[发明专利]一种基于区块链分片的交易管理系统及方法

权利要求书

1.一种基于区块链分片的交易管理系统，其特征在于，包括交易分片模块、路由设计模块、交易保护模块和交易模块；

所述交易分片模块根据交易类型将区块链进行交易分片，将区块链节点按需分配至每个交易分片中，同时在每个交易分片中构建虚拟节点对交易分片进行管理；

所述路由设计模块用于对交易分片产生的交易数据选择存储路径，设计交易数据传输的路由机制，完成交易数据的安全存储和发送；

所述交易保护模块用于对正在交易的数据信息进行加密保护，在进行交易前，对数据进行加密，在交易到达目的地时，为交易数据进行安全解密；

所述交易模块用于对交易过程进行实时监控，并在固定时间间隔内向整个交易路径广播交易完成状况，提醒该交易路径进入忙时等待状态；

所述交易分片模块包括区块链分片单元、节点分区单元和虚拟构建单元；

所述区块链分片单元用于对交易进行分片，并将分片后的交易数据放置不同区块链单元中进行存储；

所述节点分区单元根据所述区块链单元中交易数据的长度对节点进行划分，并按照节点分区顺序向区块链单元中随机位置插入标识节点，对当前区块链单元中的交易分片和节点的所处位置进行标识；

所述虚拟构建单元用于生成交易发送方的虚拟地址和虚拟随机密钥；

所述虚拟地址利用哈希散列处理生成，将交易发送方的IP地址根据公式：

M_IP＝[f_u(IP)+K]modm；

其中，M_IP为加密后的虚拟地址，f_u为交易发送方u的随机哈希散列函数，IP为交易发送方IP地址，K为随机产生的哈希散列浮动值，m为交易发送方IP地址长度；

所述路由设计模块包括存储路径选择单元、路由机制选择单元和交易数据云端备份单元；

所述存储路径选择单元将所述虚拟构建单元生成的虚拟地址在交易网络中进行广播，交易发送方收到应答后，将发出应答消息的网络地址作为交易接收方地址，同时交易接收方对当前路径和交易发送方地址进行存储；

所述路由机制选择单元确定交易发送方地址后，选择适配路由机制将交易发送方和交易接收方之间的所有通路建立连接，将所有通路中依次放入交易数据分片，同时将所有通路中的第一片交易数据分片进行发送；

所述交易数据云端备份单元，当第一片交易数据分片被交易接收方接收后，所述交易数据云端备份单元将所有交易数据传输相关信息上传至云端进行备份存储，所述交易数据传输相关信息包括存储路径选择单元内的存储信息、完成一次交易数据分片发送所需时间、通路允许通过最大分片长度、通路响应时间和通路时延；

所述交易保护模块包括加密保护单元和解密保护单元；

所述加密保护单元包括地址加密单元和数据加密单元，所述地址加密单元用于在进行交易前，生成一对公私钥，从公钥衍生出相应的加密后的虚拟地址，所述数据加密单元用于对所有交易数据分片的具体内容通过私钥加密，并在交易过程中设置定时重新加密；

所述地址加密单元通过系统指定双曲线生成长度为32位的私钥，将32位的私钥映射为长度为65位的公钥，形成密钥对(K_S,K_G)，其中K_S为私钥，K_G为公钥，对公钥进行哈希散列处理后取处理结果的后20位，生成加密后的地址；

私钥映射为公钥根据公式：

其中，K_G为公钥，f_u为交易发送方的随机哈希散列函数，e为系统指定双曲线的离心率，为系统指定双曲线的准线方程，将私钥经过哈希散列处理后映射至双曲线得到公钥；

所述数据加密单元利用32位私钥对交易数据进行多轮置换加密，同时将加密后的密文和公钥发送至交易接收方；

所述对交易数据进行多轮置换加密，根据公式：

其中，P_n为经过n次置换加密后的交易数据，P_n-1^-1为第n-1次置换的逆运算，K_S为私钥，⊕为不进位加法；

所述解密保护单元当交易接收方接收到第一片交易数据后，通过公钥进行地址验证，地址验证通过后，向交易发送方发出继续交易应答，随后对交易数据内容根据公钥解密私钥，通过私钥解密交易数据。