[发明专利]挖掘由验证者节点提供的区块链交易的方法和系统

说明书

验证者节点和操作验证者节点以处理区块链交易的方法。所述验证者节点向多个挖掘节点提供对未确认交易的集合的访问，通常通过提供这些交易的散列来换取来自每个所述挖掘节点的代币。如果所述多个挖掘节点中的一个成功挖掘包含未确认交易的集合的区块，则所述验证者节点将所述代币返回到所述挖掘节点，并保留所述剩余代币。如果除所述多个挖掘节点中的一个之外的矿工在所述多个挖掘节点中的任何一个能够挖掘包含所述未确认交易的集合的区块之前成功挖掘区块，则所述验证者节点向所述多个挖掘节点中的每一个转移修改的代币。

技术领域

本发明主要涉及网络资源，例如处理能力和时间，的分配问题，，特别是关于区块链交易。更具体地，本发明涉及用于提高区块链挖掘速度和容量并促进挖掘一组经验证的区块链传输的方法和设备。

背景技术

在本文中，使用术语“区块链(Blockchain)”来包括所有形式的电子的、基于计算机的分布式分类账(Distributed Ledgers)，包括但不限于基于共识的区块链和交易链技术、许可及未许可的分类账、共享分类账及其变型。虽然也已经提出并开发了其他区块链实施方案，但是区块链技术最广为人知的应用是比特币分类账(Bitcoin ledger)。虽然出于方便和说明的目的，本文中涉及的是比特币(Bitcoin)，但应当指出的是，本发明不限于与比特币区块链一起使用，其他的区块链实现和协议也落入本发明的范围内。

区块链是基于共识的电子分类账，该分类账实现为由区块组成的基于计算机的去中心化的分布式系统，而区块由交易组成。每个交易(Transaction，简称Tx)是对区块链系统中参与者之间的数字资产的控制的转移进行编码的数据结构，包括至少一个输入和至少一个输出。每个区块包含前一区块的散列，如此，这些区块被链接在一起，以创建一个永久的、不可更改的所有交易的记录，这些交易自区块链诞生之始写入区块链。交易包含小程序，这些小程序称为脚本，嵌入至所述交易的输入和输出中，这些小程序指定了如何以及由谁来访问交易的输出。在比特币平台上，这些脚本是使用基于堆栈的脚本语言编写的。

接收新交易的网络节点将迅速尝试将该交易推送到网络中的其他节点。在将新交易传输到其他节点之前，它会被“验证(Validated)”，这意味着将根据一组标准对新交易进行检查，以确保该交易符合根据适用的区块链协议进行适当交易的基本要求。

为了将交易写入区块链，挖掘节点(“矿工(Miner)”)将该交易合并到一个区块中，该挖掘节点用于收集交易并将所述交易形成区块。然后，矿工试图完成与该区块(具体地，区块头)相关的“工作量证明(Proof of Work，简称PoW)”。整个区块链网络中的矿工竞相成为第一个组装交易区块并完成该区块相关工作量证明的人。成功的矿工将其已确认的区块添加到区块链中，并且该区块通过网络传播，以便维护区块链副本的其他节点可以更新其记录。接收区块的节点还“验证”该区块及其中的所有交易，以确保其符合协议的正式要求。

与区块链实施相关的瓶颈之一是与验证交易相关的延迟。在当前的比特币协议中，接收新交易的每个节点在将其发送到其他节点之前都会对其进行验证。每个全节点还将交易本地存储在存储池(“Mempool”)中。挖掘节点还维护未确认交易的存储池，它们可以从该存储池中组装下一个区块，并尝试为该区块完成工作量证明。如果挖掘节点成功完成了添加到区块链的区块，则通过交易费用对其工作进行补偿(也通过“铸造”每个区块的新比特币，尽管随着时间的推移，每个区块可用的铸造比特币数量逐渐减少到零)。

启用或促进使用基于区块链的网络(例如比特币)进行大量、快速转移将是有利的。但是，(在一种正在起草的协议中)大约每秒3次的交易吞吐量不足以处理这种电子转移，这种电子转移目前以大约每秒50，000次的交易量运行。因此，希望找到一种解决方案，以解决当前限制区块链处理大量交易能力的速度和可扩展性的约束的问题。可扩展性的限制之一是在不牺牲速度和安全性的情况下，为大量交易维护存储池。这些技术问题很难解决。

现在已经设计出这样的解决方案。

发明内容