[发明专利]区块链全网拆分方法与系统

说明书

本发明涉及一种区块链全网拆分方法，依据区块链网络的交易局部性特征，将全网划分为若干子网，拆分区块链全局数据形成子网数据，基于子网内的共识机制竞争创建新区块，并且分区存储子网数据，节省了存储资源和算力资源；使用节点多公钥地址方案和节点单公钥地址方案，解决了节点在不同子网的跨网移动和跨网转账交易问题。该方法基于区块链的核心协议，解决了区块链数据层的扩展性问题，同时没有引入额外的安全问题。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，涉及一种基于交易频率局部性特征的区块链全局数据在全网的均衡分布方法。

背景技术

近年，以比特币为代表的数字货币实践获得广泛关注，数字货币的底层技术平台是区块链(Blockchain)技术，区块链技术的本质是分布式数据库，该数据库保存历史交易数据，这个数据库被所有节点通过分布式一致协议共享。区块链技术的核心价值包括去中心化，分布式共识、非对称秘钥的签名和加密、时间戳，在节点无需互相信任的分布式系统中实现基于去中心化信用的点对点交易、协调与协作，从而为解决中心化机构普遍存在的高成本、信用垄断、可靠性依赖等问题提供了解决方案。具体的区块链的定义可描述如下：区块链是一种按照时间顺序将数据区块用类似链表的方式组成的数据结构，并以分布式共识和密码学方式保证区块链的数据全局一致、不可篡改和不可伪造的分布式去中心化账本，能够安全存储简单的、有先后关系的、能在系统内进行验证的数据。区块链的出现解决了数字货币的两大问题：双重支付问题以及拜占庭将军问题。区块链技术在金融、保险、支付、公证等领域有广阔的应用前景。

一般而言，区块链应用可以分为两类：

公有链(public blockchains)：所有节点都可以参与共识、竞争记账权。任何个体或者团体都可以发送交易，且交易能够获得该区块链的有效确认，数据公开。其特点是：中立、开放、交易速度慢、需要“挖矿”或类似共识机制，常用P2P网络，抗审查性高。

许可链(permissionedblockchains)：只有被许可的节点才能共识、竞争记账权并创建区块，包含私有链、联盟链、企业链等所有非公有链。数据可以公开或不公开。其特点是：交易速度快、不需要“挖矿”类的全网共识、交易成本低(交易只需几个许可节点验证即可)；可审查，会占据商业应用领域的主流。

当前，区块链技术并没有形成行业标准，基本的区块链的数据结构如图1所示。

区块链协议中的链式结构、交易信息的Merkle树和共识机制，保证了历史交易数据极难被篡改，其中的交易数据为本段时间内的交易单信息。

从创世区块开始，区块链历史账本数据中，包含了数字资产的首尾相接转账交易单构成的交易链条，上一个交易单的输出(out)成为当前交易单的输入(in)，当前交易单的输出(out)，又可以作为下一个交易单的输入(in)，每个交易单具有三项内容，分别是代表本交易单的哈希值、收入来源项内容和支出去向内容。其中收入来源内容包括前置交易信息和拥有者的签名和公钥，前置交易信息包含代表前置交易的哈希值和代表输出项的索引值。而支出去向内容则包括付款金额、代表收款方地址的哈希值和一个脚本；该脚本可以验证使用者的公钥地址与当前指向的公钥地址哈希值匹配，还要验证使用者的数字签名与使用者的公钥匹配，验证的算法都是基于非对称秘钥机制。

首尾相接的交易单数据(包含交易发送方的数字签名)经过脚本内容的验证为合法后，被不同时间戳的区块进行记录，构成首尾相接的区块链的数据主体。区块链网络的节点通过共识过程，竞争交易单的记账权，避免“双花”问题，避免历史交易数据被轻易篡改。