[发明专利]一种区块链的扩展设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，特别地，涉及一种区块链的扩展设计方法。

背景技术

区块链(B l ockchai n)是指通过去集体参与方式维护一个可靠数据库的技术方案。该技术方案让参与系统中的任意多个节点，把一段时间系统内全部信息交流的数据，通过密码学算法计算和记录到一个区块(b l ock)，并且生成该区块的指纹用于链接(chai n)下个区块和校验，系统所有参与节点来共同认定记录是否为真。

区块链(B l ockchai n)是由首尾相连的区块所组成，每个区块包括一段时间内的信息或数据，并加盖了时间戳，根据上一个区块的索引哈希值(hash)衔接在一起，最终形成区块链。

区块链(B l ockchai n)实现了两种记录：交易(transact i ons)以及区块(b l ocks)。交易是被存储在区块链上的实际数据，而区块则是记录确认某些交易是在何时，以及以何种顺序成为区块链数据库的一部分。交易是由参与者在正常过程中使用系统所创建的，而区块则是由称之为矿工的单位负责创建的。

在当前区块链系统中，通常只有一条区块链用来存储历史的交易信息，区块链中的操作都依赖此区块链。同时，需要另外维护账户信息，比如比特币采用的UTXO，以太坊采用的传统数据库技术来存储额外的账户信息。这样的弊端在于各个节点之间都是各自维护账户信息，而不是利用区块链达到一致。而且信息也容易被篡改。

这就迫切需要单独设计一个状态链对区块链系统的信息存储。这条状态链保留了原有的区块链的优势，同时加入了一些专属的特性，使得区块链更加的安全高效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种区块链的扩展设计方法，增加一条状态链维护账户状态信息，使得区块链运行更加的安全和高效。

一方面，本发明提供了一种区块链的扩展设计方法，包括状态链，状态链存储区块链系统中所有账户状态信息，状态链对账户状态信息进行维护，状态链可以对区块链进行分支编号、分链、合链、并行建块操作。

在进一步的技术方案中，所述分支编号是指状态链针对区块链中的区块进行分支编号；所述分链是指将当前区块链的区块拆分成两条区块链；所述合链是指将两条原本分开的区块链合并在一起；所述并行建块是指对拆分后的两条区块链同时建块操作。

为了提高区块链扩展性，在进一步的技术方案中，若当前区块链的区块长度达到一定的阈值时，所述状态链会进行分链和并行建块操作。

为了提高区块链扩展性，在进一步的技术方案中，若区块链交易数量不多的时候，所述状态链会进行合链操作。

在进一步的技术方案中，包括以下步骤：

步骤1设区块链系统中有N个节点，各节点都会收取状态交易信息；状态交易来自于交易区块链，当交易区块链对账户信息进行更改时会向状态链发送交易；

步骤2主节点会构建新区块，并广播到其他节点；

步骤3各个节点对收到的区块进行验证，对验证的结果进行广播；

步骤4各个节点收取其他节点的投票结果，使用其对应的公钥进行解密，验证数据的正确性；

步骤5待步骤3中收取完其他所有节点的投票后，将这次投票内容一起加上自己的私钥签名后再次广播给其他所有节点；

步骤6各个节点收取步骤4中各个节点所转发的投票信息，并用其对应的公钥进行解密，验证数据的正确性；

步骤7各个节点将步骤5中收到的投票结果汇总；对验证通过的区块进行存储，各个节点都需要进行存储，存有完整的数据备份。

本发明的核心优势在于对传统的区块链技术进行了扩展，创造性的提出了状态链的概念，增加状态区块链对账户状态信息进行维护。同时为了能够增加区块链的扩展性，增加了区块链的分链和合链操作。使得区块链系统可以方便针对系统压力进行弹性增减。在区块链系统处理压力大的时候将区块分链，不同的分支分发到不同的机器去处理；当区块链系统压力小的时候，为节省区块 链系统资源，可以将区块链进行合并，减少需要处理的机器。合链可以节约区块链系统资源，分链操作可以通过将区块分支来将区块链系统的压力分发到不同的机器上，以达到负载均衡的效果。