区块打包、广播方法和系统、设备及存储介质与流程

本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及区块打包、广播方法和系统、设备及存储介质。

背景技术：

现有的区块链项目种无论采用哪种共识算法，在区块被打包完成后，均要进行区块广播，而区块广播的区块内容包括区块头，以及区块中的交易原始信息内容；而交易内容较占空间，那么对于包含有多笔交易的区块而言占用空间更大。现有区块链项目如复杂美chain33架构的底层区块链中加入了交易组(详见申请号为201810695527.9的中国发明专利申请)的概念。交易组是将多笔交易组装成一笔特殊的交易缓存在mempool模块中，因一笔交易的大小至少有250字节，所以对于包含了多笔交易的交易组而言，其大小达500字节以上。那么对于包含有多个交易组和多笔交易的区块而言，占用空间更大。

现有的区块链项目方案中的一个区块链节点最多可以配置连接25个区块链节点，这种连接关系在区块广播时，广播的是区块的整个内容，每个区块链节点可能会收到25个从不同的区块链节点广播来的相同区块内容，一个包含有交易组的较大区块被重复地广播，区块占用空间越大，在区块广播的过程中无疑会占用更多的区块链网络带宽资源，会进一步占用区块链网络带宽资源，影响区块链网络的稳定性。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

为了克服上述技术问题，本发明提供了区块打包、广播方法和系统、设备及存储介质。可以减少对区块链网络带宽资源的占用。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

第一方面，本发明提出一种区块打包方法，包括：将区块头、至少一个交易组的所有子交易和第一区块的区块大小打包成第一区块；所述区块头的默克尔树根节点哈希值由至少一个交易组的所有子交易和挖矿交易计算得到。

进一步地改进是，所述第一区块除包括至少一个交易组外，还包括至少一个交易，所述方法为：将区块头、至少一个交易、至少一个交易组的所有子交易和第一区块的区块大小打包成第一区块；所述区块头的默克尔树根节点由至少一个交易、至少一个交易组的所有子交易和挖矿交易计算得到。

进一步地改进是，所述第一区块还包括交易计数器；将区块头、交易计数器、至少一个交易组和第一区块的区块大小打包成第一区块。

进一步地改进是，所述区块头包括由父区块哈希值、时间戳和默克尔树根节点哈希值构造形成。

进一步地改进是，所述的交易组包括子交易个数、每个子交易签名、每个子交易及其哈希值、每个子交易的交易费。

进一步地改进是，当第一区块的区块大小si＞区块大小阈值th时，将区块头、交易组标识列表、第一区块的区块大小打包成第二区块；其中，交易组标识列表包括挖矿交易，以及足以唯一识别交易组的标识。

进一步地改进是，所述交易组哈希值为交易组的子交易个数和每个子交易哈希值；所述足以唯一识别交易组的标识包括：交易组中所有交易哈希值或其部分字节，或交易组中任一交易哈希值或其部分字节，或交易组中各交易的id号或名称，或交易组中任一交易的id号或名称，或交易组id号，或交易组名称。

第二方面，本发明提出一种区块广播方法，根据以上所述的一种区块打包方法，适用于挖矿节点，广播第一区块给与挖矿节点连接的至少一个第一区块链节点。

进一步地改进是，判断第一区块的区块大小si≤区块大小阈值th是否成立；若是，则广播第一区块给与挖矿节点连接的至少一个第一区块链节点；若否，则广播第二区块给与挖矿节点连接的至少一个第一区块链节点。

第三方面，本发明提出一种区块广播方法，适用于非挖矿节点，根据以上所述的一种区块打包方法，以及以上所述的一种区块广播方法，包括：在所述第一区块链节点收到第一区块后，记录第一区块和发送第一区块给第一区块链节点的节点；检测第一区块链节点是否存在第一区块；若存在，则广播第一区块到除发送第一区块给第一区块链节点的节点以外，与第一区块链节点连接的的至少一个第二区块链节点；若不存在，则缓存第二区块并验证，若验证通过，则广播第一区块到除发送第一区块给第一区块链节点的节点以外，与第一区块链节点连接的的至少一个第二区块链节点；或，

