一种基于公有链的区块图及其多币种融合交易系统/方法

1.本发明涉及一种基于公有链的区块图及其多币种融合交易系统/方法，属于区块链技术领域。


背景技术：

2.区块链是去中心化的技术，它通过密码学方法让网络中的所有节点共同拥有、管理和监督数据，具有不可伪造、不可篡改、可追溯等特点。虚拟货币作为区块链技术最典型的应用，大大降低货币发行、流通、使用等环节的成本，符合当前飞速发展的电子支付潮流。但随着虚拟货币的发展，传统的区块链链式结构不能适应越发复杂的交易关系。以比特币为例，比特币是传统单币种交易，规则简单，只支持单币种交易，存在与其他币种难以实现交易的问题。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种基于公有链的区块图，建立图的数据结构，进一步地提供了一种基于公有链的区块图及其多币种融合交易系统及方法，依托区块图结构，在保证安全性和去中心化的前提下，解决了传统区块链链式结构不能处理多币种交易的问题。
4.本发明的技术方案是：一种基于公有链的区块图，由物理区块账本、映射集群、关系集群组成；
5.物理区块账本，用于存储物理区块；
6.映射集群，用于存储区块节点；
7.关系集群，用于存储区块节点之间的节点关系。
8.所述物理区块由区块头和区块体组成；区块头内封装有时间戳、当前区块哈希值、数据哈希以及标签；区块体内主要储存分级加密的数据信息，根节点的哈希值即数据哈希存入区块头中。
9.一种基于公有链的区块图的多币种融合交易系统，包括客户端、基于智能合约构建的多币种融合交易网络，多币种融合交易网络包括共识验证模块、遍历服务模块和区块图；
10.客户端，用于对交易请求进行签名，并用于直接在多币种融合交易网络上发起、接收交易，管理用户的钱包；
11.共识验证模块，由共识验证节点组成，用于验证交易的合法性、调用遍历节点；如果客户端发起交易请求为新增交易请求，则用于将交易请求打包生成新的物理区块，并发送到区块图；
12.遍历服务模块，由遍历节点组成，用于根据智能合约分析的交易请求类型及交易类型，查询区块图中物理区块储存的信息或者查询新增区块节点和节点关系的位置；其中，交易请求类型包括查询交易请求、新增交易请求，交易类型包括同币种交易、跨币种交易；
13.其中，所述物理区块分为存储同币种交易和存储跨币种交易的物理区块。
14.所述区块头封装的数据哈希为交易哈希、标签为交易类型标签，区块体包含分级加密的交易信息，根节点的哈希值即交易哈希存入区块头中。
15.所述节点关系用于描述区块节点之间的业务驱动关系，有单向关系、双向关系以及无向关系。
16.一种基于公有链的区块图的多币种融合交易方法，所述交易方法采用基于公有链的区块图的多币种融合交易系统，包括步骤如下：
17.新增交易步骤：
18.共识验证节点检测到客户端新增一笔交易请求时，验证当前客户端的交易请求签名，若验证身份合法，智能合约确定交易类型，调用遍历节点，将区块图的物理区块中存储的客户端余额信息以及新增区块节点和节点关系的位置信息返回给共识验证节点；验证客户端余额是否满足交易条件：如果验证余额通过，共识验证模块将单币种和跨币种的交易请求通过共识机制打包生成物理区块并发送到区块图模型，如果验证不通过，则终止；其中，智能合约确定交易类型具体为：若交易币种类型相同，则通过智能合约分析为同币种交易；若交易币种类型不同，则通过智能合约分析为跨币种交易，跨币种交易需要分析支付币种与原有币种之间的汇率，并通过汇率计算支付币种价格；
19.查询交易步骤：
