系統(tǒng)包括若干節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)包括核心節(jié)點(diǎn)以及輕量節(jié)點(diǎn)；核心節(jié)點(diǎn)用于參與區(qū)塊鏈共識(shí)、完成記賬并生成新的區(qū)塊，區(qū)塊包括區(qū)塊頭與區(qū)塊主體；輕量節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)區(qū)塊頭，以參與節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、交易廣播以及交易合法性驗(yàn)證。

優(yōu)選的，區(qū)塊頭存儲(chǔ)父哈希值、merkle根哈希值以及狀態(tài)哈希值；父哈希值是對(duì)前一個(gè)區(qū)塊所有數(shù)據(jù)求哈希得到，用以驗(yàn)證本區(qū)塊以前的所有記錄是否被篡改；merkle根哈希值是對(duì)本區(qū)塊中所有交易記錄求哈希得到，用以驗(yàn)證本區(qū)塊內(nèi)交易記錄是否被篡改；狀態(tài)哈希值是對(duì)本區(qū)塊交易執(zhí)行后，相關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)記錄通過(guò)merkle樹(shù)的方式求得的merkle根，用以驗(yàn)證不同節(jié)點(diǎn)在交易執(zhí)行后的結(jié)果是否一致。

優(yōu)選的，區(qū)塊主體用于存儲(chǔ)交易信息。

優(yōu)選的，核心節(jié)點(diǎn)為工作站或服務(wù)器或云服務(wù)。

優(yōu)選的，輕量節(jié)點(diǎn)為手機(jī)或平板或筆記本電腦或pos機(jī)

優(yōu)選的，輕量節(jié)點(diǎn)可為系統(tǒng)中其他節(jié)點(diǎn)的交易做網(wǎng)絡(luò)中繼或廣播。

優(yōu)選的，節(jié)點(diǎn)還包括完整節(jié)點(diǎn)，完整節(jié)點(diǎn)用于存儲(chǔ)完整的區(qū)塊鏈信息和數(shù)據(jù)庫(kù)信息，完整節(jié)點(diǎn)不參與區(qū)塊鏈共識(shí)。

優(yōu)選的，完整節(jié)點(diǎn)為輕量節(jié)點(diǎn)提供交易傳輸渠道和驗(yàn)證功能。

優(yōu)選的，完整節(jié)點(diǎn)為臺(tái)式機(jī)或工作站。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)為：

本發(fā)明使得輕量的終端設(shè)備如手機(jī)、平板、pos機(jī)等在接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，參預(yù)區(qū)塊鏈系統(tǒng)的交易驗(yàn)證、交易廣播及區(qū)塊核對(duì)等功能，使區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中交易數(shù)據(jù)在更多設(shè)備上備份不可篡改的交易信息，充分利用部分終端設(shè)備閑置資源的同時(shí)，加強(qiáng)區(qū)塊鏈系統(tǒng)的可信度和不可篡改性。同時(shí)系統(tǒng)充分考慮了終端設(shè)備有限的存儲(chǔ)、算力及網(wǎng)絡(luò)資源，使終端設(shè)備以輕量節(jié)點(diǎn)的方式加入?yún)^(qū)塊鏈系統(tǒng)，即用極小的資源代價(jià)共同維護(hù)區(qū)塊鏈系統(tǒng)的正常運(yùn)作。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明區(qū)塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明描述中,術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“前”及“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。

參照?qǐng)D1，一種輕量終端機(jī)區(qū)塊鏈系統(tǒng)，該區(qū)塊鏈系統(tǒng)包括若干節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)包括核心節(jié)點(diǎn)1以及輕量節(jié)點(diǎn)2。核心節(jié)點(diǎn)1以及輕量節(jié)點(diǎn)2的功能及作用描述如下：

核心節(jié)點(diǎn)1：參與區(qū)塊鏈完整的交易過(guò)程，存儲(chǔ)完整的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)和交易完成后的狀態(tài)數(shù)據(jù)，參與區(qū)塊鏈共識(shí)，有機(jī)會(huì)完成記帳功能生成新的區(qū)塊4，此類(lèi)節(jié)點(diǎn)一般由性能較好的工作站、服務(wù)器或云服務(wù)承擔(dān)。

輕量節(jié)點(diǎn)2：參與區(qū)塊鏈系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、交易廣播、交易合法性驗(yàn)證等功能，存儲(chǔ)區(qū)塊頭41，不存儲(chǔ)具體的交易信息和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，以減少對(duì)終端節(jié)點(diǎn)的資源消耗，此類(lèi)節(jié)點(diǎn)適合于各種終端設(shè)備，對(duì)系統(tǒng)資源要求低，適合于手機(jī)、平板、筆記本電腦、pos機(jī)等小型終端。

