[发明专利]用于并行验证区块链交易的系统和方法

说明书

一种计算机实现的方法，用于验证节点的网络中节点处的区块，所述节点实现符合区块链协议的区块链。区块链协议可以是比特币协议或其它。所述方法包括：串行地确定在多个交易的每个交易中，每个被引用为输入的未花费的交易输出是唯一的，并且基于所述确定，将所述多个交易中的每个交易分配到两个及两个以上并行处理器中的一个，以及由两个及两个以上并行处理器并行地验证所述多个交易中的交易是否符合交易级验证标准。所述节点还确定所述区块满足区块级验证标准。如果所述交易符合所述交易级验证标准，并且所述区块符合所述区块级验证标准，则所述区块被视为有效，并且所述节点将所述区块转发到网络中的一个或多个对等节点。

技术领域

本发明主要涉及区块链交易，具体涉及能够在区块链网络中快速验证和传播区块的方法和设备。

背景技术

在本文中，使用术语“区块链(blockchain)”来包括所有形式的电子的、基于计算机的分布式分类账(distributed ledgers)，包括但不限于区块链和交易链技术、许可及未许可的分类账、共享分类账及其变型。虽然也已经提出并开发了其他区块链实施方案，但是区块链技术最广为人知的应用是比特币分类账(Bitcoin ledger)。虽然出于方便和说明的目的，本文中涉及的是比特币(Bitcoin)，但应当指出的是，本发明不限于与比特币区块链一起使用，其他的区块链实现和协议也落入本发明的范围内。

区块链是基于共识的电子分类账，该分类账实现为由区块组成的基于计算机的去中心化的分布式系统，而区块由交易组成。每个交易(TX)是对区块链系统中参与者之间的数字资产的控制的转移进行编码的数据结构，包括至少一个输入和至少一个输出。每个区块包含前一区块的散列，如此，这些区块被链接在一起，以创建一个永久的、不可更改的所有交易的记录，这些交易自区块链诞生之始写入区块链。交易包含小程序，这些小程序称为脚本，嵌入至所述交易的输入和输出中，这些小程序指定了如何以及由谁来访问交易的输出。在比特币平台上，这些脚本是使用基于堆栈的脚本语言编写的。

接收新交易的网络节点将迅速尝试将该交易推送到网络中的其他节点。在将新交易传输到其他节点之前，它会被“验证(validated)”，这意味着将根据一组标准对新交易进行检查，以确保该交易符合根据适用协议进行适当交易的基本要求。

为了将交易写入区块链，节点(“矿工(miner)”)将该交易合并到一个区块中，该节点旨在收集交易并将所述交易形成区块。然后，矿工试图完成与该区块相关的“工作量证明(proof of work，简称“PoW”)”。整个区块链网络中的矿工竞相成为第一个收集交易区块并完成该区块相关工作量证明的人。成功的矿工将其已确认的区块添加到区块链中，并且该区块通过网络传播，以便维护区块链副本的其他节点可以更新其记录。接收区块的节点还“验证”该区块及其中的所有交易，以确保其符合协议的正式要求。例如，接收新区块的节点可以检查以确认区块数据结构遵守适用的句法规则，该区块具有符合年限要求的时间戳，该区块在规定的大小限制内，以及其他此类标准。所述节点还确认该区块中的每个交易都是有效的。在比特币核心客户端的检查区块(CheckBlock)和检查区块头(CheckBlockHeader)功能中定义了适用于比特币协议的示例标准。

验证交易的标准可能很长。例如，比特币协议中适用的条款可以在比特币参考客户端的接受存储池(AcceptToMemoryPool)、检查交易(CheckTransaction)和检查输入(CheckInputs)功能中详细查看。

与区块链实施相关的潜在瓶颈之一是节点完成区块验证(包括验证区块中的所有交易)所花费的时间。延迟可能会妨碍并阻碍使用区块链进行快速、大量的处理。此外，当工作量证明(PoW)网络中的矿工在完成自己的工作量证明之前收到区块已经完成的通知时，该矿工放弃努力并开始尝试构建下一区块。因此，缓慢的验证意味着矿工继续努力，而这种继续努力是不必要的。挖掘(mining)是一种处理器和能源密集型活动，因此浪费的挖掘工作在资源方面是昂贵的。