[发明专利]优化区块链网络上的数据交易和验证

说明书

临时区块链代理服务器通过聚合请求中的散列数据，并将聚合散列数据作为一个单一请求发送到区块链网络，来整合多个向区块链添加数据的单独请求。区块链网络使用聚合散列数据向区块链添加一个新区块，并将新区块的交易标识符返回给临时区块链代理服务器，后者将交易标识符传回给所有请求者，然后他们可以直接使用区块链网络使用交易标识符来验证散列数据。临时区块链代理服务器对所有传入的请求进行缓冲，直到其中一个待处理的请求到达发送时间点，该发送时间点是区块链网络延迟加上保证验证时间之前的缓冲时间。然后，将所有传入请求被合并，作为一个单一交易发送到区块链网络。分等级的验证时间服务被启用。

技术领域

本发明涉及区块链网络，特别涉及使用区块链网络的数据验证。

背景技术

区块链技术已广泛用于加密货币，如比特币。区块链技术可以实现无需信任的、去中心化的公共分类账，可以查询该分类账以验证交易。然而，比特币每秒只能增加大约5笔新交易，且可以有60分钟的延迟来确认交易。每笔交易的成本可能是2美元，这对于许多商业应用来说太昂贵了。

图1显示一个区块链。数据记录或区块304、305、306以链的形式链接在一起，以形成分布式账本，该分布式账本在许多计算机节点上复制，这些计算机节点执行共识或其他验证方法，以确保区块未被改变。

每个区块304、305、306包含时间戳、数据、该链中前一个区块的加密散列值(hash)、和当前区块的散列值。当前区块的散列值是通过在生成新散列值时包含先前区块的散列值而生成的。时间戳证明了数据在区块创建时已经存在。

例如，区块305包含HASH_4，它是前一个区块304的散列值，将区块305链接回区块304。下一个区块306包含区块305的HASH_5，以及它自己的散列值HASH_6。因此，这样就形成了一个由先前区块的散列值组成的区块链。这些散列值在没有被管理区块链的分布式计算网络检测到的情况下，不能被改变，从而提供了数据的安全性和持久性。区块链节点可以执行各种共识算法和协议，以确保先前的区块不能被改变，并且任何被改变的区块都会被检测和删除。当2个新区块同时添加到现有链上时，分叉算法(forking algorithms)可以选择其中一个区块进行链上传播，而另一个分叉区块则成为死胡同或孤儿区块。

区块中的数据可以包括交易数据，该交易数据为了安全而被散列，并被编码到诸如默克尔树的数据结构中。区块可以被数字签名，例如使用加密私钥，以便可以使用匹配的公钥来验证数据。

虽然诸如比特币的非许可或开放区块链很常见，但私有或许可区块链如Hyperledger更快，每秒允许数百次交易，每笔交易的成本比比特币低得多。这些区块链网络的成本较低，可以实现一系列对成本敏感的商业应用。

图2显示了一个使用区块链网络来验证数据的商业应用。物联网(IoT)车队跟踪和监控系统被用于跟踪数千辆卡车。每辆卡车将定期(例如每秒)向服务器即IoT数据提供者102发送其GPS坐标。然后，这些GPS坐标可以从IoT数据提供者102发送到IoT数据消费者104。但是，通过互联网发送的数据容易被黑客攻击。

相反，IoT数据提供者102生成GPS坐标数据的加密散列值，并将该数据签名发送到区块链网络106。区块链网络106将该数据签名添加到区块链中，并将交易标识符TxID发送回IoT数据提供者102，以确认该数据签名已成功添加到区块链中。IoT数据提供者102将此TxID和GPS坐标数据发送给IoT数据消费者104。

IoT数据消费者104可以通过向区块链网络106发送TxID来验证GPS坐标数据，区块链网络106使用TxID来定位由IoT数据提供者102发送并由区块链网络106存储的数据签名。在从区块链读取数据签名后，区块链网络106将此数据签名发送回IoT数据消费者104。IoT数据消费者104可以生成GPS坐标数据的加密散列值的本地副本，并将此本地散列值与从区块链网络106收到的散列值进行比较。如果散列值匹配，则GPS数据有效。