[发明专利]区块链系统轻量化存储的编码方法、解码方法及节点装置

权利要求书

1.一种区块链轻量化存储的编码方法，其特征在于，所述方法为：

在节点存储账本时，当一个区块被添加到账本中后，存储由区块编码产生的码块；其中，

由区块编码产生码块的方法：

检查区块的长度；若区块的长度符合要求，则将区块分成k个等长的区块片段；否则，先填充区块至符合要求的长度，再将区块分成k个等长的区块片段；其中，1＜k≤n，n为区块链中节点的数量；

使用RS编码器对区块片段进行编码，生成n个码字集合；计算n个码字的哈希值，并相应地构建Merkle树，同时生成Merkle证明；

将一个码字、该码字的Merkle证明和该码字对应区块片段的区块头打包成一个码块；

节点存储码块的方法：

节点存储一个编码产生的码块，并删除相应区块片段。

2.根据权利要求1所述的区块链轻量化存储的编码方法，其特征在于：区块链中的每个节点有一个唯一的ID；存储码块时，每个节点根据其ID选择码块进行存储。

3.根据权利要求1所述的区块链轻量化存储的编码方法，其特征在于，使用RS编码器对区块片段进行编码的方法为：

RS编码器预先制定一个（n，k）编码模式；

将区块片段中的数据拆分并转换成伽罗华域GF（256）中的元素，拆分转换后的数据用矩阵B表示：

再利用由范德蒙矩阵转换而来的前k行为单位矩阵的编码矩阵M对矩阵B进行编码，即可得到码字矩阵U；

码字矩阵U作为码字集合。

4.一种可校验的区块解码方法，其特征在于：该区块解码方法用于解码由权利要求1或2所述的区块链轻量化存储的编码方法存储的码块；

该区块解码方法包括以下步骤：

节点获取其本地存储的码块中的码字以及该码字的Merkle证明，并根据码字和Merkle证明计算Merkle树的根；

每个节点维护一个码字矩阵，并将码字添加到该矩阵中；

本节点向其它节点发送解码请求，以获取缺失的码块，其它节点收到来自本节点的解码请求后，将其存储的码块发送给本节点；

当本节点收到来自其它节点的码块时，通过校验接收到的码块的Merkle证明验证码块的码字是否有效；如果码字通过验证，则将其放入码字矩阵中，否则继续接收码块；

当节点维护的码字矩阵的大小达到k时，该节点使用编码的逆运算进行解码，用以恢复区块片段；

节点将恢复后的区块片段的数据矩阵中的数据按顺序拼接起来，得到被填充后的区块，再从被填充的区块末尾移除填充数据，得到解码后的区块并返回。

5.一种区块链节点装置，其特征在于：

包括通信接口、存储器、编码器、解码器和通信总线，其中，通信接口、编码器、解码器以及存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于作为区块链节点的存储库；

编码器，用于存放计算机程序，还用于执行所存放的程序时，实现如权利要求1-3任一项所述的区块链轻量化存储的编码方法；

解码器，用于存放计算机程序，还用于执行所存放的程序时，实现如权利要求4任一项所述的可校验的区块解码方法。

6.一种区块链网络系统，其特征在于：该区块链网络系统是由权利要求5所述的区块链节点装置通过网络连接构成的区块链网络系统。