一种适用于区块链网络的切分方法与流程

本发明涉及区块链网络领域，具体而言，涉及一种适用于区块链网络的切分方法。

背景技术：

在开放的区块链平台例如以太坊中，网络是共享的。即所有的节点都在一个大的点对点(p2p)网络中，相互之间在通信正常的情况下可以自由的进行数据交换。在这种模式下，一个消息通过相邻的节点不断的传播至全网，达到消息同步的目的，且任何节点可以自由的加入p2p网络。

传统的区块链p2p网络是一个不可更改和划分的，且相互不信任的网络，在这个网络上的所有节点都可以被其他节点访问，在通信正常情况下。当我们的业务场景发生改变，需要对网络进行隔离以保护一些私有数据的时候，传统方式将无法满足其要求。甚至，互为竞争对手的公司可能在同一个网络中相互通信和访问消息，这在现代的商业模式下是不可容忍的。另外，传统的p2p网络对带宽的利用率较低，且网络成型后的改造代价也是巨大的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种适用于区块链网络的切分方法，其能够保持业务隔离，保护子网内节点的业务规则私密性；保持账本隔离，最大限度的保证了数据和事务的保密性，提高了网络安全性；提高网络处理能力：区块链网络的广播域被限制在一个子网内，减少了传统p2p网络中对于带宽的吞噬，同时可以划分不同的用户到不同的“分组”中，网络构建和维护更方便灵活。

本发明的实施例是这样实现的：

一种适用于区块链网络的切分方法，该切分方法包括如下步骤：

s1：构建可配置的基础网络，创建分组管理器，每个节点包括各自的分组管理器，分组管理器用于配置和发现“分组”的其他成员，通过“分组”在两个或两个以上的网络成员之间建立私有的子网，子网由分组管理器负责管理，子网包括独立型子网和同步型子网；

s2：子网和通讯，用于保证子网、分组管理器之间的互连，使得账本同步；

s3：子网类型转换，当需要将现有的子网类型进行变更时，根据同步型子网和独立型子网的类型不同采取不同的应对方式，由分组管理器提供模式选择转换子网类型；

s4：子网节点的加入和退出，节点的加入或者退出均需要分组管理器确认同步或者退出节点信息。

在本发明的较佳实施例中，上述s1包括如下步骤：

s11：在区块链网络中的每个节点的配置文件中预置分组信息，分组信息用于证明节点属于“分组”；每个参与分组的节点具有“分组”的签名文件和自身签名文件；

s12：当用户选择独立型子网时，分组管理器生成创世区块，并将创世区块同步至“分组”的其他分组管理器中；当用户选择同步型子网时，分组管理器检测当前节点是否为锚点，若是锚点，分组管理器向当前主网络或者相邻的同步型子网发送信息，以获取当前最新的世界状态，并同步至“分组”的其他节点中。

在本发明的较佳实施例中，上述s2包括如下步骤：

s21：分组管理器的发现机制，分组管理器在新增分组时具有2种发现机制：主动发现和配置，主动发现为自动配置过程，即在同一“分组”的分组管理器之间网络互连，然后通过“分组”信息中包含的分组管理器标识相互发现和自动配置；配置则预先在“分组”所有分组管理器中配置所有分组管理器，待节点上线后进行通讯和信息传递；

s22：当“分组”作为同步型子网时，分组管理器作为锚点参与同步。

在本发明的较佳实施例中，上述s22的具体操作如下：当“分组”为同步型子网时，分组管理器作为锚点，每当有新的区块产生时，对于主网络，分组管理器为一个普通的对等节点，主网络接收新的区块；对于“分组”子网，分组管理器为一个分发点，将主网络的区块传播至子网的所有节点。

在本发明的较佳实施例中，上述s3包括如下步骤：

s31：针对同步型子网变更为独立型子网，包括两种方式：分叉模式和独立模式；分叉模式的具体操作为：将目前同步型子网的账本状态保留，并与主网进行永久分叉，由后续形成的独立子网单独维护；独立模式的具体操作为：放弃同步型子网的账本，形成全新的独立子网；

s32：针对独立型子网变更为同步型子网，其具体操作如下：分组管理器强制放弃独立型子网的账本，重新同步主网账本。

在本发明的较佳实施例中，上述s31和s32中的变更模式均支持回滚操作。

在本发明的较佳实施例中，上述s32中，独立型子网变更为同步型子网时，若涉及有币系统的代币转换时，区块链网络提供自定义接口，由分组管理器在执行网络转换时完成代币转换，同时向主网同步子网的节点账本。

在本发明的较佳实施例中，上述s4的的操作步骤如下：

s41：子网节点的加入：节点具有子网的准入签名，然后节点向子网中任意节点的分组管理器发出加入请求，分组管理器根据网络类型向其他的分组管理器同步节点的信息；

s42：子网节点退出：当节点需要退出子网时，节点向自身的分组管理器发出申请，由分组管理器和子网中的其他节点达成共识，根据退出策略决定退出路径。

在本发明的较佳实施例中，上述退出路径包括其他子网、主网和区块链网络中的任意一种。

本发明实施例的有益效果是：业务隔离：引入同步型子网，隔离子网所有节点的业务规则/智能合约，使得非子网成员无法安装和获知这些规则，保护子网内节点的业务规则私密性；账本隔离：在独立型子网中，所有子网节点被完整的隔离开来，所有子网以外的节点将无法知晓一切子网内部的事件，最大限度的保证了数据和事务的保密性，提高了网络安全性；提高网络处理能力：区块链网络的广播域被限制在一个子网内，减少了传统p2p网络中对于带宽的吞噬，同时可以划分不同的用户到不同的“分组”中，网络构建和维护更方便灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的区块链网络的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

