交易存储和区块生成方法、设备和存储介质与流程

1.本技术涉及区块链技术领域，具体涉及一种交易存储和区块生成方法、设备和存储介质。


背景技术：

2.在申请人先前提出的专利申请(可参考cn2019106074995)中，通过交易的检查与区块的确认并行处理的方式，提高吞吐量。
3.在上述机制中，交易中包括的指定高度信息会使得tx1变得庞大，而一个区块的大小又是恒定的，上述机制将降低一个区块能存储的交易数量，从另一方面又降低了吞吐量。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种进一步提高吞吐量的交易存储和区块生成方法、设备和存储介质。
5.第一方面，本发明提供一种适用于区块链节点的交易存储和区块生成方法，上述方法包括：
6.获得第一交易；其中，第一交易由用户的客户端生成，或，由当前节点生成；
7.根据预配置的交易存储规则计算应当打包第一交易的第一区块高度；其中，交易存储规则包括第一交易的第一公开信息，第一区块高度与当前区块高度之差大于第一数值；
8.将第一交易存储至第一区块高度的第一待打包队列；
9.响应于获得第二区块高度的第二区块的打包权，根据第二区块高度的第二待打包队列中的各第二交易生成第二区块并广播给其它区块链节点，以供其它区块链节点：
10.对各第二交易执行如下步骤：根据预配置的交易打包规则判断第二交易是否应当在第二区块高度被打包：否，则执行第二交易失败；其中，交易打包规则包括第一公开信息；
11.其中，获得第一交易至将第一交易存储至第一区块高度的第一待打包队列步骤，与根据第二区块高度的第二待打包队列中的各第二交易生成第二区块并广播给其它区块链节点步骤，并行执行。
12.第二方面，本发明还提供一种设备，包括一个或多个处理器和存储器，其中存储器包含可由该一个或多个处理器执行的指令以使得该一个或多个处理器执行根据本发明各实施例提供的交易存储和区块生成方法。
13.第三方面，本发明还提供一种存储有计算机程序的存储介质，该计算机程序使计算机执行根据本发明各实施例提供的交易存储和区块生成方法。
14.本发明诸多实施例提供的交易存储和区块生成方法、设备和存储介质通过获得第一交易；根据预配置的交易存储规则计算应当打包第一交易的第一区块高度；将第一交易存储至第一区块高度的第一待打包队列；响应于获得第二区块高度的第二区块的打包权，根据第二区块高度的第二待打包队列中的各第二交易生成第二区块并广播给其它区块链
节点，获得第一交易至将第一交易存储至第一区块高度的第一待打包队列步骤，与根据第二区块高度的第二待打包队列中的各第二交易生成第二区块并广播给其它区块链节点步骤，并行执行的方法，进一步提高吞吐量。
附图说明
15.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
16.图1为本发明一实施例提供的一种交易存储和区块生成方法的流程图。
17.图2为图1所示的一种优选实施方式的流程图。
18.图3为图1所示的另一种优选实施方式的流程图。
19.图4为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
21.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
22.图1为本发明一实施例提供的一种交易存储和区块生成方法的流程图。如图1所示，在本实施例中，本发明提供一种适用于区块链节点的交易存储和区块生成方法，上述方法包括：
23.s12：获得第一交易；其中，第一交易由用户的客户端生成，或，由当前节点生成；
24.s14：根据预配置的交易存储规则计算应当打包第一交易的第一区块高度；其中，交易存储规则包括第一交易的第一公开信息，第一区块高度与当前区块高度之差大于第一数值；
25.s16：将第一交易存储至第一区块高度的第一待打包队列；
26.s18：响应于获得第二区块高度的第二区块的打包权，根据第二区块高度的第二待打包队列中的各第二交易生成第二区块并广播给其它区块链节点，以供其它区块链节点：
27.对各第二交易执行如下步骤：根据预配置的交易打包规则判断第二交易是否应当在第二区块高度被打包：否，则执行第二交易失败；其中，交易打包规则包括第一公开信息；
28.其中，获得第一交易至将第一交易存储至第一区块高度的第一待打包队列步骤，与根据第二区块高度的第二待打包队列中的各第二交易生成第二区块并广播给其它区块链节点步骤，并行执行。
