[发明专利]一种分区的区块链网络及其实现分区存储的方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种区块链(Blockchain)技术，特别是涉及其中对通过验证的交易数据/通过验证的新区块的存储方案。

背景技术

2016年10月18日工业和信息化部发布的《中国区块链技术和应用发展白皮书》中，将区块链定义为一种无须中介参与、亦能在互不信任或弱信任的参与者之间维系一套不可篡改的账本记录的技术。首先，区块链是一种以区块(block)为单位的链(chain)状数据结构，每一个区块都与前续区块通过密码学证明的方式链接在一起，如图1所示。其次，区块链是一种全网共享的分布式账本(distributed ledger)。许多场景中，区块链与分布式账本这两个技术术语具有相同含义。

典型地，区块链技术被P2P网络(peer-to-peer network)的全部或部分节点用来根据某种共识算法验证新的区块，通过验证的新区块被新增到区块链数据结构的末尾。采用区块链技术的P2P网络就被称为区块链网络。共识是指多方参与的节点在预设规则下，通过多个节点交互对某些数据、行为或流程达成一致的过程。共识机制是定义共识过程的算法、协议和规则。

请参阅图2，这是现有的区块链网络一，其中的每个节点均可以参与共识过程，因此每个节点都是共识节点。这种区块链网络的典型代表是一些公有链(public blockchain)，例如比特币(bitcoin)所使用的区块链网络。

请参阅图3，这是现有的区块链网络一实现共识的方法，包括如下步骤。

步骤301：一个或多个节点将等待确认的交易数据广播给其他节点。

步骤302：收到等待确认的交易数据的部分或全部节点将若干等待确认的交易数据打包为一个候选区块，通常是将一段时间内等待确认的交易数据进行打包。打包好的候选区块再广播给其他节点。

步骤303：收到候选区块的部分或全部节点采用共识算法对候选区块进行验证。

现有的区块链网络一中，每个节点都以区块链数据结构记录存储全网发生的所有交易数据，即每个节点都存储一套完整、一致的账本记录。

请参阅图4，这是现有的区块链网络一实现存储的方法，包括如下步骤。

步骤401：如果候选区块通过共识算法的验证，就成为合法的新区块，各节点均将合法的新区块添加到自身存储的区块链数据结构的末尾。

步骤402：如果候选区块未通过共识算法的验证，就未成为合法的新区块，各节点在自身存储的区块链数据结构的末尾均不添加该候选区块。

所述步骤401可以无缝地衔接在步骤303之后。

请参阅图5，这是现有的区块链网络二。其中的节点分为两类：可以参与共识过程的节点称为共识节点，不可以参与共识过程的节点称为同步节点。这种区块链网络的典型代表是一些联盟链(Consortium blockchain)或私有链(Private blockchain)。

请参阅图6，这是现有的区块链网络二实现共识的方法，包括如下步骤。

步骤601：将区块链网络中的各节点或者确定为共识节点，或者确定为同步节点。换而言之，区块链网络中的任意节点必然属于以上两类中的一类。

步骤602：一个或多个节点将等待确认的交易数据广播给共识节点。

步骤603：收到等待确认的交易数据的部分或全部共识节点将若干等待确认的交易数据打包为一个候选区块，通常是将一段时间内等待确认的交易数据进行打包。打包好的候选区块再广播给其他共识节点。

步骤604：收到候选区块的部分或全部共识节点采用共识算法对候选区块进行验证。

现有的区块链网络二中，无论是共识节点还是同步节点，每个节点都以区块链数据结构存储全网发生的所有交易数据，即每个节点都存储一套完整、一致的账本记录。

请参阅图7，这是现有的区块链网络二实现存储的方法，包括如下步骤。

步骤701：如果候选区块通过共识算法的验证，就成为合法的新区块。该新区块被广播给各个同步节点或广播给全网各节点，各个共识节点和同步节点均将该新区块添加到自身存储的区块链数据结构的末尾。

步骤702：如果候选区块未通过共识算法的验证，就未成为合法的新区块，各个共识节点或同步节点在自身存储的区块链数据结构的末尾均不添加该候选区块。

所述步骤701可以无缝地衔接在步骤604之后。

请参阅图8，这是现有的区块链网络一或区块链网络二实现查询的方法，包括如下步骤。