[发明专利]一种基于五个Merkle树结构的共识与交易分离系统与方法

说明书

本发明提供一种基于五个Merkle树结构的共识与交易分离系统，包括：银行系统、结算系统、交易层、共识层以及五个Merkle树结构，其中五个Merkle树结构包括：共识事件Merkle树，交易事件Merkle树，暂时结算Merkle树，反洗钱数据Merkle树以及银行结算Merkle树，共识层实现共识机制，交易层实现交易机制，结算系统实现暂时结算机制和反洗钱机制，银行系统实现银行结算机制，共识机制支持交易机制、暂时结算机制、反洗钱机制以及最终结算机制；五个Merkle树独立建立和维持，但是互相引用。一种基于五个Merkle树结构的共识与交易分离方法，包括：五个Merkle树互相引用；以及进行分布式实时分析和审计。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，特别是基于共识与交易分离的区块链模型以及其上的5个Merkle树结构，具体涉及一种基于五个Merkle树结构的共识与交易分离系统与方法。

背景技术

传统的区块链系统使用一个Merkle树，并且认为共识即是交易，共识完成即交易完成，也代表结算完成。但是存在如下技术缺陷：

（1）由于共识就是交易完成，如果发现有洗钱现象，资金却追不回来；或者如果后续发现交易存在问题，由于已经结算了，资金或是资产无法恢复。

（2）除了有洗钱的风险，可靠性也有问题。如果每次交易数量很大，交易失败的可能性就很大。事实上，数据量大的交易几乎一定会失败，例如一个交易数据块包含一万笔交易，这一万笔交易中大概率会有失败的交易（具体失败原因可以包括账户余额不足或者gas不足等），只要一万笔交易中有一笔交易出现这种情况，就会造成共识失败，导致整个一万笔交易失败，从而引发可靠性风险。

（3）另外基于区块链的交易系统需要被监管，而且这些监管机制应该和区块链系统融合。可是现在很少有这样的设计出现。

目前的解决办法和存在的问题主要包括：

（1）减少数据块包含的交易笔数，例如由一万笔交易改为一百笔或是一千笔交易，这样即使共识失败也只会导致一百笔或是一千笔交易失败，但是这样的机制会造成交易速度慢且依然会存在本来应该成功的交易被判定为失败的情况；并且。然而，以上解决方法对应的结算是在区块链系统上的结算，现代金融交易系统需要在银行或是金融机构结算，因此在区块链系统上的结算只是“暂时结算”，不是最终结算。

（2）最近的发展是将交易和结算分开,并且使用2个Merkle树，一个管理交易，一个管理结算，美国脸书稳定币项目就是据此设计的，脸书稳定币系统提出的结算系统FastPay虽然可以在金融机构内结算，但是存在如下严重问题：没有使用区块链系统，虽然使用区块链的技术，却没有使用区块链系统；没有Merkle树数据结构支持，因此脸书系统FastPay即使区块链系统比较完备，但是结算系统还是有许多问题。

（3）传统区块链系统只有一个树，树内有不同内容, 但是所有信息都存在一起，因此查询复杂。脸书区块链系统有两树，可以支持多种不同交易，但是facebook的系统并没有将反洗钱和结算机制当作区块链系统必要的机制，而现代金融交易必须同时具备结算和反洗钱功能，并且结算机制复杂，需要多金融机构参与，因此facebook的2树结构不能解决这些问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的一项或多项技术问题，提出一种基于五个Merkle树结构的共识与交易分离系统和方法，五个Merkle树结构的数据结构支持：

（1）共识与交易分离的机制；

（2）交易和暂时结算分离的机制；

（3）暂时结算和反洗钱（AML）分离的机制；

（4）暂时结算和（最终）结算分离的机制。

本发明的目的在于提供一种基于五个Merkle树结构的共识与交易分离系统，包括：