交易、区块的广播方法、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、区块的广播方法、设备和存储介质。


背景技术：

2.区块链节点在启动区块链服务后并连入区块链网络后，才能进行交易广播，区块下载等操作。
3.节点只要通信协议是一致的，或者增加一些识别措施比如区块链的chainid一致，就可以自由的加入区块链网络中。随着节点数量的增多，网络会迅速膨胀，导致交易数据在传递的效率上逐渐下降，有的节点需要较长的时间才能收到，同时网络带宽也会跟着膨胀，不利于整体区块链网络的吞吐量。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种提高区块链网络吞吐量的交易、区块的广播方法、设备和存储介质。
5.第一方面，本发明提供一种适用于共识节点的交易、区块的广播方法，区块链网络中配置有共识节点和非共识节点，各共识节点可相互通信，各共识节点组成共识网络，上述方法包括：
6.在第一交易由当前节点生成，或，通过rpc端口接收时，将第一交易广播给其它共识节点，以及，订阅当前节点的各第一非共识节点，以供各第一非共识节点：
7.将第一交易广播给订阅第一非共识节点的各第二共识节点，以及，订阅第一非共识节点的各第二非共识节点；
8.在通过p2p端口接收第二交易时，将第二交易广播给其它共识节点，以及，各第一非共识节点，以供各第一非共识节点：
9.将第二交易广播给各第二共识节点，以及，各第二非共识节点；
10.将第一区块广播给其它共识节点，以及，各第一非共识节点，以供各第一非共识节点：
11.将第一区块广播给各第二非共识节点。
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、区块的广播方法。
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、区块的广播方法。
14.本发明诸多实施例提供的交易、区块的广播方法、设备和存储介质通过在第一交易由当前节点生成，或，通过rpc端口接收时，将第一交易广播给其它共识节点，以及，订阅当前节点的各第一非共识节点；在通过p2p端口接收第二交易时，将第二交易广播给其它共
识节点，以及，各第一非共识节点；将第一区块广播给其它共识节点，以及，各第一非共识节点的方法，提高区块链网络吞吐量。
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、区块的广播方法的流程图。
17.图2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
18.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。
19.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。
20.图1为本发明一实施例提供的一种交易、区块的广播方法的流程图。如图1所示，在本实施例中，本发明提供一种适用于共识节点的交易、区块的广播方法，区块链网络中配置有共识节点和非共识节点，各共识节点可相互通信，各共识节点组成共识网络，上述方法包括：
21.s12：在第一交易由当前节点生成，或，通过rpc端口接收时，将第一交易广播给其它共识节点，以及，订阅当前节点的各第一非共识节点，以供各第一非共识节点：
22.将第一交易广播给订阅第一非共识节点的各第二共识节点，以及，订阅第一非共识节点的各第二非共识节点；
23.s14：在通过p2p端口接收第二交易时，将第二交易广播给其它共识节点，以及，各第一非共识节点，以供各第一非共识节点：
24.将第二交易广播给各第二共识节点，以及，各第二非共识节点；
25.s16：将第一区块广播给其它共识节点，以及，各第一非共识节点，以供各第一非共识节点：
26.将第一区块广播给各第二非共识节点。
27.具体的，以s12前，还包括“在启动区块链服务时，订阅若干第三非共识节点”，s14包括“在接收第三非共识节点广播的第二交易，或，在接收其它共识节点广播的第二交易时，将第二交易广播给其它共识节点，以及，各第一非共识节点”为例；
28.假设区块链网络中有共识节点n1～n4，非共识节点n1～n5；
29.此时共识节点n5启动区块链服务；
30.n5订阅若干非共识节点，假设订阅了n5；
31.此后，n5也被若干非共识节点订阅，假设n5也被n5订阅；
32.此外，并假设此时n1与n1双向订阅，n2与n2双向订阅
……
n4与n4双向订阅；以及，n1订阅了n2，n2订阅了n3，n3订阅了n4，n4订阅了n5和n1，n5订阅了n1；
33.n5执行步骤s12，在tx1由n5生成，或，通过rpc端口接收时(即用户的客户端生成了
tx1后，n5是第一个接收tx1的区块链节点)，将tx1广播给n1～n4，以及，n5；
34.n5将tx1广播给n5，以及，n4；
35.n4将tx1广播给n4，以及，n3；
36.……
其它非共识节点的广播原理类似，不再赘述；
37.n5执行步骤s14，在tx2通过p2p端口接收时(即，tx2是由别的共识节点生成；或，由非共识节点生成；或，用户的客户端生成了tx2后，在tx2到达n5前，tx2先到达n1～n4任一个，或，先到达n5)，将tx2广播给n1～n4，以及，n5；
38.n5将tx2广播给n5，以及，n4；
39.n4将tx2广播给n4，以及，n3；
40.……
其它非共识节点的广播原理类似，不再赘述；
