[发明专利]一种在Tangle区块链系统上支持智能合约协议的方法

说明书

本发明提供一种在Tangle区块链系统上支持智能合约协议的方法，其包括创建Tangle节点，在Tangle节点中创建智能合约的SDK，在Tangle节点上支持智能合约的协议，其包括在Tangle节点上支持智能合约的数据结构；在Tangle节点上部署智能合约，基于等值交换机制执行智能合约；基于可信执行环境TEE验证智能合约。应用本发明在继承第三代区块链高扩展性、无手续费等优点之基础上，扩展了第三代图结构区块链对于智能合约的支持，可以防止智能合约的恶意部署及执行，保障执行的安全性与可验证性，能够将常规程序代码编译为符合所提Tangle智能合约要求的程序，方便开发者，具备无手续费、延迟低、去中心化、扩展性好等特点。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种在Tangle区块链系统上支持智能合约协议的方法。

背景技术

区块链是一个去中心的数据存储系统，其具有良好的互操作性，可追溯性、可靠性、自主交互、隐私性，安全性等性质，因此具有广泛的应用场景，正受到全世界范围内的广泛关注。其中，以以太坊(Ethereum)为首的第二代区块链，在第一代区块链(如：Bitcoin)之基础上，支持了智能合约，极大地扩展了区块链的应用场景。但是，由于第一、二代区块链均采用链式结构，且基于PoW或类PoW的共识机制，导致它们存在以下几个缺点：1).吞吐量低；2).可扩展性差；3).需要挖矿；4).交易手续费高；5).矿池挖矿引起的中心化问题。

第一代区块链技术中，以比特币为代表的技术开创了数字货币的潮流，但它的价值主要体现在数字货币的发行与交易上。第二代区块链技术以以太坊为代表极大地拓展了比特币的应用，其核心创新是在区块链上引入了智能合约。智能合约能够为缔约的多方提供安全可信赖的去中心化应用程序，这使得人们能够基于智能合约框架开发出适用于众多领域的区块链应用，比如交易的自动执行、金融资产处置、多重签名合约、云计算、物联网、共享经济等。

然而，第一、二代区块链技术有下列缺点：扩展性低(即交易吞吐量不会随节点的增加而成比例提升，比如：比特币平均每秒处理7笔交易，以太坊为20笔)、消耗大量的算力和能量、交易手续费高、交易延时长。当前物联网正获得空前的发展，物联网中设备数量与产生的数据量以指数级增长，然而物联网设备的处理能力低且能量受限。上述第一、二代区块链技术的缺点使得他们不能很好地用于物联网。为解决上述问题，以Tangle为代表的第三代区块链应时而生。第三代区块链不再采取第一、二代区块链的链式架构，而选择一个图状结构，因此它超越了前两代区块链架构所带来的限制，可实现近乎无限的可扩展性，支持实时交易，无交易手续费，且消耗极低的能量与算力。因此，第三代区块链能够很好地应用于物联网中。

从实际意义上讲，第三代区块链已经不再是传统意义上的区块链，它们已经摆脱了传统链式结构的束缚，而是采用诸如DAG(Directed acyclic graph，有向无环图)的结构，这使得它们超越了普通区块链架构所带来的上述限制。表(1)给出了第三代区块链与前两代之比较。

表(1)

从表(1)中可以观察到第三代区块链的众多优势，比如：高吞吐量，无交易手续费。但是，众多第三代区块链在设计之初并未考虑对于智能合约的支持，而且由于第三代区块链的创新性结构与共识机制，第二代区块链的智能合约方案也不能直接地被移植到第三代区块链上。因此，针对基于图结构的第三代区块链(以Tangle为例)，本申请提供一种方案，在继承其优点且兼容原有协议之基础上，提供对于智能合约的支持。

该专利所提方案之意义，类似于第二代区块链在第一代区块链的基础上支持智能合约。但是，到目前为止，基于智能合约的DApp(Decentralized application，分布式应用程序)仅有2700个，而其中仅有600个处于活跃状态。以下缺点被认为是导致智能合约不能被广泛使用的原因：1).昂贵的手续费；2).智能合约的一次调用会被多数矿工重复执行；3).智能合约调用后响应时间长；4).安全问题。