第一区块链节点收到第二区块后，记录第二区块和发送第二区块给第一区块链节点的节点，检测第一区块链节点是否存在第二区块；若存在，则广播第二区块给除发送第二区块给第一区块链节点的节点以外，与第一区块链节点连接的至少一个第二区块链节点；若不存在，则将交易组标识列表与第一区块链节点缓存的交易进行比对；判断第一区块链节点是否缺少第二区块交易组标识列表中的交易；若是，则向发送第二区块给第一区块链节点的节点请求获取包含有缺少的第二区块交易组标识列表中的交易，与第一区块链节点已缓存的第二区块的交易一起，验证第二区块，若验证通过，则广播第一区块到除发送第一区块给第一区块链节点的节点以外，与第一区块链节点连接的的至少一个第二区块链节点；若否，则验证第二区块，若验证通过，则广播第一区块到除发送第一区块给第一区块链节点的节点以外，与第一区块链节点连接的的至少一个第二区块链节点；其中，交易组标识列表中包括挖矿交易，以及所述第一区块中的每个交易组哈希值或其若干字节。

进一步地改进是，所述记录第一区块和发送第一区块给第一区块链节点的节点，进一步改进为，包括：记录足以唯一识别第一区块的标识；记录发送第一区块给第一区块链节点的节点名称；所述记录第二区块和发送第二区块给第一区块链节点的节点，进一步改进为，包括：记录足以唯一识别第二区块的标识；记录发送第二区块给第一区块链节点的节点名称。

进一步地改进是，所述的交易组包括子交易个数、每个子交易签名、每个子交易及其哈希值、每个子交易的交易费。

进一步地改进是，所述交易组哈希值为交易组的子交易个数和每个子交易哈希值。

进一步地改进是，所述第一区块除包括交易组外，还包括至少一个交易，所述交易组标识列表中包括挖矿交易，以及足以唯一识别交易组的标识,足以唯一识别交易的标识。

进一步地改进是，所述向发送第二区块给第一区块链节点的节点请求获取包含有缺少的第二区块交易组标识列表中的交易之前，在判断出第一区块链节点缺少第二区块交易组标识列表中的交易之后，包括：判断交易缺失数量是否超过交易缺失占比阈值tr-th；若是，则向发送第二区块给第一区块链节点的节点请求获取整个第二区块的交易，缓存到第一区块链节点，验证第二区块，若验证通过，则广播第一区块到除发送第一区块给第一区块链节点的节点以外，与第一区块链节点连接的的至少一个第二区块链节点；若否，则向发送第二区块给第一区块链节点的节点请求获取缺少的第二区块交易组标识列表中的交易，缓存到第一区块链节点，与第一区块链节点已缓存的第二区块的交易一起，验证第二区块，若验证通过，则广播第一区块到除发送第一区块给第一区块链节点的节点以外，与第一区块链节点连接的的至少一个第二区块链节点。

进一步地改进是，所述向发送第二区块给第一区块链节点的节点请求获取缺少的第二区块交易组标识列表中的交易，缓存到第一区块链节点，与第一区块链节点已缓存的第二区块的交易一起，验证第二区块；若验证不通过，则向发送第二区块给第一区块链节点的节点请求获取整个第二区块的交易，缓存到第一区块链节点，验证第二区块；若验证通过，则广播第一区块到除发送第一区块给第一区块链节点的节点以外，与第一区块链节点连接的的至少一个第二区块链节点；若验证不通过，则不作处理。

进一步地改进是，适用于区块链非挖矿节点，根据权利要求10所述的一种区块广播方法，包括：接收模块，用于接收第一区块或第二区块，或接收从发送第二区块给第一区块链节点的节点发送来的交易，和/或交易组；区块判断模块，用于检测第一区块链节点是否存在第一区块，或第二区块；还用于判断第一区块链节点是否缺少收到的第二区块交易组标识列表中的交易；请求模块，用于向发送第二区块给第一区块链节点的节点请求获取包含有缺少的第二区块交易组标识列表中的交易，和/或交易组；验证模块用于验证第一区块，或第二区块；广播模块，用于广播第一区块或第二区块到除发送第一区块或第二区块给第一区块链节点的节点以外，与第一区块链节点连接的的至少一个第二区块链节点，及用于发送交易，和/或交易组。

进一步地改进是，当所述区块链节点为产生第一区块或第二区块的挖矿节点时，还包括：区块打包模块，用于根据权利要求1所述的一种区块打包方法，打包形成第一区块，或，第二区块；在区块打包模块打包形成第一区块后，区块判断模块，还用于判断第一区块的区块大小si与区块大小阈值th之间的关系，以便确定是否需要打包第二区块。