29.具体的，以第一公开信息为第一交易的第一全哈希，s14包括“获取第一全哈希的第一m位，根据第一m位计算第一n进制数；计算第三区块高度；其中，第三区块高度为当前区块高度与第一数值之和加一；计算第三区块高度与第二数值的第一余数；其中，第二数值为n的m次方；将第一余数换算为第二n进制数；在第一n进制数与第二n进制数相同时，将第三区块高度确定为第一区块高度；在第一n进制数与第二n进制数不同时，将第三区块高度加一以更新第三区块高度，并返回计算第三区块高度与第二数值的第一余数”，以及，根据预
配置的交易打包规则判断第二交易是否应当在第二区块高度被打包：否，则执行第二交易失败包括“获取第二交易的第二全哈希的第二m位，根据第二m位计算第三n进制数；计算第二区块高度与第二数值的第二余数；将第二余数换算为第四n进制数；在第三n进制数与第四n进制数不同时，执行第二交易失败”为例；
30.假设当前区块链有节点n1～n25，当前节点为n1，第一数值为5，m为前3，n为2；假设n1先后获得tx1和tx2；tx1的全哈希的前3位的二进制数为000，tx2的全哈希的前3位的二进制数为111；当前区块高度为100，第二区块高度为112；
31.对于tx1：
32.n1执行步骤s12，获得tx1；
33.n1执行步骤s14，获取tx1的第一二进制数，为000；n1计算第三区块高度，为106；n1计算106与8的余数，余数为2；n1将2换算为第二二进制数，为010；
34.000与010不同，则将第三区块高度更新为107，并返回计算第三区块高度与第二数值的第一余数步骤；
35.最终，n1找到区块高度112为应当打包tx1的区块高度；
36.n1执行步骤s16，将tx1存储至区块高度112的待打包队列；
37.对于tx2：
38.n1执行步骤s12，获得tx2；
39.n1执行步骤s14，获取tx2的第一二进制数，为111；n1计算第三区块高度，为106；n1计算106与8的余数，余数为2；n1将2换算为第二二进制数，为010；
40.111与010不同，则将第三区块高度更新为107，并返回计算第三区块高度与第二数值的第一余数步骤；
41.最终，n1找到区块高度111为应当打包tx2的区块高度；
42.n1执行步骤s16，将tx1存储至区块高度111的待打包队列；
43.响应于获得区块高度112的区块的打包权，n1执行步骤s18，根据区块高度112的待打包队列中的各交易生成block(112)并广播给n2～n25；假设区块高度112的待打包队列中的各交易为tx1、tx3～tx10；
44.n2～n25对tx1、tx3～tx10分别执行如下步骤：
45.以tx1为例；
46.获取tx1的全哈希的前3位的二进制数，为000；
47.计算区块高度112与8的余数，余数为0；
48.0的二进制数也为000；
49.由于两个二进制数相同，则验证通过，执行tx1；
50.tx3～tx10与tx1相似，此处不再赘述；
51.假设n1将tx10加入区块高度112的待打包队列，而tx10的全哈希的前3位的二进制数非000，则其它区块链节点执行tx10失败；
52.其中，步骤s12～s16与步骤s18并行执行。
53.本领域技术人员应当理解，当发现tx10的全哈希的前3位的二进制数非000时，其它区块链节点可以记录n1的非法行为，例如，将n1的非法行为次数加一以更新非法行为次数；在n1的非法行为次数到达一定阈值时，不再接收n1所打包的任一区块；进一步的，还可
以生成举报n1的举报交易，该举报交易可以包括n1打包的验证不通过的交易的交易哈希，在该举报交易执行成功时，n1将被扣除一定的罚金。
54.在更多实施例中，第一数值、m、n可以根据实际需求进行配置，可获得相同的技术效果。但是本领域技术人员应当理解，随着区块链的性能越来越强，区块的生成、共识等步骤所要花费的时间越来越短，第一数值不应当配置为很小的数值，当第一数值配置为很小的数值时，容易造成tx1无法被及时打包的问题。
55.在更多实施例中，第一公开信息也可以根据实际需求进行配置，例如配置为交易哈希，可实现相同的技术效果。
56.在更多实施例中，s14也可以根据实际需求进行配置，例如配置为，例如，将tx1的第一公开信息转换为10进制数，得到转换出的10进制数的最后一位，例如为9，则将tx1存储至109的待打包队列中，相应的，也要配置“根据预配置的交易打包规则判断第二交易是否应当在第二区块高度被打包”的方法，此时，其它区块链节点也应当计算tx1的第一公开信息转换为10进制数的最后一位与第二区块高度的最后一位是否相同；可实现相同的技术效果。
