一种区块链数据同步方法与流程

本发明涉及区块链技术领域，涉及一种区块链数据同步方法。

背景技术

现有的区块链网络中，共识节点收到用户发来的交易后，为使交易不在本地长时间缓存，共识节点会立即将收到的交易向区块链网络的全节点进行广播；若同一时间，有较多的共识节点将收到的交易向区块链网络的全节点进行广播，且交易信息较大，则会造成带宽占用大、网络拥堵等问题。

综上所述，当前需要提供一种技术方案，能够有效减少节点之间的广播次数，且能够减小广播的文件的大小，使得区块链网络稳定工作。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种解决或部分解决上述问题的一种区块链数据同步方法。

第一方面，本发明提供一种区块链数据同步方法，包括：

接收若干用户端发送的若干交易信息；

将各交易信息的哈希值映射至第一位图中；

向区块链网络的所有节点广播第一位图，并接收区块链网络中所有节点广播的位图；

比对第一位图和接收的各位图，判断是否缺失交易信息：

是，则向持有所缺失交易信息的节点获取所缺失的交易信息，并根据获取结果更新第一位图；以及，循环当前步骤，直至判断结果为否。

第二方面，本发明提供一种设备，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数据同步方法。

第三方面，本发明提供一种存储有计算机程序的存储介质，其特征在于，该计算机程序使计算机执行根据本发明各实施例提供的数据同步方法。

本发明的有益成果为：

本发明诸多实施例提供的一种区块链数据同步方法，通过接收若干用户端发送的若干交易信息，将各交易信息的哈希值映射至第一位图中，向区块链网络的所有节点广播第一位图，并接收区块链网络中所有节点广播的位图，比对第一位图和接收的各位图，判断是否缺失交易信息：是，则向持有所缺失交易信息的节点获取所缺失的交易信息，并根据获取结果更新第一位图；以及，循环当前步骤，直至判断结果为否的方法，有效减小了区块链网络中广播数据的大小和各节点之间广播的次数，降低了带宽占用。

附图说明

图1为本发明一实施例中数据同步场景的示意图。

图2为本发明一实施例提供的一种区块链数据同步方法的流程图。

图3为图2所示方法的一种优选实施方式中步骤s12的流程图。

图4为图3所示方法的一种优选实施方式的流程图。

图5为一种共识方法的一种优选实施方式的流程图。

图6为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方法

下面结合附图和实施例对本申请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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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申请。

图1为本发明一实施例中数据同步场景的示意图。如图1所示，在本实施例中，

实施例1：本实施例具体说明了一种区块链数据同步方法的步骤，如图1和图2：

如图1，本实施例中数据同步方法主要包括用户100、记账节点200、共识节点300。区块链网络中的节点包括记账节点200和共识节点300。

图2为本发明一实施例提供的一种区块链数据同步方法的流程图。如图2所示，在本实施例中，本发明提供一种区块链数据同步方法，包括：

s11：接收若干用户端发送的若干交易信息；

s12：将各交易信息的哈希值映射至第一位图中；

s13：向区块链网络的所有节点广播第一位图，并接收区块链网络中所有节点广播的位图；

s14：比对第一位图和接收的各位图，判断是否缺失交易信息；

s15：是，则向持有所缺失交易信息的节点获取所缺失的交易信息，并根据获取结果更新第一位图；以及，循环当前步骤，直至判断结果为否。

具体地，以图1所示的应用场景为例。

在步骤s11中，记账节点200或共识节点300接收用户100发送的交易信息；

在步骤s12中，记账节点200或共识节点300将交易信息进行哈希运算得到交易信息的哈希值。

在步骤s13中，记账节点200或共识节点300向区块链网络的所有节点广播第一位图，并接收区块链网络中所有节点广播的位图；

在步骤s14中，记账节点200或共识节点300比对第一位图和接收的各位图，判断是否缺失交易信息；

在步骤s15中，记账节点200或共识节点300判断，若是，则向持有所缺失交易信息的节点获取所缺失的交易信息，并根据获取结果更新第一位图；以及，循环当前步骤，直至判断结果为否。

图3为图2所示方法的一种优选实施方式中步骤s12的流程图。如图3所示，在一优选实施例中，步骤s12包括：

s122：生成交易信息的哈希值，并向区块链网络的所有节点广播交易信息的哈希值；

s124：取哈希值的若干字节，再以若干字节对第一位图的位数取余数，将得到的余数确定为交易信息的映射位；

s126：在第一位图中将映射位由0置为1。

具体地，以图1所示的应用场景为例。假设位图的位数共有100010个，设定映射规则为：取交易信息的哈希值的前8个字节，再以前8个字节与位图的位数取余数，将得到的余数确定为交易信息的映射位；假设，当前交易信息的哈希值的前8个字节均为0。

