[发明专利]一种具有可拓展分布式账本的异构并行区块链结构

说明书

本发明公开了一种具有可拓展分布式账本的异构并行区块链结构，对原有的效率较低的数据结构进行创新改进，实现多条区块链高性能运行，构建全新基于区块链与数字身份技术的可拓展、多业务、异构数据结构分布式账本。针对异构区块链实现并行的相关组成、配置和功能进行整合与优化，提出了异构并行区块链结构，在三条预期整合的区块链特色基础上实现异构并行可用、自主可控管理，打造了全新数字身份机制，实现整体数据主权建设与维护，增强分布式账本整体的数据隐私安全与个人隐私权利保护。并且，通过引入文件系统区块链来提高分布式账本对多媒体文件数据存储的支持，提高整体可拓展分布式账本数据的数据多样化与存储格式支持能力。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，特别地，涉及一种具有可拓展分布式账本的异构并行区块链结构。

背景技术

分布式账本是一种在指定成员之间通过特定方式保证成员之间数据共享、数据同步、数据交互的多点数据库的数据存储方式，分布式账本技术依赖于相应的点对点网络，没有中心管理员或者集中式存储，基于特有的共识原则和协商方法，对账本针对的业务对象的状态数据或者是引起状态变化的交易事务进行记录，而也正是通过这些共识原则，来保证网络内各个节点之间记录数据的一致性。区块链技术，也被称之为去中心化分布式账本技术，是一种基于通信网络并且让交易网络的参与方共同参与“记账”，共同维护一份完整公开的账本数据库的新技术。由于区块链技术具有去中心化、公开透明、信息防伪的特性，使得区块链技术在众多领域中具有广泛的应用。特别是在构建金融交易体系或者是信用体系中，由于信息不可恶意篡改，并且支持公开查询和重复验证，因此在金融场景下将成为构建交易合约的首选工具和主流方向。

当前分布式账本数据存储技术基本依赖于分布式账本的数据架构设计与数据存储形式的设计，从而进行多方节点之间的数据共同存储。通过构建逻辑层面上的“账本”这一概念，将相关的业务对象的数据事实或者导致数据事实变化的交易事务记录在账本上。并且支持通过特定关键信息来识别、检索、更新储存在各种数据库媒介内的账本中的事实以及其他相关有价值的信息。当前技术下，分布式账本数据存储技术通常依赖于区块链中区块的数据结构设计，较好的区块结构才能满足数据的快速存储、交易的快速核验、信息的快速定位与查询，区块结构很大程度上决定了分布式账本的运行效率与数据业务处理效率。具体来说，分布式账本中的区块链这一结构，是用于存储所有参与维护分布式账本节点所产生或涉及的交易事务日志的合集，用于记录导致当前业务对象状态变化的所有变化记录。所有的状态变化的交易事务会被排序、整合、嵌入在一个个的数据块(Block)内，然后进一步整合成区块链。这些储存的状态变化事务可以让我们能够了解导致当前业务对象状态的变化历史。需要注意的是，区块链将会记录所有的交易事务日志，它并不是一个不断维护更新的记录方式，而是一个不断增加迭代的日志记录方式。因此区块链上的所有数据将不会被更改。从数据存储层面来说，分布式账本的数据存储取决于区块的数据结构以及相应的使用流程，通过将相应的交易事务日志记录生成文件，再通过序列化方式将文件转化为易于存储与读取的文件形式，将相应的业务数据真正地储存起来。如图1所示，在现有技术模式下，常见的区块结构设计主要包含三个部分：区块头、块数据与区块元数据。具体内容如下：

(1)区块头(Block Header)

区块头指的是一份区块数据文件中最开头的部分，包含区块编号、区块哈希值与前一区块的哈希值。区块编号用于确定当前区块处于区块链中的序列，便于标示与读取，以及对区块定位从而进行相关操作；区块哈希值则用于快速验证本区块的内容一致性，同时为区块的链状结构提供下一区块的参考依据；前一区块的哈希值则用于将本区块与上一区块联系起来，从而形成关联关系以及逻辑上的链状结构，保证区块之间的稳定序列不会被外部攻击者恶意篡改。这些部分是通过加密散列算法计算区块的数据从而在内部派生的。它们确保每个块都与它的相邻块不可分割地联系在一起，最终形成一个不可变的交易事务日志账本。

(2)块数据(Block Data)