[发明专利]一种区块链实验系统及管理方法

说明书

本发明提供种区块链实验系统，包括管理服务器、一台或多台实验服务器以及用于为所述区块链实验系统提供容器镜像的容器镜像仓库，其中，所述管理服务器上配置有监控子系统，用于负责对应区块链实验网络的部署、停止、清理以及实验数据收集与处理；所述实验服务器基于所述监控子系统的控制，根据区块链实验需求自动部署有一个或多个代理机，其中，每个代理机包括一个代理子系统对应的容器和一个区块链节点对应的容器，所述代理子系统对区块链节点进行动作控制和实验数据的采集。本发明其采用主从架构和容器虚拟化技术，能够在区块链新技术的实验管理过程中自动化进行并行快速部署、减少运维工作、进行实验数据采集收集、进行全网监控，具有通用性、平台无关性和可扩展性等优点。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体来说，涉及区块链扩展性研究技术领域，更具体地说，涉及一种用于区块链投入生产之前对其进行实验验证的区块链实验系统及管理方法。

背景技术

区块链是一种以密码学算法为基础的分布式账本技术，相对于传统的中心化存储方式，它使用共识算法保证节点间数据的一致性；相对于分布式数据库，它利用基于密码学算法、哈希链及时间戳机制保证数据的可追溯、不可篡改的特性，保证“价值”在公共网络上安全转移。

区块链作为热点技术被多个领域研究和实践，但是研究结果需要经过多节点实验验证其正确性以及其他各项指标才能投入生产。区块链作为一个拜占庭容错的系统，其依赖的不仅仅是其块链结构和密码学原理，同时也因为其作为一个多节点的分布式系统，所有全节点都可以对接收到的区块进行验证。全节点对接收到的区块的区块头的时间戳、默克尔树根、块头哈希进行检查，对区块体中的交易执行合法性验证，只有检查和验证全部通过的区块才会被接受。另外，轻节点也使用默克尔路径验证交易的存在性。正是因为多方的诚实节点可以对收到的区块进行验证，区块链达成共识，区块链系统的交易历史才不会被轻易篡改。在节点少、参与方少的区块链系统中，共识链很容易能被某一方的恶意节点们从某个历史区块分叉，从而将已经存在的交易历史覆盖。因此对于区块链新技术的研究过程中，仅进行单节点的实验或者少量节点的实验是不充分的，即使这种区块链上线初期能够正常运转，但是长期来看，随着系统规模不断增大，程序错误和安全攻击的风险会与日俱增。所以，在区块链投入生产前进行大规模多节点的实验，以更加接近生产环境的方式验证区块链新技术的功能、性能、安全性和可靠性是必须的。

现有技术下，并没有一套成熟的区块链实验系统能够完成在区块链大规模多节点实验过程中的部署、监控等自动化实验管理功能，大部分区块链实验中，实验人员一般都是手动部署区块链节点。因此，在区块链的研究和实践中，迫切需要一套能进行大规模多节点区块链网络部署和实验管理的自动化系统。

目前区块链大规模多节点实验管理中遇到的问题主要包括以下几个方面：

首先，在区块链实验网络多节点自动化部署和实验数据采集收集上缺少相关成体系的方法。不同实验人员负责的不同课题针对不同类型区块链会采用不同的方式部署，其中，针对复杂和大规模部署方案，实验人员会编写一些脚本和程序进行部署，但是这些脚本和程序面对实验任务变化或者被实验的区块链种类发生变化都无法快速应对，有时候甚至需要重写。因此需要一套更通用的流程来覆盖区块链实验的全生命周期。

其次，不同实验机器的操作系统发行版本和内部运行环境不同导致运维工作过多，因为不同的实验机器的系统时间需要保持一致。同时对于运行不同操作系统发行版本的远程物理服务器(例如CentOS、Debian或者视窗操作系统)，为了编译和运行区块链节点(例如C++版本的以太坊)，需要给它们安装不同的适配操作系统的依赖(例如对于其中之一的openssl-devel，Debian系Linux系统需要使用“apt install–y openssl libssl-dev”命令,而CentOS系Linux系统需要使用“yum install-yopenssl-devel”命令，视窗操作系统需要下载安装包并运行安装。)，且由于依赖经常不止一项，如果全部机器需要根据服务器操作系统安装上对应依赖，运维成本将急剧提高。