[发明专利]一种适用于能源区块链的区块生成与交易验证方法

说明书

本发明涉及能源区块链领域，具体为一种适用于能源区块链的区块生成与交易验证方法。针对电能源交易有明显的热点账户，原有的区块生成方式使得区块链验证交易是否合法对于每个账户都需要相同的计算与存储成本，本发明通过对电能源交易场景进行针对性优化，通过改造merkle树组织形式，使得优先级高的账户在形成区块时距查询的根结点最接近，能够更快速地查找到，相较于现有技术，能够达到降低计算成本的目的，具有灵活简单，高实用性的特点。

技术领域

本发明涉及能源区块链技术，尤其涉及非对等的区块链数据交易验证技术。

背景技术

能源行业中的交易与比特币等传统去中心化的交易系统相比，有着大量交易集中发生在少数用户之间的特点，加之能源行业对安全性的严格要求，每一笔交易都需要足够信赖的用户背书，提供信用背书的用户被访问的频率远远大于普通用户。传统的区块链交易系统中，每一个用户都是完全对等的，验证每一笔交易都需要同样的验证路径，这种结构难以适应能源行业交易集中化的特点。并且，传统区块链交易系统难以快速合并交易，一旦交易发生错误，难以定位，从而导致运维困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种适用于能源系统的区块链的，在分布式交易系统中，体现关键角色的地位，在保证系统稳定的前提下，提高交易的验证效率以及减少存储资源的浪费的区块生成与交易验证方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种适用于能源区块链的区块生成方法，包括以下步骤：

步骤1：在所有参与能源交易的节点中在各选举周期内选举出唯一一个的记账节点；

步骤2：记账节点在记账周期到达时，统计当前待打包的区块所涉及的所有交易的账户状态，通过查找之前区块中的状态树对交易的合法性进行验证，剔除所有不合法交易后，将合法交易的账户的状态进行更新，将当前区块所涉及的账户的当前状态以各账户的公钥为键以梅克尔帕特里夏树的形式生成状态树，并将各账户的当前状态存储至数据库；所述状态包括交易的优先级、账户的余额、记录上一次该账户状态变动的区块的高度；

步骤3：记账节点对当前待打包的合法交易以交易接收方分组，每组内的交易按照优先级由高到低排序，将交易信息存储至当前区块，并更新状态树中的账户状态为交易后的账户状态；

步骤4：记账节点对每组内的交易按照优先级由低到高排序生成各交易接收方的交易链表：对组内优先级最低的交易计算第一个哈希Hash值，之后将后一个优先级的交易与最新已计算出的Hash值一起再计算Hash值，直至组合所有交易均参与完成hash值的计算；

步骤5：记账节点生成交易树：

5-1)记账节点取出所有交易链表中最后一个Hash值作为森林中的一个根结点，每一个根结点为一颗树；

5-2)在森林中选出优先级最小的两个根结点更新为一棵新树的左、右子树的子结点生成新树，且新树的根结点优先级为其左、右子树的子结点优先级之和，新树的根结点的Hash值为左、右子树的Hash值拼接后再计算Hash值；

5-3)判断当前森林中是否仅有一个根结点，如否，返回步骤5-2)，如是，将最终生成的树与各交易链表来共同形成交易树；

步骤6：将状态树的根结点Hash值、交易树的根结点Hash值、当前区块的区块头哈希值、上一区块的区块头哈希值、时间戳写入当前区块的区块头，并将本地生成的完整的交易树和状态树写入到本区块，完成此次记账周期的区块生成。

一种基于上述区块生成的交易验证方法，包括以下步骤：

步骤1：客户端从记账节点处获取交易所在区块的区块头，并根据区块头从数据库中获取账户的状态，获取需要验证的接收方账户的所有涉及交易；