41.n5执行步骤s16，将block(x)广播给n1～n4，以及，n5；本领域技术人员应当理解，block(x)由n1～n5中任一节点生成；
42.n5将block(x)广播给n4；
43.n4将block(x)广播给n3；
44.……
其它非共识节点的广播原理类似，不再赘述；
45.本领域技术人员应当理解，共识节点可自行统计订阅的非共识节点广播过来的交易的及时性(是否存在漏广播的交易，是否存在延迟过久才广播的交易)，从而定期更换订阅的非共识节点；
46.上述实施例带来了如下优点：
47.1、引入订阅模式，将区块链网络所有节点获取网络广播消息的随机性变得确定，可控；
48.2、减少了网络数据重复传播的次数，有效减少带宽占用；
49.3、将区块链网络分为共识网络和非共识网络；同时两层网络又相互连接起来，交易在两层网路中并行传播，提高传播效率，确保共识节点能在最快时间内接收到交易；
50.4、双层网络隔离，确保非共识网络拥堵的情况下，共识网络能正常交易广播，正常出块。共识节点一定是区块链网路节点的小众节点，其特点就是节点数量少，广播速度快，将其分层交易在有限共识层传播，有助于解决在网络不均衡的情况下，始终无法正常接收广播数据，导致共识节点生成区块慢的情况。
51.优选的，将第一区块广播给其它共识节点，以及，各第一非共识节点包括：
52.将第一区块广播给其它共识节点，以及，将第一区块的第一轻区块广播给各第一非共识节点；其中，第一轻区块广播第一区块的第一区块头和第一区块的交易哈希列表；
53.将第一区块广播给各第二非共识节点包括：
54.根据交易哈希列表从交易池中找到对应的各第三交易；
55.根据各第三交易还原第一轻区块的第一区块体；
56.根据第一区块头和第一区块体还原第一区块；
57.将第一轻区块广播给各第二非共识节点。
58.假设block(x)根据tx1～tx10生成；
59.具体的，n5将block(x)广播给n1～n4，以及，将blockhead(x)、hash(tx1)～hash(tx10)广播给n5；
60.n5根据hash(tx1)～hash(tx10)从交易池中找到tx1～tx10；
61.n5根据找到的tx1～tx10还原出blockbody(x)；
62.n5根据blockbody(x)、blockhead(x)还原出block(x)；
63.n5将block(x)广播给n4。
64.本领域技术人员应当理解，n5也可以将blockhead(x)、hash(tx1)～hash(tx10)广播给n1～n4，n1～n4还原block(x)的原理与n5相同，不再赘述。
65.上述实施例降低了广播的网络数据量，有效减少带宽占用。
66.进一步优选的，根据交易哈希列表找到对应的各第三交易包括：
67.对交易哈希列表的各交易哈希执行如下操作：
68.判断交易池中是否有交易哈希对应的第三交易：
69.否，则缓存交易哈希；
70.向当前节点发送各所缓存的交易哈希以请求获取所缺失的各第三交易。
71.具体的，假设n5缓存了hash(tx9)和hash(tx10)；
72.n5向n5发送hash(tx9)和hash(tx10)，以获取tx9和tx10。
73.进一步优选的，向当前节点发送各所缓存的交易哈希以请求获取所缺失的各第三交易包括：
74.对各所缓存的交易哈希执行如下操作：
75.定期执行如下操作：判断交易池中是否有所缓存的交易哈希对应的第三交易：是，更新各所缓存的交易哈希；
76.在第一时长后，向当前节点发送最新的各所缓存的交易哈希以请求获取所缺失的各第三交易。
77.上述实施例引入了等待机制，n5可以定期(例如100ms)检查交易池中是否存在tx9和tx10，假设检查到tx9，则更新所缓存的交易哈希为：hash(tx10)；在第一时长(例如300ms)后，向n5发送hash(tx10)，以获取tx10。
78.区块链网络环境复杂，且每个节点的带宽能力不一；交易和区块的广播无法保证绝对的顺序，非共识节点接收到轻区块时，交易池中可能存在缺失的交易，此时如果非共识节点直接向共识节点请求所缺失的交易，将带来额外的带宽开销。上述实施例可以规避因为网络复杂不稳定所带来的交易延迟接收。
79.优选的，两个共识节点通过protocol＝
…
/p2p/net/consensus协议通信，两个非共识节点通过protocol＝
…
/p2p/net/normal协议通信，共识节点与非共识节点通过proto:
…
/p2p/net/cross协议通信。
80.进一步优选的，在第一交易由当前节点生成，或，通过rpc端口接收时前，还包括：
81.在启动区块链服务时，订阅若干第三非共识节点；
82.在通过p2p端口接收第二交易时，将第二交易广播给其它共识节点，以及，各第一非共识节点包括：
83.在通过proto:
…
/p2p/net/cross协议接收第三非共识节点广播的第二交易，或，在通过protocol＝
…
/p2p/net/consensus协议接收第二交易时，将第二交易广播给其它共识节点，以及，各第一非共识节点。
84.一笔交易可以由共识节点生成、非共识节点、或用户的客户端生成；以及，当交易
由用户的客户端生成并发送到区块链网络中时，第一个接收该交易的节点可能是共识节点或非共识节点。
85.上述实施例保证了交易可以尽快的广播到共识网络的共识节点。
86.进一步优选的，在启动区块链服务时，订阅若干第三非共识节点包括：
87.在启动区块链服务时，通过协议proto:/chain33/p2p/net/cross连接第一数量个非共识节点，并根据预配置的订阅规则选出其中若干个非共识节点作为订阅的若干第三非共识节点。
