[发明专利]一种区块链虚拟子网分段存储的方法

说明书

一种区块链虚拟子网分段存储的方法，通过划分子网一定数量的节点进行同一区块数据存储，实现区块防篡改及区块数据冗余，存储特定区块，降低单节点存储区块压力，使得单节点存储能力大幅提升，同时保证了区块链的各类特性，为区块链的广泛、大规模应用提供一种可行的存储解决方法。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种区块链虚拟子网分段存储的方法。

背景技术

随着我国将区块链技术列为国家战略,预计在未来区块链将被更大规模地应用于各类领域，当前电子支付飞速发展，在5G等各类高速传输技术的支持下,区块链中区块生成的数量越来越多,速度越来越快，需要节点存储的区块链数据越来越大，如现有的区块链系统比特币系统中，新加入的节点需下载180G的交易记录，普通节点设备无法实现长久存储区块链数据。

现有技术方案大致分两种，一种针对节点设备加装更大的存储空间，该方式花费较高且操作繁琐.第二种是通过单台节点存储自身或全部交易区块，降低数据存储空间，该种方式下，若该节点离线或出现问题，将导致该节点存储的区块数据无法正常使用且存在被篡改风险。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种通过划分子网，存储特定区块，使单节点存储能力大幅提高的区块链虚拟子网分段存储的方法。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种区块链虚拟子网分段存储的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)通过公式N/M=O计算子网最大节点数量O，式中N为区块链系统最大节点总数，M为划分的虚拟子网数，每一子网中最小节点数为K，当O小于K时，该子网不参与区块链数据存储，当O大于K时，执行步骤b)；

b)当新节点加入区块链系统时，从区块链系统中第一个虚拟子网开始构造UDP数据报文，该UDP数据报文指定接收方为第一个虚拟子网后广播UDP数据报文，新节点尝试加入第一个虚拟子网，第一个虚拟子网内的所有节点收到该报文后，获取第一个虚拟子网的区块头信息；

c)如果区块头信息中记录的第一个虚拟子网中节点数量尚未达到O，则构造UDP响应包确认新节点可以加入第一个虚拟子网，第一个虚拟子网内各节点更新节点数量+1，新节点加入第一个虚拟子网成功后，下载第一个虚拟子网内节点所存储的交易区块链数据和子网区块链数据；

d)如果区块头信息中记录的子网中节点数量达到O，则构造UDP响应包拒绝新节点加入，新节点继续构造UDP报文尝试加入下一个虚拟子网，该UDP数据报文指定接收方为下一个虚拟子网后广播UDP数据报文，下一个虚拟子网内的所有节点收到该报文后，获取自身虚拟子网的区块头信息；

e)如果区块头信息中记录的子网中节点数量达到O，则构造UDP响应包拒绝新节点加入，当解析返回的报文发现子网数量与尝试加入的子网个数相同，则区块链系统中开辟一个新的子网，该子网为M+1，构造创建新虚拟子网广播UDP报文，广播通知所有节点已创建M+1虚拟子网，各节点记录当前虚拟子网个数为M+1；

f)区块链系统各节点产生交易，在各节点争取打包记录权限之前，将符合存储要求的各个虚拟子网的各个节点通过当前区块的顺序编号与虚拟子网的个数取余数，余数为具有该区块存储权限的虚拟子网编号；

g)获取存储权限的虚拟子网内所有节点对该区块进行打包后存储记录该区块编号，存储完成后将子网编号加区块编号封装为UDP报文并广播全网，区块链系统中各个节点根据区块链竞争机制获取区块记录权限，当区块链系统中某一节点获取权限后添加区块头，该区块头表头中除区块链所需必要信息外还包含一个当前区块链表头所对应存储当前区块头的子网编号及区块编号，存储成功后，广播区块链表头，区块链系统中所有节点进行更新；