进一步地改进是，还包括缓存模块，用于缓存第一区块或第二区块及其交易，和/或交易组。

进一步地改进是，还包括记录模块，用于记录第一区块和发送第一区块给第一区块链节点的节点；或，记录第二区块和发送第二区块给第一区块链节点的节点。

进一步地改进是，所述区块判断模块还用于判断交易缺失数量是否超过交易缺失占比阈值tr-th。

第四方面，本发明提出一种设备，所述设备包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如以上所述的方法。

第五方面，本发明提出一种存储有计算机程序的存储介质，该程序被处理器执行时实现如以上任一项所述的方法。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

针对现有技术种区块广播占用区块链网络带宽资源，影响区块链网络的稳定性；本申请的技术方案可以减少区块广播对区块链网络带宽资源的占用，提供区块链网络的稳定性。

附图说明

图1为实施例2提供的含交易组区块的广播方法流程图。

图2为实施例1提供的含交易组区块的默克尔状态树示意图。

图3为实施例2提供的含交易组区块的广播方法流程图。

图4为图3提供的一优选实施例的流程图。

图5为图1的一优选实施例提供的流程图。

图6为图5的一优选实施例提供的流程图。

图7为实施例4提供的一种区块广播系统的结构示意图。

图8为图7第一优选实施例提供的结构示意图。

图9为图7第二优选实施例提供的结构示意图。

图10为图7第三优选实施例提供的结构示意图。

图11为本发明的一种设备结构示意图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

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。

本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。

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。

实施例1

本实施例提出一种含交易组的区块打包方法，包括：

将区块头、至少一个交易组的所有子交易和第一区块的区块大小打包成第一区块；所述区块头的默克尔树根节点哈希值由至少一个交易组的所有子交易和挖矿交易计算得到。所述的交易组包括子交易个数、每个子交易签名、每个子交易及其哈希值、每个子交易的交易费。

对于交易组中每一笔子交易，及交易组自身的内容如下代码所示：

考虑到现有区块链项目在使用本实施例所述技术方案进行打包区块时，为尽可能减少对现有区块链项目构造的改造，在现有区块链项目的基础上，所述第一区块还包括交易计数器；将区块头、交易计数器、至少一个交易组和第一区块的区块大小打包成第一区块。

所述第一区块除包括至少一个交易组外，还包括至少一个交易，所述方法为：

将区块头、至少一个交易、至少一个交易组的所有子交易和第一区块的区块大小打包成第一区块；所述区块头的默克尔树根节点由至少一个交易、至少一个交易组的所有子交易和挖矿交易计算得到，如图2所示r1。

其中所述区块头包括由父区块哈希值、时间戳和默克尔树根的哈希值构造形成；所述默克尔树的叶子节点为交易或交易组的子交易，如图2所示，假设为某一区块高度的区块的默克尔状态树，那么，l1为一笔交易，l2、l3、l4、l5、l6、l7和l8为一个含有7笔交易的交易组；r1为默克尔树根节点。

第一区块中除包含所述区块头外，还包括第一区块的区块大小，交易l1、包含有交易l2、l3、l4、l5、l6、l7和l8的交易组。

为进一步减少广播的区块大小，进一步减少对区块链网络带宽的占用，对第一区块进一步改造，当第一区块的区块大小si＞区块大小阈值th时，将区块头、交易组标识列表、第一区块的区块大小打包成第二区块；其中，所述交易组标识列表包括挖矿交易，以及足以唯一识别交易组的标识,足以唯一识别交易的标识。

鉴于一个交易组的原子性，及整体性，在任一个区块链节点上，要么收到交易组中所有交易的内容，要么收不到；因交易组是作为一个整体被广播的，因此只要记录交易组中任一笔交易哈希值，即可唯一识别出该交易组。

在一个确定的区块链项目中，因每个交易的收发地址，及交易内容等各不相同，所以交易哈希值具有唯一识别交易的特性。交易id号类比于中国公民使用的身份证号码，在一个确定的区块链项目中，交易名称也可以唯一识别一笔交易，但并不代表所有区块链项目都是，在本方法实际应用过程中，应根据具体应用场景而定。

交易哈希值的部分字节：假设f(x)是对交易哈希值取部分字节的函数，那么函数f(x)，以f(hash-tm)为例，实现的效果是，对交易tm的哈希值hash-tm，取其前第1-5个字节，后第1-5个字节，或者中间位置第1-5个字节，也可以是中间9个字节，或者，末尾9个字节，或者，前9个字节，但无论怎么取值，均可以保证足以唯一识别出所述交易tm的哈希值hash-tm，进而足以识别出交易组，从而进一步减小区块广播的大小。

