[发明专利]区块链交易数据传输证据方法及装置

说明书

本申请公开了一种区块链交易数据传输证据方法及装置，其中，方法包括：通过交易发起者对聚合签名所使用的公私钥对进行签名认证，并利用认证后的公私钥对待传输区块链交易数据进行初始聚合签名；通过至少一个中继节点接收包括初始聚合签名的待传输区块链交易数据，并在待传输区块链交易数据的初始聚合签名中添加自身的聚合签名后，广播待传输区块链交易数据；接收至少一个中继节点的待传输区块链交易数据，并在待传输区块链交易数据的聚合签名中添加自身的聚合签名后，广播待传输区块链交易数据，直至待传输区块链交易数据传输完成传输。由此，解决了区块链网络中交易数据传输工作难以证明和量化等问题。

技术领域

本申请涉及区块链交易数据传输技术领域，特别涉及一种区块链交易数据传输证据方法及装置。

背景技术

区块链是一种去中心化的分布式账本，由对等网络中的各节点进行更新。账本的更新主要分为两个功能：区块链数据广播和区块扩展。但是，目前绝大多数区块链协议中只存在两种类型的激励：区块奖励和交易费用，这些激励机制只对区块扩展进行了激励。对于交易和区块数据的广播，目前的区块链网络主要依赖网络中的节点自愿将接收到的交易传输给邻居节点。这样的传输机制对广播交易或区块信息的节点没有任何激励，造成节点缺少主动中继区块链数据的动机以及主动提升带宽能力的动力，最终导致了较大的区块链数据传输延迟。

Moshe等人分析了比特币缺少传输激励机制造成的问题。节点为了获取到授权交易的激励，可以通过不传播交易信息来消除竞争。这会造成网络中的大量交易只能等待单一的节点授权，降低网络的效率。因此，这种传输机制在节点没有动机传输交易数据的情况下是不可持续的。为了使区块链网络中的交易信息快速广播，需要对节点的传输行为增加传输证据，根据传输证据进行激励。为了解决节点通过扣留攻击消除竞争以获取激励的问题，Abraham等人提出了一种基于签名链的比特币激励机制。使用拜占庭共识替代中本聪共识来进行工作量证明，共识委员会对节点要计算的难题进行签名，节点无法在当前难题计算完成后自行确定下一个难题，从而解决了传输激励中信息竞争的问题。

针对区块链数据传输工作的量化问题，目前主要使用签名链的方式来证明传输行为。在基于签名链的传输证明方案中，传播消息时需要附上每个中继者接收传输激励的公钥以及对消息签署的签名。中继节点不断在之前版本的签名和消息上继续进行签名，将更新签名后的版本继续传播给其他节点，这样最终可以生成一条可以表示传播路径的签名链。除非重新签名，否则对已签名的数据包进行任何修改都会使其无效。因此，任何人都可以验证数据包中的路径，如果没有签名链上的所有签名使用的私钥，恶意方无法篡改或伪造数据包。

交易或区块信息在网络传播中会存在多条路径，每个交易或区块都会存在很多路径的不同版本签名链。出块时只有一条传播路径上的签名链会被保存到链上，其他路径上的签名链会被丢弃。最终上链的签名链可以为这条路径上所有参与了传输的中继节点提供传输工作证明，根据一定的传输激励机制，这些中继节点就可以获得传播激励。由于传播交易或区块信息最终不能保证上链并获得奖励，中继节点想要获得更多激励，就只能更多的传播不同的交易或区块信息。考虑P2P网络以及区块链数据传输的特点，中继节点若在交易或区块信息发起的早期进行传播，则它的签名会在签名链的较早部分。这意味着该节点的签名可以出现在更多的传播链中，提高了该节点出现在最终出块传输链上的概率。基于签名链的传输证明方式鼓励中继节点多转发交易或区块，尽量较早转发，并将交易或区块转发给更多的节点，以便获取更多的传输激励。

NKN系统使用了一种基于签名链的中继证明方法。中继节点在中继数据包时依次对数据包进行签名，形成一条参与方按照参与时间顺序签名的签名链。签名链中的每个签名都包含中继节点的NKN地址和公钥，下一个中继节点的NKN地址，该中继节点在之前版本签名的基础上继续签名。这种签名链在所有传播路径上的中继节点签名后将产生与节点数对应数量的签名，产生很大的存储开销。Ersoy等人提出了利用智能网络路由降低冗余通信成本的机制。其额外存储需求仅为传播路径上节点的公钥和客户端的签名，有效地降低了签名链的存储开销。但该方法依赖于较短的网络路由，不具有推广意义。