第一实施例

本发明提供一种适用于区块链网络的切分方法，通过“分组”，可以在两个或多个特定网络成员间建立私有“子网”。这些“子网”可以提供两种工作模式：第一种是独立模式，即独立型子网，使用自身独立的账本，即与其他“子网”不兼容的本地账本；第二种是共享模式，即同步型子网，通过“分组”的锚点节点，与主网或其他“子网”通信，同步主网账本。本实施例主要分为4个维度来实现，整体结构示意图如图1所示：

s1：构建可配置的基础网络，其具体操作步骤如下：

s11：在每个节点的配置文件中,可以添加事先商议好的“分组”信息以表明自己是该分组的正式成员。每个参与该“分组”的节点需获得由该“分组”分发的签名文件以及自身的签名文件用于验证身份。同时，每个节点中会包含各自的分组管理器，用于配置和发现该分组的其他成员。

s12：分组管理器(groupmanager，以下简称gm)主要负责对“分组”网络进行管理。

在前面提到的二种子网工作模式中，当用户选择独立模式时，由gm负责生成属于该“分组”的创世区块，并将这个区块同步至“分组”中的其他gm。注意，创世区块的建立需由每个“分组”协商制定，最终由一个gm负责产生。

如果用户选择的是共享模式，则gm会检查当前节点是否是锚点。如果是，则该gm则立即向当前主网络或者相邻的共享模式子网发送消息以获得当前最新的世界状态，并同步至“分组”的其他节点。

s2：子网与通讯，用于保证子网、分组管理器之间的互连，使得账本同步：

s21:gm在节点建立时被创建，是参与和管理“分组”的主要工具。gm在新增分组时主要作用是分组的配置和相互发现。gm的发现机制主要有两种：主动发现和配置。其中主动发现要求在同一“分组”的gm之间有正常的能互通的网络互连，然后通过“分组”信息中包含的gm标识相互发现和进行自动配置。另一种方式则是预先在“分组”的所有gm中配置所有其他gm的信息，待节点上线后进行通讯和信息传递。

s22：gm的另一个作用是作为锚点参与同步。当“分组”作为同步子网的类型时，需要有一种沟通机制，即可以保证“分组”中节点的隔离性，又可以保证账本同步。此时的gm则充当这种角色，每当有新区块产生时，对于主网络，gm是一个普通的对等节点，接收这个区块；对于“分组”子网路，gm是一个分发点，将主网络的区块传播至子网络的所有节点，此过程反之亦然。形象的表示就是，所有同步型子网都是一个个的“宇宙”，而gm锚点则是链接这些“宇宙”的“虫洞”。同步型子网非常适合用来处理业务过程需要保密的场景。

s3：子网类型转换：

s31：当企业业务变更或其他方面需求，需要将现有的子网类型进行变更，本发实施例同样提供了这方面的支持。下面我们将讨论两种方向的变更：第一种是同步型子网向独立型子网的变更，此时将由gm提供2种选择，一种是分叉模式，将目前子网中的账本状态保留，并与主网进行永久分叉，由之后形成的独立子网单独维护。另一种则放弃当前账本，形成全新的独立子网；第二种转换是独立型子网向同步型子网的转换，在这种转换下，gm将强制放弃现有账本，重新同步主网账本。不论那种模式，均支持回滚操作。

s32：在独立型子网向同步型子网转换过程中，可能会涉及有币系统的token转换/代币转换。本发明提供自定义接口给用户，由用户商议决定子网与主网的token转换比例，由gm在执行网络转换时完成token转换，并向主网同步子网节点账本，转换token的过程仍被视为交易。

s4：子网节点的加入与退出：

s41：节点在加入某个子网前必须是经过批准的，即该节点拥有子网的准入签名。此时节点可以向子网任意节点gm发出加入请求，由gm根据网络类型向其他gm同步该节点信息。对于之前存在于其他子网或主网的节点，其转换规则与子网类型转换相同，这里不再赘述。

s42：当节点需要退出子网时，同理，节点需向自身gm发起申请，由gm与子网其他节点达成共识。随后将根据退出策略决定该节点的目的网路为其他子网或主网，甚至是彻底退出区块链。此类节点退出转换规则与子网类型转换相同，这里不再赘述。

综上所述，本实施例中的适用于区块链网络的切分方法优点在于：

1.业务隔离：从同步型子网可以看出，这种方式很好的隔离了子网所有节点的业务规则/智能合约。使得非子网成员无法安装和获知这些规则，保护了子网内个节点的业务规则私密性。

2.账本隔离：在独立型子网中，所有子网节点被完整的隔离开来，所有子网以外的节点将无法知晓一切子网内部的事件，除非gm作为锚点主动提供这些信息。子网中有独立的“世界状态”，且外部不可访问，最大限度的保证了数据和事务的保密性，提高了网络安全性。

3.提高网络处理能力：区块链网络的广播域被限制在一个子网内，减少了传统p2p网络中对于带宽的吞噬。同时可以划分不同的用户到不同的“分组”中，网络构建和维护更方便灵活。

本说明书描述了本发明的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。应理解，说明书中的实施例可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应当作限定解释，仅仅是教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本发明的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。