所述交易组哈希值为交易组的子交易个数和每个子交易哈希值；所述交易组哈希值若干字节为交易组的子交易个数和每个子交易哈希值若干字节。比如是交易哈希值的前5个字节，或前8个字节，或后8个字节，或后5个字节，或第1、3、5、7、8和9个字节等，总之是取交易哈希值的若干字节，从而进一步减小第二区块的大小。交易组哈希值的若干字节，是指交易组中的每个子交易哈希值的若干字节，比如是交易组中的每个子交易哈希值的前5个字节，或前8个字节，或后8个字节，或后5个字节，或第1、3、5、7、8和9个字节等，总之是取子交易哈希值的若干字节，从而进一步减小含有交易组的第二区块的大小。

当包含有l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7和l8的第一区块的区块大小si小于等于区块大小阈值th时，第二区块中除包含所述区块头外，还包括第一区块的区块大小，交易l1哈希值的若干字节、交易组哈希值的若干字节，即交易l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7和l8哈希值的若干字节，交易个数(交易组中的子交易个数)。

当交易组标识列表中保存的是第一区块中的每个交易组哈希值及每个交易哈希值时，minertx为挖矿交易，hash-minertx为挖矿交易哈希值；tra1为第一区块中的任一笔交易，hash-tra1为对应交易哈希值；gtra为第一区块中的任一个交易组，如表1所示，包含交易tx1、tx2、tx3、、、txn，hash-tx1、hash-tx2、hash-tx3、、、hash-txn为对应交易哈希值，如表2所示。

表1交易组gtra内容

表2含有交易哈希值的交易组标识列表

表3含有交易哈希值若干字节的交易组标识列表

当交易组标识列表中保存的是第一区块中的每个交易组哈希值若干字节及每个交易哈希值若干字节时，如表3所示，比如函数f(x)用于实现从交易组哈希值中取若干字节的作用，具体是取哪些字节，可根据实际需要来确定；因挖矿交易除区块链的挖矿节点外，其他非挖矿节点不存在挖矿交易，所以不论是表2中的含有交易哈希值的交易哈希值列表，还是表3中的含有交易哈希值若干字节的交易哈希值列表，都必须包含完整的挖矿交易内容及其哈希值。

实施例2

本实施例提出一种区块广播方法，根据实施例1中任一技术方案所述的一种区块打包方法，适用于区块的挖矿节点或区块打包节点，广播第一区块给与挖矿节点连接的至少一个第一区块链节点。

为进一步减少广播的区块大小，进一步减少对区块链网络带宽的占用，在挖矿节点对区块广播之前对第一区块进一步改造，判断第一区块的区块大小si≤区块大小阈值th是否成立；

若是，则广播第一区块给与挖矿节点连接的至少一个第一区块链节点；

若否，则广播第二区块给与挖矿节点连接的至少一个第一区块链节点。

本实施例提出的适用于挖矿节点的一种区块广播方法，实现方法包括以下两种，第一种方法，如图3所示，挖矿节点根据实施例1中任一技术方案所述的一种区块打包方法打包第一区块，或第二区块后，判断第一区块的区块大小si≤区块大小阈值th是否成立；

若是，则广播第一区块给与挖矿节点连接的至少一个第一区块链节点；

若否，则广播第二区块给与挖矿节点连接的至少一个第一区块链节点。

第二种方法，为进一步减少对挖矿节点自身计算资源的占用，还可以是如图4所示：

挖矿节点根据实施例1中任一技术方案所述的一种区块打包方法打包第一区块后，判断第一区块的区块大小si≤区块大小阈值th是否成立；

若是，则广播第一区块给与挖矿节点连接的至少一个第一区块链节点；

若否，则根据实施例1中任一技术方案所述的一种区块打包方法打包第二区块，广播第二区块给与挖矿节点连接的至少一个第一区块链节点。

与之相应地，本实施例还提出一种区块广播方法，适用于区块链的非挖矿节点，根据实施例1任一项技术方案所述的一种区块打包方法，以及根据以上所述的一种区块广播方法，如图1所示，包括：

s101、第一区块链节点收到第一区块；

s102、记录第一区块和发送第一区块给第一区块链节点的节点；

s103、检测第一区块链节点是否存在第一区块；

若存在，则s104、广播第一区块到除发送第一区块给第一区块链节点的节点以外，与第一区块链节点连接的至少一个第二区块链节点；

若不存在，则s105、缓存并验证第二区块；

s106、验证是否通过？

是，则执行s104；否，则s107、不作处理，或向发送第一区块给第一区块链节点的节点发送第一区块没有验证通过的消息。

其中，所述记录第一区块和发送第一区块给第一区块链节点的节点，进一步改进为，包括：记录足以唯一识别第一区块的标识；记录发送第一区块给第一区块链节点的节点名称。

所述足以唯一识别第一区块的标识为第一区块的区块高度、或区块哈希值、或区块哈希值的部分字节、或第一区块的挖矿交易哈希值、或挖矿交易哈希值的部分字节、或挖矿交易id、或挖矿交易名称。