57.相较于申请人先前提出的专利申请，本技术的交易中不包括指定高度信息，且交易可以很分散的被打包在不同区块中，进一步提高了吞吐量。
58.优选的，上述方法还包括：
59.将经共识的第二区块的区块数据发送给中心服务器以供存储；
60.在一段时长后，删除经共识的第二区块的区块数据。
61.此时，区块链节点只存储经共识的第二区块的状态数据。
62.上述实施例把状态数据和区块数据分开存储，解决io存储慢的问题。
63.进一步优选的，将第一交易存储至第一区块高度的第一待打包队列包括：
64.将第一交易存储至第一区块高度的第一待打包队列；
65.在第一区块高度与当前区块高度之差不大于第一数值时，将第一待打包队列中的各交易发送至中心服务器，以供中心服务器根据第一待打包队列中的各交易生成梅克尔根；
66.中心服务器在接收第二区块的区块数据时需判断，根据第二待打包队列中的各交易所生成的梅克尔根与区块数据中的梅克尔根是否相同：是，则存储区块数据。
67.图2为图1所示的一种优选实施方式的流程图。如图2所示，在一优选实施例中，s14包括：
68.s141：根据第一交易的预打包标识识别第一交易为指定区块高度的第一类交易或为不指定区块高度的第二类交易；
69.s142：在第一交易为第一类交易时，根据预配置的交易存储规则计算应当打包第一交易的第一区块高度；
70.s143：在第一交易为第二类交易时，将第一交易存储至即时打包队列；
71.s18包括：
72.s181：响应于获得第二区块高度的第二区块的打包权，根据第二区块高度的第二待打包队列中的各第二交易，以及，即时打包队列中的若干交易生成第二区块。
73.具体的，假设n1还收到tx11和tx12，tx11配置有预打包标识，而tx12未配置有预打
包标识；
74.则n1计算应当打包tx11的区块高度；以及，n1将tx12存储至即时打包队列。
75.上述实施例与图1所示的实施例的区别之处在于，上述实施例还包括了即时打包的交易，丰富了用户的体验。
76.图3为图1所示的另一种优选实施方式的流程图。如图3所示，在一优选实施例中，s14包括：
77.s145：根据第一交易的第一手续费是否低于第三数值识别第一交易为指定区块高度的第一类交易或为不指定区块高度的第二类交易；
78.s146：在第一交易为第一类交易时，根据预配置的交易存储规则计算应当打包第一交易的第一区块高度；
79.s147：在第一交易为第二类交易时，将第一交易存储至即时打包队列；其中，即时打包队列的各交易以交易手续费由高到低的方式排队；
80.s18包括：
81.s182：响应于获得第二区块高度的第二区块的打包权，根据第二区块高度的第二待打包队列中的各第二交易，以及，即时打包队列中的若干交易生成第二区块。
82.具体的，假设第三数值为100aaa；n1还收到tx13和tx14，tx13的交易手续费为150aaa，而tx12的交易手续费为1aaa；
83.则n1计算应当打包tx14的区块高度；以及，n1将tx13存储至即时打包队列。
84.上述实施例与图2所示的实施例的不同之处在于，在上述实施例中，交易不必配置预打包标识，交易体积更小，一个区块能存储的交易数量增多，进一步提升了吞吐量。
85.优选的，在一优选实施例中，s14包括：
86.s1481：验证第一交易的签名信息是否正确，以及，验证第一交易是否可执行：
87.s1482：在上述验证均通过时，根据预配置的交易存储规则计算应当打包第一交易的第一区块高度；
88.s1483：在上述验证至少有一项未通过时，删除第一交易；
89.s18包括：
90.响应于获得第二区块高度的第二区块的打包权，对第二区块高度的第二待打包队列中的各第二交易执行如下操作：
91.s1831：判断将第二交易加入第二待打包队列的第一时刻起，至第二区块高度的前一个区块的生成时刻中所生成的任一区块中，是否存在第三交易的第三交易发起方地址与第二交易的第二交易发起方地址相同：
92.是，则执行步骤s1832：在执行第二交易时验证第二交易是否可行；
93.否，则执行步骤s1833：在执行第二交易时省略验证第二交易是否可行的步骤。
94.以tx1为例；
95.n1执行步骤s1481，验证tx1的签名信息是否正确，以及，验证tx1是否可执行：
96.假设tx1的上述验证均通过，则n1执行步骤s1482，根据预配置的交易存储规则计算应当打包tx1的区块高度；
97.假设tx1的交易发起方地址为addr(a)，n1执行步骤s1831，判断将tx1加入待打包队列的第一时刻起，至block(111)的生成时刻中所生成的任一区块中(即block(100)～