在步骤s122中，记账节点200或共识节点300生成交易信息的哈希值，并向区块链网络的所有节点广播交易信息的哈希值；

在步骤s124中，记账节点200或共识节点300取哈希值的前8个字节，再以前8个字节对位图的位数取余数，由于当前交易信息的哈希值的前8个字节均为0，位图的位数为100010个，因此余数为0；记账节点200或共识节点300将余数0确定为当前交易信息的映射位。

在步骤s126中，在位图中将映射位为0的映射位的状态由0置为1。

图4为图3所示方法的一种优选实施方式的流程图。如图4所示，在一优选实施例中，在步骤s126之前，判断映射位是否已被置为1：否，则执行s126，是，则执行s128。

s126：在第一位图中将映射位由0置为1；

s128：将对应的交易信息加入排队列表。

在一优选实施例中，第一位图的位数不小于区块链网络中交易信息总数的10倍。假设平均每个区块打包交易信息的数量为10000个，那么第一位图的位数不小于100000个，这样，可以使得每笔交易信息都映射到位图的不同位中。

本发明一实施例提供一种共识方法，包括：

记账节点将所有交易信息的哈希值打包生成区块，将区块的梅克尔根和所有交易信息的哈希值广播给区块链网络中所有节点，以供所有节点对区块进行验证和投票。

本发明一实施例还提供一种共识方法，包括：

共识节点接收记账节点广播的区块的梅克尔根和所有交易信息的哈希值，并对梅克尔根和所有交易信息的哈希值进行验证：若通过，则对所述区块进行投票。

图5为一种共识方法的一种优选实施方式的流程图。如图5所示，在一优选实施例中，共识方法还包括：

s21：共识节点根据各交易信息的哈希值生成第一梅克尔根；

s22：共识节点比对第一梅克尔根和记账节点广播的梅克尔根，判断第一梅克尔根和记账节点广播的梅克尔根是否一致：

s23：共识节点判断第一梅克尔根和记账节点广播的梅克尔根不一致，则通过比对各交易信息的哈希值找到不同的交易信息；以及，循环当前步骤，直至判断结果为一致；

s24：共识节点标识不同的交易信息；

s25：共识节点将标识的交易信息加入排队列表；

s26：共识节点在生成后续区块时优先广播排队列表中的交易信息。

具体地，以图1所示的应用场景为例。在极少数情况下，记账节点和共识节点的某一个映射位由0置为1，比对位图时，记账节点和共识节点判断映射位状态相同，不相互获取缺失的交易信息。例如，记账节点接收到一笔交易信息，该交易信息的哈希值为0000……0001，该交易信息的哈希值的前8个字节均为0，记账节点位图中的0位则为该交易信息的映射位，0位由0置为1；共识节点接收到一笔交易信息，该交易信息的哈希值为0000……0002，该交易信息的哈希值的前8个字节均为0，共识节点位图中的0位则为该交易信息的映射位，0位由0置为1；记账节点与共识节点的位图一致，但其实所接收的交易信息不一致，此时，共识方法还包括：

在步骤s21中：共识节点300根据各交易信息的哈希值生成第一梅克尔根；

在步骤s22中：共识节点300比对第一梅克尔根和记账节点200广播的梅克尔根，判断第一梅克尔根和记账节点200广播的梅克尔根是否一致：

在步骤s23中：共识节点300判断第一梅克尔根和记账节点200广播的梅克尔根不一致，则通过比对各交易信息的哈希值找到不同的交易信息；以及，循环当前步骤，直至判断结果为一致；

在步骤s24中：共识节点300标识不同的交易信息；

在步骤s25中：共识节点300将标识的交易信息加入排队列表；

在步骤s26中：共识节点300在生成后续区块时优先广播排队列表中的交易信息。

图6为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。

如图6所示，作为另一方面，本申请还提供了一种设备600，包括一个或多个中央处理单元(cpu)601，其可以根据存储在只读存储器(rom)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(ram)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram603中，还存储有设备600操作所需的各种程序和数据。cpu601、rom602以及ram603通过总线604彼此相连。输入/输出(i/o)接口605也连接至总线604。

以下部件连接至i/o接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；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607；包括硬盘等的存储部分608；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609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至i/o接口605。可拆卸介质611，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610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608。

特别地，根据本公开的实施例，上述任一实施例描述的数据同步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数据同步方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。

作为又一方面，本申请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申请的数据同步方法。

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。

描述于本申请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。

以上描述仅为本申请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，本申请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申请构思的情况下，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。例如上述特征与本申请中公开的(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。