或，如图5所示，

s201、第一区块链节点收到第二区块；

s202、记录第二区块和发送第二区块给第一区块链节点的节点；

s203、检测第一区块链节点是否存在第二区块；

若存在，则s204、广播第二区块给除发送第二区块给第一区块链节点的节点以外，与第一区块链节点连接的至少一个第二区块链节点；

若不存在，则s205、将交易组标识列表与第一区块链节点缓存的交易进行比对；

s206、判断第一区块链节点是否缺少第二区块交易组标识列表中的交易；

若是，则s207、向发送第二区块给第一区块链节点的节点请求获取包含有缺少的第二区块交易组标识列表中的交易，与第一区块链节点已缓存的第二区块的交易一起；

s208、验证第二区块，若验证通过；则执行步骤s204；

若否，则执行步骤s208和s204；

其中，所述记录第二区块和发送第二区块给第一区块链节点的节点，进一步改进为，包括：记录足以唯一识别第二区块的标识；记录发送第二区块给第一区块链节点的节点名称。

交易组标识列表中包括挖矿交易，以及足以唯一识别交易组的标识，及足以唯一识别交易的标识。

所述足以唯一识别第二区块的标识为第二区块的区块高度、或区块哈希值、或区块哈希值的部分字节、或第二区块的挖矿交易哈希值、或挖矿交易哈希值的部分字节、或挖矿交易id、或挖矿交易名称。

对于pow共识算法，第二区块的区块高度作为足以唯一识别第二区块的标识时，并不可靠，因pow的特性，所有挖矿节点均参与挖矿，打包区块，同一区块高度可能会有多个区块存在，而最终保留下来作为该区块高度的区块的是计算难度最大的。但那些没有被保留的区块也会在区块链网络中广播，那么此时区块高度并不能将它们区分开来。但对于pos、dpos等共识算法则不存在此问题，可以使用第二区块的区块高度作为足以唯一识别第二区块的标识。

区块哈希值是唯一的，区块哈希值的部分字节则是比如对区块block256的哈希值hash-block256，取其前第1-5个字节，后第1-5个字节，或者中间位置第1-5个字节，也可以是中间9个字节，或者，末尾9个字节，或者，前9个字节，以函数f(x)来表示，则f(hash-block256)为区块哈希值的部分字节，但无论怎么取值，均可以保证足以唯一识别出所述区块block256的哈希值hash-block256。

第二区块的挖矿交易哈希值、或挖矿交易哈希值的部分字节、或挖矿交易id、或挖矿交易名称。挖矿交易在一个区块中必然存在且仅有一笔，以挖矿交易哈希值作为足以唯一识别第二区块的标识，毋庸置疑，挖矿交易哈希值的部分字节类比于区块哈希值的部分字节，也是可行的，当挖矿交易id，挖矿交易名称在一个确定的区块链网络中是唯一的时，即一笔交易对应一个交易名称，一个id，一一对应关系时，挖矿交易id，挖矿交易名称也均可作为足以唯一识别出所述区块block256的标识。

判断第二区块链节点是否存在第二区块包括：查询第二区块是否存在的方式有很多种，本实施例通过足以唯一识别第二区块的标识,包括进行查询比对判断，如区块哈希值，或根据函数f(x)倒推，经区块哈希值的部分字节判别，或区块对应的挖矿交易哈希值，或挖矿交易哈希值的部分字节，或挖矿交易id，挖矿交易名称。实际应用中还可以采用其他方式判断。

所述的交易组如实施例1种所述包括子交易个数、每个子交易签名、每个子交易及其哈希值、每个子交易的交易费。所述交易组哈希值为交易组的子交易个数和每个子交易哈希值。所述交易组哈希值若干字节为交易组的子交易个数和每个子交易哈希值若干字节。