block(111))，是否存在第三交易的第三交易发起方地址与addr(a)相同；
98.如果在block(100)～block(111)中的各交易的交易发起方地址均不为addr(a)，则n1执行步骤s1833，在执行tx1时省略验证tx1是否可执行的步骤；
99.如果在block(100)～block(111)中的有任一交易的交易发起方地址均为addr(a)，则n1执行步骤s1832，在执行tx1时仍然需要验证tx1是否可执行。
100.上述实施例可以减少部分验证操作，加快了区块的共识效率。
101.进一步优选的，步骤s1832还可以根据实际需求进行配置，例如配置为，判断第三交易是否为需要执行转账的交易类型：是，则在执行第二交易时验证第二交易是否可行；否，则在执行第二交易时省略验证第二交易是否可行的步骤。
102.上述实施例可以进一步减少部分验证操作，进一步加快了区块的共识效率。
103.进一步优选的，步骤s1832还可以根据实际需求进行配置，例如配置为，判断将第二交易加入第二待打包队列的第一时刻起，至第二区块高度的前一个区块的生成时刻中所生成的任一区块中，是否存在第五交易的交易接收方地址与第二交易的第二交易发起方地址相同：是，则将各第五交易的交易金额相加以计算出第一总和，将各第三交易的交易金额相加以计算出第二总和，判断第一总和是否低于第二总和：是，则在执行第二交易时验证第二交易是否可行；否，则在执行第二交易时省略验证第二交易是否可行的步骤。
104.上述实施例可以进一步减少部分验证操作，进一步加快了区块的共识效率。
105.优选的，各区块链节点的待打包队列配置有相同的交易排序方法，各区块链节点在第二区块高度与当前区块高度之差为第四数值时，根据第二区块高度的第二待打包队列中的各第二交易预生成第一梅克尔根，其中，第四数值不大于第一数值；
106.对各第二交易执行如下步骤：根据预配置的交易打包规则判断第二交易是否应当在第二区块高度被打包：否，则执行第二交易失败包括：
107.判断第二区块的第二梅克尔根与第一梅克尔根是否相同：
108.是，则省略对各第二交易执行如下步骤：根据预配置的交易打包规则判断第二交易是否应当在第二区块高度被打包：否，则执行第二交易失败步骤；
109.否，则对各第二交易执行如下步骤：根据预配置的交易打包规则判断第二交易是否应当在第二区块高度被打包：否，则执行第二交易失败。
110.具体的，假设第四数值为4，则区块链节点(n1～n25)在区块高度为108时，预生成block(112)的梅克尔根merkleroot(112)；
111.n2～n25在收到block(112)时，如果block(112)的梅克尔根merkle root(112)’与merkleroot(112)相同，则表示交易和交易的执行结果完全一致，则n2～n25省略“对各第二交易执行如下步骤：根据预配置的交易打包规则判断第二交易是否应当在第二区块高度被打包：否，则执行第二交易失败”步骤；
112.如果merkleroot(112)’与merkleroot(112)不同，则n2～n25仍然要执行“对各第二交易执行如下步骤：根据预配置的交易打包规则判断第二交易是否应当在第二区块高度被打包：否，则执行第二交易失败”步骤。
113.在更多实施例中，第四数值可以根据实际需求进行配置，可实现相同的技术效果。
114.上述实施例进一步加快了区块的共识效率。
115.优选的，各区块链节点的待打包队列配置有相同的交易排序方法，各区块链节点
在第二区块高度与当前区块高度之差为第四数值时，根据第二区块高度的第二待打包队列中的各第二交易预生成第一梅克尔根，其中，第四数值不大于第一数值；
116.根据第二区块高度的第二待打包队列中的各第二交易生成第二区块并广播给其它区块链节点包括：
117.根据第二区块高度的第二待打包队列中的各第二交易生成第二区块；
118.将第二区块的第二梅克尔根、包括各第二交易的第二交易哈希列表广播给其它区块链节点；
119.对各第二交易执行如下步骤：根据预配置的交易打包规则判断第二交易是否应当在第二区块高度被打包：否，则执行第二交易失败包括：
120.判断第二区块的第二梅克尔根与第一梅克尔根是否相同：
121.是，则省略对各第二交易执行如下步骤：根据预配置的交易打包规则判断第二交易是否应当在第二区块高度被打包：否，则执行第二交易失败步骤；
122.否，则向当前区块链节点请求所缺失的各第二交易哈希对应的第二交易；以及，
