【專利解密】“缺哪發哪” 騰訊實現高效率區塊鏈網絡結構及方法

【嘉勤點評】騰訊發明的區塊鏈網絡的數據處理方案中，實現了“缺哪些區塊就重新發哪些區塊”的效果，不僅提高了區塊備份效率，也提高了區塊鏈中網絡資源利用率。

在常見的區塊鏈網絡比如以太坊中，區塊鏈網絡中節點之間通過廣播心跳形式相互同步區塊，通常是區塊高度落后的節點向區塊高度領先的節點拉取區塊以進行區塊同步。

對于區塊鏈網絡的結構而言，其中通常都包括有數據存儲節點和數據備份節點，數據備份節點需要從數據存儲節點處拉取區塊以實現區塊同步，根據所存儲區塊的區塊高度來看，區塊鏈網絡中任意一個節點在某個時刻可以是數據存儲節點，在其他時刻也可以是數據備份節點。

現有技術中區塊鏈網絡的區塊備份大致流程為：數據存儲節點按照順序向數據備份節點推送區塊，數據備份節點依據區塊連續性依次確認已接收到的區塊，只有當前區塊的前一個區塊已被確認接收后，當前區塊才能進行接收確認。

也就是說，在現有的方案中，只要有一個中間區塊沒有被確認，數據存儲節點會一直重復向備份節點傳輸該區塊，在該中間區塊之后的區塊均不能被確認接收。由此可見，這種區塊備份方法的效率比較低，同時也降低了網絡資源利用率。

針對該問題，騰訊在2021年10月11日申請了一項名為“區塊鏈網絡的數據處理方法、裝置、設備及存儲介質”的發明專利（申請號：202111178889.9），申請人為騰訊科技（深圳）有限公司。

根據該專利目前公開的相關資料，讓我們一起來看看這項技術方案吧。

如上圖，為該專利中發明的區塊鏈的結構示意圖，其中，區塊鏈中的第一個區塊稱為創世區塊，創世區塊包括區塊頭和區塊主體，在區塊頭中存儲有輸入信息特征值、版本號、時間戳和難度值，區塊主體中存儲有輸入信息。

同時，創世區塊還作為下一區塊的父區塊，在下一區塊中，同樣包括區塊頭和區塊主體，區塊主體中也包括有輸入信息，區塊頭中除了存儲當前區塊的輸入信息特征值、版本號、時間戳以及難度值外，還存儲有父區塊的區塊頭特征值。

以此類推，在該區塊鏈結構中，后一個區塊均以前一個區塊為父區塊，每個區塊的區塊頭中均存儲有其父區塊的區塊頭特征值，這樣使得區塊鏈網絡每個區塊中存儲的區塊均與父區塊中存儲的區塊存在關聯，保證了區塊中輸入信息的安全性。

如上圖，為該專利中基于上述提及的結構發明的區塊鏈網絡數據處理方法的流程示意圖，該數據處理方法由數據備份節點設備執行，該節點設備可以對區塊鏈網絡中的數據進行備份。首先，該區塊鏈系統會獲取從數據存儲節點接收到的多個區塊，這些區塊按照連續性被劃分為第一類區塊集和N個第二類區塊集，根據上述介紹的結構，我們知道，這里的第一類區塊集也就是創世區塊。

其次，基于第一類區塊集生成第一接收確認信息，并基于N個第二類區塊集生成第二接收確認信息，第一接收確認信息用于指示數據備份節點已從創世區塊開始累積接收到M個區塊，這種接收確認的機制，可以提高區塊備份的效率，也有利于提高網絡資源的利用率。

最后，將第一接收確認信息和第二接收確認信息發送至數據存儲節點，以指示數據存儲節點基于第一接收確認信息和第二接收確認信息確定需要重新發送的目標區塊，并向數據備份節點重新發送目標區塊，從而完成區塊的同步。

以上就是騰訊發明的區塊鏈網絡的數據處理方案，在該方案的數據處理過程中，數據備份節點不是按照區塊連續性逐個確認區塊的，而是可以確認任意一段連續的區塊，從而實現了“缺哪些區塊就重新發哪些區塊”的效果，不僅提高了區塊備份效率，也提高了網絡資源利用率。

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