[发明专利]用于区块链网络的签名验证方法及区块链网络中的节点

说明书

本发明公开了一种用于区块链网络的签名验证方法，包括：由所述区块链网络中的节点的第一处理器从区块链网络中接收数据区块；由第一处理器将接收到的数据区块中的签名验证数据发送给节点的第二处理器，签名验证数据包括签名；由第二处理器根据签名验证数据来验证签名，以获得签名验证结果；以及由第二处理器将签名验证结果发送给第一处理器。

技术领域

本发明涉及区块链的技术领域，更具体来说，涉及一种用于区块链网络的签名验证方法及区块链网络中的节点。

背景技术

区块链(Block Chain)技术是一种基于去中心化的对等(peer-to-peer)网络，其将密码学原理与共识机制相结合，来保障分布式各节点的数据连贯和持续，实现信息的即时验证、可追溯、难篡改和无法屏蔽，从而创造了一套隐私、高效、安全的共享价值体系。

在区块链网络中，交易信息(如买方、卖方、标的、价格等)起初会构成数据区块，这些数据区块要被整个网络中的所有节点认证，才会被加到区块链上。所谓认证，即签名的验证，也叫验签。所有发送到区块链上的交易，都会附有一个用户的签名，用来确认该笔交易是由用户自己发起的。目前主流的验签算法为非对称加密算法，主要包括以下几种：1)RSA，属于传统的非对称加密算法，可用于签名/验签，暂时在区块链上无使用先例；2)secp256k1：属于椭圆曲线加密算法类，是目前区块链上主流的签名/验签算法，例如，比特币和以太坊使用该加密算法；3)ed25519：属于椭圆曲线加密算法类，速度较快，在一些较新的区块链平台上使用；4)国密SM2：国家密码局认定的国产密码算法，基于ECC的256位非对称加密算法，该算法在国内一些相对敏感的区块链场景中使用。

在目前的区块链平台中，链的交易处理能力(TPS)还一直停留在较低的阶段，比如比特币的平均交易量是7笔/秒，以太坊也只有25笔/秒，远远不能满足实际需求。影响TPS的因素有很多，但其中签名验证是一个影响较大的环节。这是因为待加入区块链的每笔交易都需要验签，而验签又是一个计算密集型的操作。目前的区块链平台基本上都使用各节点的CPU来执行验签动作，因此如此密集的验签动作非常耗费CPU资源，使得本不尽如人意的TPS更是雪上加霜。

发明内容

当前，采用多核并行计算是提升处理器性能的重要方式，因此出现了包括海量并行结构运算单元的图形处理器(GPU)。相对于中央处理器(CPU)，图形处理器具有强大的数据处理能力，在浮点运算及并行计算等方面，能够提供中央处理器几十倍甚至数百倍的性能。对于大规模并发的简单计算，图形处理器相比于中央处理器能显著提高运算速度。而考虑到验签计算事实上也属于大量的重复计算，因此图形处理器更适合执行这样的计算工作，并因而能够释放中央处理器的资源，提高运算速度。

因此，本发明提供了一种用于区块链网络的签名验证方法，该方法基于OpenCL环境，可以在图形处理器上批量同时执行多个验签计算，不仅能够大幅提升验签速度，还能够显著降低对中央处理器资源的消耗，最终能显著提升区块链系统的整体性能。

本发明提供了一种用于区块链网络的签名验证方法，包括：由所述区块链网络中的节点的第一处理器从所述区块链网络中接收数据区块；由所述第一处理器将接收到的数据区块中的签名验证数据发送给所述节点的第二处理器，所述签名验证数据包括签名；由所述第二处理器根据所述签名验证数据来验证签名，以获得签名验证结果；以及由所述第二处理器将所述签名验证结果发送给所述第一处理器。

本发明还提供了一种区块链网络中的节点，包括：接收单元，所述接收单元被配置为从所述区块链网络中接收数据区块；第一处理器；以及第二处理器，其中，所述第一处理器被配置为将所述接收单元接收到的数据区块中的签名验证数据发送给第二处理器，所述签名验证数据包括签名，并且所述第二处理器被配置为根据所述签名验证数据来验证所述签名，以获得签名验证结果，以及将所述签名验证结果发送给所述第一处理器。