所述第一区块除包括交易组外，还包括至少一个交易，所述交易组标识列表中包括挖矿交易，以及足以唯一识别交易组的标识，及足以唯一识别交易的标识。

如图6所示，所述向发送第二区块给第一区块链节点的节点请求获取包含有缺少的第二区块交易组标识列表中的交易之前，在判断出第一区块链节点缺少第二区块交易组标识列表中的交易之后，包括：

s301、判断交易缺失数量是否超过交易缺失占比阈值tr-th；

若是，则s302、向发送第二区块给第一区块链节点的节点请求获取整个第二区块的交易，缓存到第一区块链节点；

s303、验证第二区块；

s304、验证是否通过？

若验证通过，则s305、广播第二区块到除发送第二区块给第一区块链节点的节点以外，与第一区块链节点连接的的至少一个第二区块链节点；若验证不通过，则s306、不作处理，和/或向发送第二区块给第一区块链节点的节点发送第二区块验证不通过的消息；

若否，则s307、向发送第二区块给第一区块链节点的节点请求获取缺少的第二区块交易组标识列表中的交易，缓存到第一区块链节点，与第一区块链节点已缓存的第二区块的交易一起；执行步骤s303、s304、s305和s306。

所述步骤s307、向发送第二区块给第一区块链节点的节点请求获取缺少的第二区块交易组标识列表中的交易，缓存到第一区块链节点，与第一区块链节点已缓存的第二区块的交易一起，验证第二区块；

若验证不通过，则向发送第二区块给第一区块链节点的节点请求获取整个第二区块的交易，缓存到第一区块链节点，执行步骤s303、s304、s305和s306。

实施例3

一种区块广播系统，适用于区块链的挖矿节点，打包节点，非挖矿节点，和/或非打包节点，如图7所示，根据实施例1任一技术方案所述的一种区块广播方法，包括：

接收模块，用于接收第一区块或第二区块，或接收从发送第二区块给第一区块链节点的节点发送来的交易，和/或交易组；

区块判断模块，用于检测第一区块链节点是否存在第一区块，或第二区块；

还用于判断第一区块链节点是否缺少收到的第二区块交易组标识列表中的交易；

请求模块，用于向发送第二区块给第一区块链节点的节点请求获取包含有缺少的第二区块交易组标识列表中的交易，和/或交易组；

验证模块用于验证第一区块，或第二区块；

广播模块，用于广播第一区块或第二区块到除发送第一区块或第二区块给第一区块链节点的节点以外，与第一区块链节点连接的的至少一个第二区块链节点，及用于发送交易，和/或交易组。

如图8所示，当所述区块链节点为产生第一区块或第二区块的挖矿节点时，还包括：

区块打包模块，用于根据权利要求1所述的一种区块打包方法，打包形成第一区块，或，第二区块；

在区块打包模块打包形成第一区块后，区块判断模块，还用于判断第一区块的区块大小si与区块大小阈值th之间的关系，以便确定是否需要打包第二区块。

如图9所示，进一步地改进是，还包括缓存模块，用于缓存第一区块或第二区块及其交易，和/或交易组。

如图10所示，还包括记录模块，用于记录第一区块和发送第一区块给第一区块链节点的节点；或，记录第二区块和发送第二区块给第一区块链节点的节点。记录方法同实施例2或实施例4中所述。

所述区块判断模块还用于判断交易缺失数量是否超过交易缺失占比阈值tr-th。

实施例4

杭州复杂美33公链——chain33，具有低延时、高并发的核心技术特点，为进一步提高公链chain33性能，现提出一种区块打包方法、一种区块广播方法及其对应的系统，适用于chain33的挖矿节点，即区块打包节点，因chain33可兼容多种区块共识算法，但无论采用哪种共识算法，均涉及区块的打包和广播，对于本实施例提出的技术方案而言，不受共识算法的限定，均可推广使用。

节点w1、w2、w3是公链chain33上的任意三个挖矿节点，节点m1、m2、m3、、、、m26是公链chain33上的任意26个非挖矿节点，这三个挖矿节点和非挖矿节点之间互相连接。

gtx1、gtx2、gt3、gtx4和gtx5为区块高度为367的区块中的五个交易组，其中，交易组gtx1包括9笔交易tx11、tx12、tx13、tx14、、、tx18；交易组gtx2包括8笔交易tx21、tx22、tx23、tx24、、、tx29；交易组gtx3包括15笔交易tx31、tx32、tx33、tx34、、、tx315；交易组gtx4包括20笔交易tx41、tx42、tx43、tx44、、、tx420；交易组gtx5包括17笔交易tx51、tx52、tx53、tx54、、、tx517；交易tx1、tx2、tx3、tx4、、、tx8为区块高度为367的区块中的8笔交易。