20.共识验证节点检测到客户端查询一笔交易请求时，验证当前客户端的交易请求签名，若验证身份合法，由共识验证节点向遍历节点发送业务查询请求，通过不同的查询交易请求查询区块图中物理区块中存储的交易信息来获取目标用户的交易数据，并返回给客户端。
21.本发明的有益效果是：本发明的区块图通过图的数据结构，对复杂业务场景提供支持，在不牺牲安全性和去中心化的前提下，提供了更强的可扩展性；再进一步基于该区块图构建多币种融合交易系统，同时基于该系统进行新增交易、查询交易，整个系统和对应的方法通过智能合约对多币种融合交易的复杂应用场景定制规则，并且通过区块图模型的结构，提高了区块之间的运行效率的同时，降低金融交易的风险以实现快速交易。
附图说明
22.图1为本发明的物理区块结构图；
23.图2为本发明的区块图构建架构图；
24.图3为本发明的区块图的结构示意图；
25.图4为本发明的多币种融合交易系统架构图；
26.图5为本发明的新增交易流程图；
27.图6为本发明的查询交易流程图；
28.图7为本发明用于多币种融合交易的物理区块结构图；
29.图8为本发明用于多币种融合交易的区块图。
具体实施方式
30.实施例1：如图1
‑
3所示，一种基于公有链的区块图，由物理区块账本、映射集群、关系集群组成；物理区块账本，用于存储物理区块；映射集群，用于存储区块节点；关系集群，
用于存储区块节点之间的节点关系。
31.进一步地，可以设置所述物理区块由区块头和区块体组成；区块头内封装有时间戳、当前区块哈希值、数据哈希以及标签；区块体内主要储存分级加密的数据信息，根节点的哈希值即数据哈希存入区块头中。时间戳用于记录当前区块的生成时间，当前区块哈希值是对时间戳、数据哈希与标签的加密哈希值，数据哈希用于对区块体中所有数据进行哈希加密区块头的标签可以区分区块的类别或属性，标签可以区分区块的类别或属性，由具体业务需求定义；所述物理区块的区块体主要将数据分组进行哈希运算，向上不断递归运算产生中间节点，储存在区块体中，最终的根节点即数据哈希存入区块头中。
32.再进一步地，所述物理区块账本用于存储物理区块，由数据打包生成物理区块，物理区块组成物理区块账本；所述映射集群用于接收物理区块通过映射机制唯一映射生成的区块节点，区块节点组成映射集群；所述节点关系组成关系集群。
33.如图4
‑
8所示，一种基于公有链的区块图的多币种融合交易系统，包括客户端、基于智能合约构建的多币种融合交易网络，多币种融合交易网络包括共识验证模块、遍历服务模块、区块图；
34.客户端，用于对交易请求进行签名，并用于直接在多币种融合交易网络上发起、接收交易，管理用户的钱包；发起交易可以包括发起查询交易、发起新增交易；新增交易表示增、改操作。
35.共识验证模块，由共识验证节点组成，用于验证交易的合法性、调用遍历节点；如果客户端发起交易请求为新增交易请求，则用于将交易请求打包生成新的物理区块，并发送到区块图；
36.遍历服务模块，由遍历节点组成，用于根据智能合约分析的交易请求类型及交易类型，查询区块图中物理区块储存的信息或者查询新增区块节点和节点关系的位置；其中，交易请求类型包括查询交易请求、新增交易请求，交易类型包括同币种交易、跨币种交易；当客户端新增一笔交易时，遍历节点将查询的信息返回给共识验证模块；当客户端查询一笔交易时，遍历节点将查询的信息返回给客户端；
37.区块图，由物理区块账本、关系集群和映射集群组成，物理区块账本用于存储物理区块，映射集群，用于存储物理区块通过映射机制生成的区块节点；关系集群，用于存储区块节点之间的节点关系；其中，所述物理区块分为存储同币种交易和存储跨币种交易的物理区块；将物理区块、区块节点、节点关系独立开，可以针对客户端不同请求进行数据调用，从而提高查询效率。
