區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)對比及共識方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是區(qū)塊鏈技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有比特幣、以太坊、比特股、瑞波幣等技術(shù)弱點如下:
1、在新區(qū)塊交易數(shù)據(jù)對比時都需要傳送全部哈希值，數(shù)據(jù)量很大。
[0003]2、交易數(shù)據(jù)傳輸重復(fù)的概率大，自己缺少的數(shù)據(jù)不能確定地去找下載的來源，效率不高，數(shù)據(jù)不容易補全，有部分交易有較長的延時。
[0004]3、比特幣、以太坊、比特股是選一臺服務(wù)器打包來廣播新區(qū)塊，傳播速度慢，反復(fù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大，要么像瑞波幣一樣要同時比較非常多的服務(wù)器來達成共識，達成共識的時間不夠快。
[0005]4、現(xiàn)有的跨鏈交易是無法真正地跨鏈傳遞數(shù)字貨幣或數(shù)字資產(chǎn)的，只是一種需要中介的兌換關(guān)系。
[0006]5、數(shù)據(jù)存儲還不夠靈活，沒有做好大數(shù)據(jù)量需要分別存儲不同服務(wù)器的準備。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)對比及共識方法，使數(shù)據(jù)對比需要傳送的信息大幅度減少，非常方便地找出遺漏的數(shù)據(jù)，并能定位請求下載交易數(shù)據(jù)，靈活的共識方案，可大幅度地縮短各服務(wù)器達成共識的時間，跨鏈交易設(shè)計使區(qū)塊鏈上的數(shù)字貨幣和數(shù)字資產(chǎn)可以真正的跨鏈轉(zhuǎn)移，就像現(xiàn)金的轉(zhuǎn)移一樣，不需要轉(zhuǎn)移中介，有利于區(qū)塊鏈在不用領(lǐng)域和地域發(fā)揮更大的作用，交易數(shù)據(jù)可按不重復(fù)編號分段校驗、打包、存儲，可使數(shù)據(jù)存儲采用更多的方案來實現(xiàn)，區(qū)塊連的發(fā)展不會受制于服務(wù)器的性能和容量。
[0009]區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)對比及共識方法，其特征在于，對于每筆交易內(nèi)容的哈希值計算，通過變換隨機數(shù)，在一段時間內(nèi)預(yù)設(shè)哈希值的某幾位數(shù)不重復(fù)(可以是前幾位、后幾位、或任意幾位的組合，這里稱不重復(fù)編號)，記賬服務(wù)器間比較不同哈希值的預(yù)定幾位數(shù)就可以判斷出是一致的交易或是不一致的交易，這里的哈希值用16進制表示，便于敘述方便，另外也可以通過某些前置服務(wù)器來獲取按順序給每筆交易附加上整數(shù)編號，并附上新區(qū)塊的高度，方便判斷交易數(shù)據(jù)被服務(wù)器接收的時間先后，對于前面區(qū)塊的遺漏的交易數(shù)據(jù)可以單獨建組對比。
[0010]用戶可以按變換隨機數(shù)，計算一批不重復(fù)編號，區(qū)塊鏈系統(tǒng)可以定義一臺或多臺服務(wù)器作為交易入口，可稱為前置節(jié)點，前置節(jié)點I臺可以取所有的不重復(fù)編號，或者分配多臺前置節(jié)點取不同段號的不重復(fù)編號。
[0011]利用布隆過濾器可以檢查數(shù)據(jù)的遺漏情況，可以通過變換隨機數(shù)一段時間內(nèi)生成的哈希值使其在布隆過濾器中不重復(fù)，可以使數(shù)據(jù)從A服務(wù)器傳輸?shù)紹服務(wù)器后前后比較的誤判率降為0(假設(shè)數(shù)據(jù)僅會遺漏，不會有新的數(shù)據(jù)出現(xiàn))。
