[发明专利]一种私有区块链的实现方法

说明书

本发明公开了一种私有区块链的实现方法。本发明通过对公开技术的合理组合应用，实现私有区块链，其特征是：去掉区块链中复杂的获取共识的过程，使用密码学知识保证区块链不可伪造不可篡改的特性。本发明的有益效果是降低区块链技术门槛，方便研究者和使用者能很容易的实现自己的区块链，并在节省资源方面做出较大进步。本发明结构简单，所有用到的技术都是成熟公开容易获取的。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体来说是一种私有区块链的实现方法。

背景技术

区块链是由节点参与的分布式数据库系统，它的特点是不可更改，不可伪造。

区块链是由一串使用密码学方法产生的数据块组成的，每一个区块都包含了上一个区块的哈希值，从创始区块开始连接到当前区块，形成块链。每一个区块都确保按照时间顺序在上一个区块之后产生，否则前一个区块的哈希值是未知的。

在链上的区块中，构成区块的除了交易数据，还有一个区块头，用于解释本区块数据，主要包括：本区块大小，区块内交易笔数，本区块哈希值，上一区块哈希值，生成区块的时间戳，默克尔树根。以及其他一些数据，比如难度系数证明，当然这在不同的区块链实现中可能不是必需的。而交易数据则是根据应用的不同，具有不同表现和形式。本区块哈希值是对区块头中除自己外的其他数据计算产生。

从区块链的定义中，有几个关键词：分布式数据库、不可篡改、不可伪造，下文将针对这个几个关键词，设计一种区块链的实现方法，本方法体现的是这几个关键词对应的特性，并不考虑其他衍生特性。

在区块链上产生区块的动作可以称作记账，记账权的争取是靠节点之间通过竞争的方式获得，比如比特币区块链中的工作量证明。其他区块链中使用的类似方法包括权益证明、投票等可以统称为获取共识。为了获得共识，从技术实现难度上对较多企业具有较高门槛，而在现实资源消耗上具有明显负面影响。

发明内容

本发明针对常见区块链的缺点，提出一种私有区块链的实现方法，其中去掉获取共识这个动作，通过固定或者临时指定记账节点来维持区块链的运作，并且使用密码学算法来确保私有区块链能实现其目标功能。

去掉获取共识这个动作，是基于如下论断：在一个交易活动中，共识是交易参与方必需达成的形态，非参与方是非必需的，并且是无需非参与方即可达成的。

当将多节点之间的共识转化为交易发生方之间的共识后，实现区块链的技术难点则转化为用户和区块链之间如何信任的问题。

为了解决这个问题，本发明采用如下的技术方案：

为了方便描述，假设区块链为一个系统，称呼为区块链系统，这个系统包含区块链和外围支撑装置，其中主要的支撑装置包括：区块生成装置，密钥管理装置。

区块链系统使用密钥管理装置生成自身的非对称密钥对，私密保存其中的私钥，公钥则提供下载方法共用户下载。

用户通过密钥管理装置申请非对称密钥对，用户私密保存其中的私钥，并将公钥发送给区块链系统保存。

用户上传个人公钥后，同时从区块链系统下载区块链系统公钥。

用户使用区块链的时候，首先组织本地数据，然后对数据计算哈希值，并使用私钥对哈希值签名，最后将本地数据和签名提交到区块链系统。在用户处理过程中，为了数据的保密性，可以对原始数据不限定方式加密；为了传输过程不被窃听，可以对传输过程中的数据用区块链系统公钥非对称加密。

区块链系统收到用户发送的数据后，使用保存的用户公钥验证数据和签名是否匹配，合法则将数据记录到本地数据库。然后对收到用户数据这个动作向用户做出响应，响应内容包含区块链系统对收到数据这个动作的签名。