123.对各请求到的第二交易执行如下步骤：根据预配置的交易打包规则判断所请求到的第二交易是否应当在第二区块高度被打包：否，则执行第二交易失败。
124.上述实施例与上一个实施例的不同之处在于，n1广播的不是blo ck(112)，而是merkleroot(112)’与block(112)的各交易的交易哈希列表；
125.如果block(112)的梅克尔根merkleroot(112)’与merkleroot(112)相同，则表示交易和交易的执行结果完全一致，则n2～n25省略“对各第二交易执行如下步骤：根据预配置的交易打包规则判断第二交易是否应当在第二区块高度被打包：否，则执行第二交易失败”步骤；
126.如果merkleroot(112)’与merkleroot(112)不同，则n2～n25向n1请求缺少的交易，在收到所缺少的交易后，对各请求到的第二交易执行如下步骤：根据预配置的交易打包规则判断所请求到的第二交易是否应当在第二区块高度被打包：否，则执行第二交易失败。
127.上述实施例减少了n1广播的数据量，进一步增加了吞吐量。
128.优选的，各区块链节点的待打包队列所配置的交易排序方法为以交易进入缓存池的时间由早到晚的方式排队。
129.在更多实施例中，还可以根据实际需求配置待打包队列所配置的交易排序方法。
130.图4为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。
131.如图4所示，作为另一方面，本技术还提供了一种设备400，包括一个或多个中央处理单元(cpu)401，其可以根据存储在只读存储器(rom)402中的程序或者从存储部分408加载到随机访问存储器(ram)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram403中，还存储有设备400操作所需的各种程序和数据。cpu401、rom402以及ram403通过总线404彼此相连。输入/输出(i/o)接口405也连接至总线404。
132.以下部件连接至i/o接口405：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等以及扬声器等的输出部分407；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分409。通信部分409经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器410也根据需要连接至i/o接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器410上，以便于从其上读出
的计算机程序根据需要被安装入存储部分408。
133.特别地，根据本公开的实施例，上述任一实施例描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行上述任一方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分409从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。
134.作为又一方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例的装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，该程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本技术提供的方法。
135.附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这根据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。
136.描述于本技术实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，各所述单元可以是设置在计算机或移动智能设备中的软件程序，也可以是单独配置的硬件装置。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
137.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离本技术构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。