[发明专利]一种同构双模主副链的区块链系统及其区块生产方法

说明书

本发明公开了一种同构双模主副链的区块链系统及其区块生产方法，所采用的技术方案是一种兼顾分布式数据库服务的稳定性以及内部管理信息更新及时性的新型区块链技术架构。具体通过设计主副两个区块链指针，利用倍数难度关系的主副挖矿模式，回收废旧算力，将区块链拟合为一条逻辑上的主链和一条逻辑上的副链。其中主链上的主模式区块负责对外提供稳定的数据库服务，副链上的副模式区块负责对内提供及时更新的辅助信息挂载。本发明通过对区块链系统的结构优化，形成了一套逻辑上的双链结构，通过主链外服务、副链内管理实现了区块链稳定服务与快速产块能力的兼顾。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种同构双模主副链的区块链系统及其区块生产方法。

背景技术

互联网技术的应用逐渐向人类活动的各领域渗透。2008年11月1日，署名中本聪的作者发表论文，详细描述了如何创建一套不需要创建在交易双方相互信任的基础之上去中心化的电子交易体系，并将这套体系命名为比特币。随着比特币的诞生，其核心区块链技术一度成为科学研究的重点和各行业应用热点。

区块链技术的应用领域所涉及的行业广泛且具有极高的安全性要求，在应用环境中，区块链的安全被提升到了一个十分必要的高度。现有的区块链技术尽管不断得到研究、应用，却依旧存在着一定的局限，面临诸多挑战。

本申请发明人在实施本发明的过程中，发现现有技术的方法，至少存在如下技术问题：

现有的区块链系统，通常采用的方法是通过增大挖矿难度、控制新区块的产生速度，来解决现实网络环境的不稳定与网络时延的影响。然而，相比于传统数据库系统，更慢的区块产生速度意味着区块链系统数据更新的延缓。针对一些对时效性敏感且同时需要区块链系统不可篡改性保证的数据而言，不确定且偏长的产块时间期望将会给区块链系统的使用者造成极大不便。

由此可知，现有技术中存在稳定性与及时性的矛盾，即稳定性和及时性无法兼顾。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种同构双模主副链的区块链系统及其区块生产方法，用以解决或者至少部分解决现有技术中稳定性和及时性无法兼顾的技术问题。

本发明第一方面提供了一种同构双模主副链的区块链系统，包括数据层和共识层，

数据层设置双区块指针，采用两个存储区域分别存储上一个主模式区块的哈希值与上一个主模式区块后最新的副模式区块的哈希值；

共识层，通过双区块指针形成同构双模的主副链架构，包括逻辑主链和逻辑副链，且主模式下采用预设单链架构工作量证明难度更新机制，副模式下采用与主模式具有倍数关系的工作量证明难度更新机制，

其中，主模式下工作量证明难度更新时间的数学期望与主模式工作量证明难度更新周期D和主模式区块产生时间的期望T的关系为：

主模式工作量证明难度更新时间＝D×T

主模式下新难度的计算公式为：

新难度＝旧难度×(产生前D个区块的实际总时间/(D×T))

其中，旧难度用以表征上一时间片的难度，新难度用以表征下一时间片的难度；

副模式工作量证明难度的计算方式如下：

副模式工作量证明难度＝主模式工作量证明难度/K

其中，K为预设值；

主链上的主模式区块负责对外提供数据库服务，副链上的副模式区块负责对内提供及时更新的辅助信息挂载。

在一种实施方式中，共识层采用长链原则与唯一原则并存的分叉处理机制。

在一种实施方式中，采用长链原则与唯一原则并存的分叉处理机制具体包括：