[0012]
步驟S1:根據(jù)需要傳送的數(shù)據(jù)量N建立布隆過濾器，設(shè)計映射函數(shù)或可以使用多個映射函數(shù)，確保在布隆過濾器上添加所有哈希值后，仍留有一部分空，一般留至少20%以上的空位為宜，留空位越少，挑選哈希值的難度越大，但留空位多，傳送的數(shù)據(jù)量可能會增加。
[0013]步驟S2:通過變換隨機數(shù)生成的哈希值使其在A服務(wù)器上的布隆過濾器中不會重復(fù)，每次在布隆過濾器上添加哈希值時，在二進制位數(shù)組上至少有一個位置的I是和這個添加的哈希值唯一對應(yīng)的。
[0014]步驟S3:服務(wù)器B把收到的全部哈希值都添加到布隆過濾器(空的和A服務(wù)器上一樣)，比較A和B兩個填上哈希值后的布隆過濾器是否一致，若不一致，就把在B添完數(shù)據(jù)的布隆過濾器發(fā)送到A服務(wù)器。
[0015]步驟S4:服務(wù)器A收到B服務(wù)器發(fā)來的布隆過濾器(添加了 B服務(wù)器上的哈希值)，把A服務(wù)器上的所有哈希值繼續(xù)添加到B發(fā)過來的過濾器上，把所有能填上新的空位的哈希值記錄下來，這些就是B服務(wù)器上缺少的數(shù)據(jù)，發(fā)送到B服務(wù)器。
[0016]步驟S5:重復(fù)步驟S3和步驟S4，直到B服務(wù)器上的布隆過濾器和A服務(wù)器一致為止。
[0017]
4、如果有公鑰地址的帳戶較多地發(fā)送不符合要求的交易哈希值，這里約定發(fā)送交易需要一筆超過最小額度的金額，若系統(tǒng)認為是違反交易或安全規(guī)則，可以將這金額消失，若帳戶的最小余額不夠則將不能發(fā)起交易，對于較多地發(fā)送不符合要求的交易哈希值的服務(wù)器，通過一定的監(jiān)控程序，可以自動或人工手動停止其服務(wù)，也可由區(qū)塊鏈上CA證書中心來管理，檢測服務(wù)器監(jiān)測到違反系統(tǒng)運行規(guī)則的公鑰地址后(交易賬戶公鑰地址或服務(wù)器公鑰地址)，通知CA證書中心凍結(jié)其一些功能，也可寫入黑名單。
[0018]5、所有記帳服務(wù)期在區(qū)塊鏈準備打包前，比特股是每次只選一臺服務(wù)器做記帳服務(wù)期，然后廣播給其他服務(wù)器，瑞波幣是所有記帳服務(wù)器都相互比較，把周圍服務(wù)器的交易哈希值與自己服務(wù)器上的交易哈希值對比，若80%的交易哈希值一致，則打包，而這里則可以根據(jù)需要選舉若干臺服務(wù)器(I臺至全部服務(wù)器的組合)作為共識服務(wù)器，每臺服務(wù)器定時統(tǒng)計和其他服務(wù)器的通訊性能，并相互交換信息，每臺服務(wù)器即可根據(jù)各服務(wù)器通訊性能信息，設(shè)計不同的多臺服務(wù)器組合的共識方案，要排除通訊性能較差的服務(wù)器，兼顧一下每臺服務(wù)器和其他非組合中的其他服務(wù)器的通訊性能，目的是使組合的共識服務(wù)器打包速度快，傳播給其他最新區(qū)塊的速度快。
[0019]6、不同記賬服務(wù)器(或稱共識服務(wù)器)若發(fā)送交易哈希值進行對比，需要傳送大量的數(shù)據(jù)，比較也耗時間，只要發(fā)送不重復(fù)編號對比即可，如可以排序后按順序?qū)Ρ?，也可以放到字典map中對比。
[0020]7、可以設(shè)定不重復(fù)編號的段號，分配在不同的前置節(jié)點上，比如交易哈希值開始的第一位為3(或用16進制表示段號:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、&、13、(3、(1、6汀)的所有不重復(fù)編號都要到這個前置節(jié)點(或幾臺前置節(jié)點集群)上登記，并把相關(guān)的交易發(fā)送給其他記帳服務(wù)器，其他記帳服務(wù)器若缺少3開始的不重復(fù)編號的交易，在這個前置節(jié)點一定能下載到3開始的不重復(fù)編號的交易，通過不重復(fù)編號的分段發(fā)放，既保證不重復(fù)編號，也可以分流集中取號的壓力。