以挖矿节点w1为例，说明区块高度为367的区块打包方法如下：将区块高度为366的区块哈希值、时间戳和默克尔树根的哈希值构造形成区块头；其中默克尔树的构造如图2所示，将交易组gtx1、gtx2、gt3、gtx4和gtx5中包含的子交易、挖矿交易miw1、以及交易tx1、tx2、tx3、tx4、、、tx8作为叶子节点，用于构建默克尔树，计算出默克尔树根的哈希值。

然后将区块头、区块大小si、以及交易组gtx1、gtx2、gt3、gtx4和gtx5中包含的所有子交易、交易个数(包括交易组的子交易，挖矿交易、以及区块中的交易)78、每个交易(包括交易组的子交易，挖矿交易、以及区块中的交易)签名、每个交易及其哈希值、每个交易的交易费打包成第一区块。

假设广播的区块大小阈值th设为100m,当区块大小si大于100m时，对第一区块进行改造，构造第二区块，第二区块包括第一区块的区块头、还包括区块大小si、交易个数78，交易组标识列表，含有交易哈希值的交易哈希值列表即：挖矿交易哈希值hash-miw1,交易组哈希值hash-gtx1、hash-gtx2、hash-gt3、hash-gtx4和hash-gtx5，对应为每个子交易的哈希值，即交易组哈希值hash-gtx1包括hash-tx11、hash-tx12、hash-tx13、hash-tx14、、、hash-tx18；交易组哈希值hash-gtx2包括8笔交易哈希值hash-tx21、hash-tx22、hash-tx23、hash-tx24、、、hash-tx29；交易组哈希值hash-gtx3包括15笔交易hash-tx31、hash-tx32、hash-tx33、hash-tx34、、、hash-tx315；交易组哈希值hash-gtx4包括20笔交易hash-tx41、hash-tx42、hash-tx43、hash-tx44、、、hash-tx420；交易组哈希值hash-gtx5包括17笔交易hash-tx51、hash-tx52、hash-tx53、hash-tx54、、、hash-tx517；交易哈希值hash-tx1、hash-tx2、hash-tx3、hash-tx4、、、hash-tx8。

挖矿节点w1对区块高度为367的第一区块进行广播，广播第一区块给与挖矿节点w1连接的挖矿节点w2和w3，以及节点m1、m2、m3、、、、m26。这些节点(此处以节点m3来说明)收到区块高度为367的第一区块后，记录第一区块哈希值、以及挖矿节点w1；因为这是区块高度为367的第一区块由挖矿节点w1打包后，第一次被广播到其他节点，所以节点m3上肯定不存在该区块；那么节点m3缓存该区块并验证，如果验证通过，节点m3将区块高度为367的第一区块广播到除挖矿节点w1以外，与节点m3连接的其他区块链节点，比如，挖矿节点m2、m3；节点m1、m2、m4、、、、m26。如果验证不通过，不作处理，或向挖矿节点w1发送区块高度为367的第一区块没有验证通过的消息。

假设节点m2在与节点m3同一时间收到了挖矿节点w1发送区块高度为367的第一区块，并验证通过；此时，区块m2又收到挖矿节点w1发来的该区块，记录该区块哈希值，以及节点m3；节点m2检测到已存在该区块，则将该区块广播给除挖矿节点w1和节点m3以外，与节点m2连接的节点。

为进一步减小广播区块的大小，对交易组标识列表进行改造，交易组标识列表保存的是第一区块中的每个交易组哈希值若干字节及每个交易哈希值若干字节时，类似表3所示，比如函数f(x)用于实现从交易组哈希值中取若干字节的作用，具体是取哪些字节，可根据实际需要来确定；因挖矿交易除区块链的挖矿节点外，其他非挖矿节点不存在挖矿交易，所以不论含有交易哈希值的交易哈希值列表，还是含有交易哈希值若干字节的交易哈希值列表，都必须包含完整的挖矿交易内容及其哈希值。