38.所述智能合约是部署在多币种融合交易网络上的协议，对交易过程中不同事件进行响应，自动执行合约内容，共识验证模块验证合法的交易请求后，若交易币种类型相同，则通过智能合约分析为同币种交易；若交易币种类型不同，则通过智能合约分析为跨币种交易，跨币种交易需要分析支付币种与原有币种之间的汇率，智能合约会调用共识验证模块将跨币种与同币种交易分别打包生成物理区块。
39.进一步地，可以设置所述物理区块由区块头和区块体组成，区块头封装有时间戳、当前区块哈希值、交易哈希、交易类型标签，区块体包含分级加密的交易信息，根节点的哈希值即交易哈希存入区块头中；所述物理区块的区块头封装有时间戳，用于记录当前区块的生成时间；当前区块哈希值，用于对时间戳、交易哈希以及区块标签进行哈希加密；交易
哈希，用于对区块体中所有交易请求进行哈希加密；交易类型标签，区分当前区块存储的交易信息是跨币种交易还是同币种交易，可用于查找和定位区块。所述物理区块的区块体主要将交易请求进行哈希运算，向上不断递归运算产生新的中间节点，储存在区块体中，最终的根节点即交易哈希存入区块头中。
40.进一步地，可以设置所述节点关系用于描述区块节点之间的业务驱动关系，有单向关系、双向关系以及无向关系。
41.一种基于公有链的区块图的多币种融合交易方法，所述方法步骤如下：
42.新增交易步骤：
43.共识验证节点检测到客户端新增一笔交易请求时，验证当前客户端的交易请求签名，若验证身份合法，智能合约确定交易类型，调用遍历节点，将区块图的物理区块中存储的客户端余额信息以及新增区块节点和节点关系的位置信息返回给共识验证节点；验证客户端余额是否满足交易条件：如果验证余额通过，共识验证模块将单币种和跨币种的交易请求通过共识机制打包生成物理区块并发送到区块图模型，如果验证身份不合法或者余额不通过，则终止；其中，智能合约确定交易类型具体为：若交易币种类型相同，则通过智能合约分析为同币种交易；若交易币种类型不同，则通过智能合约分析为跨币种交易，跨币种交易需要分析支付币种与原有币种之间的汇率，并通过汇率计算支付币种价格；
44.查询交易步骤：
45.共识验证节点检测到客户端查询一笔交易请求时，验证当前客户端的交易请求签名，若验证身份合法，由共识验证节点向遍历节点发送业务查询请求，通过不同的交易请求查询区块图中物理区块中存储的交易信息来获取目标用户的交易数据，并返回给客户端；如果验证身份不合法，则终止。
46.如图2、3，以物理区块1与物理区块2映射后的区块节点1与2为例，节点1与节点2为单向业务驱动关系，节点1指向节点2，即节点1为业务驱动方，节点2为业务被动方；
47.以物理区块2与物理区块3映射后的区块节点2与3为例，节点2与节点3为无向业务驱动关系，无箭头指向，即节点2与节点3既不是业务的驱动方也不是业务的被动方；
48.以物理区块3与物理区块7映射后的区块节点3与7为例，节点3与节点7为双向业务驱动关系，箭头指向为双向，即节点3与节点7均为业务的驱动方与业务被动方。
49.如图8所示，a、b、c为物理区块的交易类型标签，a类区块主要储存币种a之间的交易，b类区块主要储存币种b之间的交易，c类区块主要储存币种a与币种b之间的交易，a、b、c类区块节点为物理区块唯一映射的区块节点，当用户新增一笔交易，若是a币种之间的交易，则会被记录到a类区块中，若是币种a与币种b的跨币种交易，则会被记录到c类区块中；当用户查询一笔交易时，智能合约分析若是同币种交易，则遍历机制遍历同币种交易区块节点找到对应交易信息；若是跨币种交易，则遍历跨币种交易区块节点，找到对应的交易信息。
50.上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。