[0021]8、不同段號的不重復(fù)編號的發(fā)送和下載可以是分服務(wù)器管理的，在新的區(qū)塊形成過程中，同一段號的交易統(tǒng)一共識和打包也是可行的，并可以建立獨立的分段號的類梅克爾樹，計算分段號的類梅克爾樹根哈希值，最后在把分段號的類梅克爾樹根作為葉子節(jié)點建立新的類梅克爾樹，并生成類梅克爾樹根哈希值，作為整個新區(qū)塊所有交易的哈希值，不同段號的交易會常會出現(xiàn)同一支出地址的情況，記帳服務(wù)器要檢查累計支付金額不應(yīng)超過該賬戶余額，或者設(shè)專門的服務(wù)器檢查同一地址支出的情況，并通知那些打包的服務(wù)器，交易哈希值可分段打包，可以在一個記帳服務(wù)器上打包和存儲一個分段或多個分段，共識打包對比和硬盤存儲也可以用不同的服務(wù)器來完成。
[0022]9、比較從前置節(jié)點A服務(wù)器傳輸?shù)接泿服務(wù)器的數(shù)據(jù)差異，若使用幾種不重復(fù)編號的傳送方式結(jié)合，只需傳送少量數(shù)據(jù)就可以很快地找出遺漏的數(shù)據(jù)，以下是步驟:
步驟S1:根據(jù)權(quán)利3的步驟，使用特制的布隆過濾器使用方法，補全遺漏的交易數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)差異大時，使用效果特別好，這步是可選的。
[0023]步驟S2:根據(jù)前期實際交易量設(shè)計類梅克爾樹的層級，可以按最近的交易筆數(shù)，考慮歷史(節(jié)假日、去年當(dāng)月、上周同一天、昨天、前一小時、前I分鐘、前幾個區(qū)塊等)交易筆數(shù)，動態(tài)調(diào)整每個新的區(qū)塊的不重復(fù)編號的設(shè)計容量，設(shè)計類梅克爾數(shù)節(jié)點的容量是(2的η+1次方)-2，最下層理論上最多可放置交易筆數(shù)是2的η次方。
[0024]如容量調(diào)整方案可以是這樣:若最新一個區(qū)塊的實際交易筆數(shù)超過2的η次方的80%，下一區(qū)塊的類梅克爾樹最下層的設(shè)計容量即可增加I倍，到2的n+1次方，若最新一個區(qū)塊的實際交易筆數(shù)小于2的η次方的30%，下一區(qū)塊的類梅克爾樹最下層設(shè)計容量即可縮小I倍，到2的η-1次方。
[0025]如本次新區(qū)塊的設(shè)計容量是2的η次方，共有2的η次方的編號可選，建立一個2的η次方位數(shù)的字符串，每位都為0，在前置節(jié)點選出不重復(fù)編號后，把編號和字符串位置對應(yīng)起來，將相應(yīng)的位置的O字符串用I代替，2的η次方位字符串位置編號從左到右為O至(2的η次方)_1。
[0026]服務(wù)器B也和A服務(wù)器一樣建立一個(2的η次方)位字符串StringB，服務(wù)器收到A月艮務(wù)器傳過來的交易數(shù)據(jù)后，把相應(yīng)的不重復(fù)編號與字符串對應(yīng)的位置的O用I替換。
[0027]B服務(wù)器把StringB發(fā)送到A服務(wù)器與StringA進行對比，找出不同的字符的位置，這位置編號就是交易的不重復(fù)編號，將這些編號的相應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送到B服務(wù)器即補全了所B月艮務(wù)器所缺的數(shù)據(jù)。
[0028]步驟S3:類梅克爾樹數(shù)據(jù)存儲用一個數(shù)組表示，O至(2的n+1次方)_