含有交易哈希值若干字节的交易哈希值列表即：挖矿交易哈希值hash-miw1,交易组哈希值f(hash-gtx1)、f(hash-gtx2)、f(hash-gt3)、f(hash-gtx4)和f(hash-gtx5)，对应为每个子交易的哈希值，即交易组哈希值f(hash-gtx1)包括f(hash-tx11)、f(hash-tx12)、f(hash-tx13)、f(hash-tx14)、、、f(hash-tx18)；交易组哈希值f(hash-gtx2)包括8笔交易哈希值f(hash-tx21)、f(hash-tx22)、f(hash-tx23)、f(hash-tx24)、、、f(hash-tx29)；交易组哈希值f(hash-gtx3)包括15笔交易f(hash-tx31)、f(hash-tx32)、f(hash-tx33)、f(hash-tx34)、、、f(hash-tx315)；交易组哈希值f(hash-gtx4包括20笔交易f(hash-tx41)、f(hash-tx42)、f(hash-tx43)、f(hash-tx44)、、、f(hash-tx420)；交易组哈希值f(hash-gtx5)包括17笔交易f(hash-tx51)、f(hash-tx52)、f(hash-tx53)、f(hash-tx54)、、、f(hash-tx517)；交易哈希值f(hash-tx1)、f(hash-tx2)、f(hash-tx3)、f(hash-tx4)、、、f(hash-tx8)。

为了防止区块的重复广播，挖矿节点w1对区块高度为367的第二区块进行广播，广播第二区块给与挖矿节点w1连接的挖矿节点w2和w3，以及节点m1、m2、m3、、、、m26。这些节点(此处以节点m3来说明)收到区块高度为367的第二区块后，记录第二区块哈希值、以及挖矿节点w1；因为这是区块高度为367的第二区块由挖矿节点w1打包后，第一次被广播到其他节点，所以节点m3上肯定不存在该区块；那么节点m3缓存该区块。分2种情况说明。

一、广播的是含有交易哈希值的交易哈希值列表的第二区块

节点m3判断是否缺少所述含有交易哈希值的交易哈希值列表中的交易；如果否，则验证第二区块，若验证通过，则向除挖矿节点w1外的其他节点广播第二区块；若验证不通过，不作处理，或向挖矿节点w1发送区块高度为367的第二区块没有验证通过的消息。

如果节点m3判断缺少所述含有交易哈希值的交易哈希值列表中的交易；假设交易缺失占比阈值tr-th为3/4，此处又存在两种情况需要分别说明：

第一种情况，假如节点m3上缺少交易组gtx5,以及交易tx1-tx5，即交易缺失数量占比0.28没有超过交易缺失占比阈值3/4，向挖矿节点w1获取缺少的第二区块的交易组gtx5,以及交易tx1-tx5，缓存到节点m3上，重复上述过程进行验证。在这种情况下如果验证没有通过，则向挖矿节点w1获取整个第二区块的交易信息内容，缓存到节点m3上，重复上述过程进行验证。

第二种情况，假如节点m3上缺少交易组gtx1-gtx4,以及交易tx1-tx8，即交易缺失数量占比0.77超过交易缺失占比阈值3/4，向挖矿节点w1获取整个第二区块的交易信息内容，缓存到节点m3上，重复上述过程进行验证。

二、当广播的是含有交易哈希值部分或若干字节的交易哈希值列表的第二区块，那么与上述过程不同之处在于，判断节点m3是否缺少第二区块交易哈希值列表中所列交易时，需要根据函数f(x)的规则对节点m3本地的交易哈希值与第二区块交易哈希值列表中所列交易进行比对分析，从而判断出节点m3是否缺少第二区块中所列的交易。

假设节点m2在与节点m3同一时间收到了挖矿节点w1发送区块高度为367的第二区块，并验证通过；此时，区块m2又收到挖矿节点w1发来的该区块，记录该区块哈希值，以及节点m3；节点m2检测到已存在该区块，则将该区块广播给除挖矿节点w1和节点m3以外，与节点m2连接的节点。

实施例5

一种设备，所述设备包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如以上所述的方法。

一种存储有计算机程序的存储介质，该程序被处理器执行时实现如以上实施例1所述的方法。

图5为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。

如图5所示，作为另一方面，本申请还提供了一种设备500，包括一个或多个中央处理单元(cpu)501，其可以根据存储在只读存储器(rom)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(ram)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram503中，还存储有设备500操作所需的各种程序和数据。cpu501、rom502以及ram503通过总线504彼此相连。输入/输出(i/o)接口505也连接至总线504。

以下部件连接至i/o接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；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507；包括硬盘等的存储部分508；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509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至i/o接口505。可拆卸介质511，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510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508。

特别地，根据本申请公开的实施例，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，本申请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实施例描述的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511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。