88.本领域技术人员应当理解，上述订阅规则可以根据实际需求进行配置，例如配置为，选择响应速度最快的若干个非共识节点作为订阅的若干第三非共识节点，或，选择逻辑距离最近的若干个非共识节点作为订阅的若干第三非共识节点等。
89.以及，本领域技术人员应当理解，共识节点在启动区块链服务时，如何发现并连接其它共识节点的方式可以根据实际需求进行配置，例如配置为，通过内置的共识种子节点引导，通过协议proto:/chain33/p2p/net/cross连接第一数量个非共识节点；
90.相应的，共识节点通过内置的共识种子节点引导，通过协议prot ocol＝
…
/p2p/net/consensus与其它共识节点相互连接；
91.相应的，非共识节点通过内置的非共识种子节点引导，通过协议protocol＝
…
/p2p/net/normal协议通信。
92.将种子节点分为共识种子节点和非共识种子节点的优点在于：
93.1、对于配置为共识节点的区块链节点，节点启动之后可以很快速的根据共识种子节点的引导进入共识网络，同时可通过非共识种子节点获取其他非共识节点列表，选取某部分节点进行连接后订阅以快速获取非共识网络中的交易。
94.2、对于配置为非共识节点的区块链节点，节点启动之后只需要非共识种子节点的引导，就可以接入非共识网络。通过共识种子节点获取若干共识节点以进行连接、订阅，以快速获取共识网络中的交易和区块。
95.优选的，将第一交易广播给其它共识节点，以及，订阅当前节点的各第一非共识节点包括：
96.验证第一交易的可执行性，在验证通过时，根据所持有的私钥对第一交易进行签名，将经签名的第一交易广播给其它共识节点，以及，订阅当前节点的各第一非共识节点；
97.将第一交易广播给订阅第一非共识节点的各第二共识节点，以及，订阅第一非共识节点的各第二非共识节点包括：
98.根据当前节点的公钥验证经签名的第一交易：
99.在验证通过时，将经签名的第一交易广播给订阅第一非共识节点的各第二共识节点，以及，订阅第一非共识节点的各第二非共识节点；
100.在验证不通过时，不执行将经签名的第一交易广播给订阅第一非共识节点的各第二共识节点，以及，订阅第一非共识节点的各第二非共识节点步骤；以及，
101.将当前节点标记为非法节点以拒收当前节点广播的其它交易或区块。
102.在现有技术中，所有区块链节点需要在本地先验证tx1的可执行性后，才能广播tx1，降低了广播速率；
103.在上述实施例中，只有n5需要先验证tx1的可执行性(包括验证tx1的签名，验证
tx1是否可被正确预执行等)，在验证成功时，使用pri(n5)对tx1进行签名；n1～n4、n5在收到广播的tx1后，只需要验证pub(n5)能否验证经pri(n5)签名后的tx1，即验证pub(n5)与pri(n5)的匹配性，验证通过时，即广播tx1；验证不通过，则认为n5为非法节点，屏蔽n5后续广播的其它交易或区块。
104.上述实施例提高了区块链网络的广播效率；以及，可以及时标记阻断广播源，维护了区块链网络安全性。
105.图2为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。
106.如图2所示，作为另一方面，本技术还提供了一种设备200，包括一个或多个中央处理单元(cpu)201，其可以根据存储在只读存储器(rom)202中的程序或者从存储部分208加载到随机访问存储器(ram)203中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram203中，还存储有设备200操作所需的各种程序和数据。cpu201、rom202以及ram203通过总线204彼此相连。输入/输出(i/o)接口205也连接至总线204。
107.以下部件连接至i/o接口205：包括键盘、鼠标等的输入部分206；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207；包括硬盘等的存储部分208；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209。通信部分209经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器210也根据需要连接至i/o接口205。可拆卸介质211，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210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208。
108.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209从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质211被安装。
109.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。
110.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。
111.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。
112.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。