參照?qǐng)D2，上述的區(qū)塊4由核心節(jié)點(diǎn)1生成，區(qū)塊4包括區(qū)塊頭41與區(qū)塊主體42。其中，區(qū)塊頭41存儲(chǔ)父哈希值、merkle根哈希值以及狀態(tài)哈希值：父哈希值是對(duì)前一個(gè)區(qū)塊所有數(shù)據(jù)求哈希得到，用以驗(yàn)證本區(qū)塊4以前的所有記錄是否被篡改；merkle根哈希值是對(duì)本區(qū)塊4中所有交易記錄求哈希得到，用以驗(yàn)證本區(qū)塊4內(nèi)交易記錄是否被篡改；狀態(tài)哈希值是對(duì)本區(qū)塊4交易執(zhí)行后，相關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)記錄通過(guò)merkle樹(shù)的方式求得的merkle根，用以驗(yàn)證不同節(jié)點(diǎn)在交易執(zhí)行后的結(jié)果是否一致。當(dāng)然，除了上述的父哈希值、merkle根哈希值以及狀態(tài)哈希值，區(qū)塊頭41還可以存儲(chǔ)其他信息，比如時(shí)間戳等。而區(qū)塊主體42則用來(lái)存儲(chǔ)各種交易信息。由此可見(jiàn)，區(qū)塊頭41在整個(gè)區(qū)塊鏈存儲(chǔ)中，其大小僅為完整區(qū)塊鏈的萬(wàn)分之一，適合于存儲(chǔ)資源及網(wǎng)絡(luò)帶寬極其有限的終端設(shè)備。且完整的區(qū)塊頭41的信息，足以保證終端設(shè)備在從系統(tǒng)中其他節(jié)點(diǎn)讀取某具體區(qū)塊或交易信息時(shí)，驗(yàn)證其合法性與完整性。

作為優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)還包括完整節(jié)點(diǎn)3，完整節(jié)點(diǎn)3參與區(qū)塊鏈系統(tǒng)除共識(shí)外的所有交易過(guò)程，完整節(jié)點(diǎn)3存儲(chǔ)完整的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)和交易完成后的狀態(tài)數(shù)據(jù)，不參與生成新的區(qū)塊4，系統(tǒng)生成新的區(qū)塊4時(shí)從核心節(jié)點(diǎn)1接收新的區(qū)塊4的信息，并保存到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，此類(lèi)節(jié)點(diǎn)一般由存儲(chǔ)資源充足的臺(tái)式機(jī)、工作站等承擔(dān)。

下面結(jié)合圖1，進(jìn)一步闡述本系統(tǒng)的運(yùn)作以及核心節(jié)點(diǎn)1、輕量節(jié)點(diǎn)2以及完整節(jié)點(diǎn)3之間的關(guān)系。

系統(tǒng)中核心節(jié)點(diǎn)1與普通區(qū)塊鏈系統(tǒng)基本一致，在此不做詳細(xì)描述。

系統(tǒng)中完整節(jié)點(diǎn)3不參與區(qū)塊鏈的共識(shí)過(guò)程，亦即不參預(yù)挖礦，但完整節(jié)點(diǎn)3存儲(chǔ)著完整的區(qū)塊鏈信息和數(shù)據(jù)庫(kù)信息，完整節(jié)點(diǎn)3作為核心節(jié)點(diǎn)1的完整備份系統(tǒng)，同時(shí)也承擔(dān)著為輕量節(jié)點(diǎn)2提供交易傳輸渠道和驗(yàn)證功能，在輕量節(jié)點(diǎn)2無(wú)法直接與核心節(jié)點(diǎn)1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，為輕量節(jié)點(diǎn)2提供交易緩沖、安全驗(yàn)證、交易查詢(xún)等功能，例如圖1中的第一輕量節(jié)點(diǎn)21通過(guò)完整節(jié)點(diǎn)4，將交易信息傳遞至核心節(jié)點(diǎn)1系統(tǒng)完成區(qū)塊鏈的記帳。

系統(tǒng)中輕量節(jié)點(diǎn)2運(yùn)行在各種使用頻率較高的小型終端設(shè)備上，是區(qū)塊鏈系統(tǒng)中交易發(fā)起的主要源頭，與普通做為區(qū)塊鏈客戶(hù)端接入?yún)^(qū)塊鏈系統(tǒng)的設(shè)備不同，輕量節(jié)點(diǎn)2上保存完整的區(qū)塊頭41，區(qū)塊頭41在整個(gè)區(qū)塊鏈存儲(chǔ)中，其大小僅為完整區(qū)塊鏈的萬(wàn)分之一，適合于存儲(chǔ)資源及網(wǎng)絡(luò)帶寬極其有限的終端設(shè)備。而完整的區(qū)塊頭41的信息，足以保證終端設(shè)備在從系統(tǒng)中其他節(jié)點(diǎn)讀取某具體區(qū)塊4或交易信息時(shí)，驗(yàn)證其合法性與完整性。同時(shí)輕量節(jié)點(diǎn)2因其方便靈活的移動(dòng)性，在必要時(shí)為系統(tǒng)中其他節(jié)點(diǎn)的交易做為網(wǎng)絡(luò)中繼或廣播，例如圖1中，第一輕量節(jié)點(diǎn)21發(fā)起的交易，可經(jīng)過(guò)第二輕量節(jié)點(diǎn)22廣播至核心節(jié)點(diǎn)1網(wǎng)絡(luò)完成共識(shí)和記錄。

綜上所述，本發(fā)明使得輕量的終端設(shè)備如手機(jī)、平板、pos機(jī)等在接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，參預(yù)區(qū)塊鏈系統(tǒng)的交易驗(yàn)證、交易廣播及區(qū)塊核對(duì)等功能，使區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中交易數(shù)據(jù)在更多設(shè)備上備份不可篡改的交易信息，充分利用部分終端設(shè)備閑置資源的同時(shí)，加強(qiáng)區(qū)塊鏈系統(tǒng)的可信度和不可篡改性。同時(shí)系統(tǒng)充分考慮了終端設(shè)備有限的存儲(chǔ)、算力及網(wǎng)絡(luò)資源，使終端設(shè)備以輕量節(jié)點(diǎn)的方式加入?yún)^(qū)塊鏈系統(tǒng)，即用極小的資源代價(jià)共同維護(hù)區(qū)塊鏈系統(tǒng)的正常運(yùn)作。

根據(jù)上述說(shuō)明書(shū)的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說(shuō)明書(shū)中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。