一种二维区块链的制作方法

1.本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种二维区块链。


背景技术：

2.区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。区块链是一个公共账本、公开的数据库，同时也是一个点对点的协作网络。协作方(节点)共同维护数据，每个节点都有一份完整的数据备份，所有节点的数据内容必须完全一致，每个节点都可以在本地查找交易记录，每个节点也可以在本地添加交易。
3.merkle树是一种树(数据结构中概念的逻辑树)，通常称为merkle hash tree。组成merkle树的所有节点都是哈希值。默克尔树，用于高效汇总和验证大数据集的完整性。传统的区块链中，为了检验数据是否被篡改，通常采用的方法是为每个数据块做hash。在下载数据块内容之前，会先下载一个hash列表。把每个小块数据的hash值拼到一起，然后对这个长字符串在作一次hash运算，这样就得到hash列表的根hash。下载数据的时候，首先从可信的数据源得到正确的根hash，就可以用它来校验hash列表了，然后通过校验后的hash列表校验数据块。
4.然而要从可信的数据源得到正确的根hash的过程中也会面临安全攻击，使得可信数据源的根hash被篡改，从而给区块链的数据安全带来隐患。


技术实现要素：

5.为了解决上述的不足之处，本发明提供了以下技术方案：
6.一种二维区块链，所述二维区块链结构包括一个内容区块链和一个监督链；所述内容区块链中至少具备一个数据块，所述监督链与所述内容区块链相关联。
7.上述的二维区块链，所述内容区块链中每一个数据块包括一个块头，块头内容包括但不限于：父区块的hash，版本，时间戳，随机数，以及当前区块的merkel根。
8.上述的二维区块链，所述关联关系为所述监督链中的一个数据块与所述内容区块链中的至少一个数据块相关联。
9.上述的二维区块链，所述内容区块链中的数据块的块体blockbody包括一个merkel树，所述merkel树为二叉树；其叶子节点为各类需要存储的信息，每两个数据经过hash后形成父hash节点，每两个父hash节点再经过hash后形成上层父节点，直至到达merkle树根，如果叶子结点为奇数，则在最后一个叶子节点后面设置一个平衡用的叶子，构成平衡二叉树结构。
10.上述的二维区块链，所述监督链中的一个数据块与内容区块链中的m个数据块关联，m＝2
p
，p为自然数，所述监督链中的数据块体supblocki与所述内容区块链中的以下数据块相关联：{block
i
,block
i 1
,......,block
m
}，i为自然数。
11.上述的二维区块链，所述监督链中的每一块supblock包括一个块头，块头内容包
括但不限于：父区块的hash，版本，时间戳，随机数，以及当前监督区块的supmerkel根。
12.上述的二维区块链，所述关联关系为监督块supblock块中设置多个指向p_block，其指向被监督块，每一个p_block指向对应的内容区块链中的一个块的哈希值hashvalue。
13.上述的二维区块链，所述监督块的块体supblockbody为一个二叉树结构，叶子节点为所述监督链对应的内容区块链上的区块的哈希值hashvalue，可以从所述p_block中直接获得，所述p_block对应的内容区块链的hashvalue值作为所述监督块中merkle树的叶子。
14.上述的二维区块链，所述监督链中存在m个p_block，对应于内容区块链中的m个区块，所述监督链中的第supblocki
‑
1对应于所述内容区块链中的blockj
‑
1,blockj,blockj 1,blockj 2,i,j为自然数。
15.上述的二维区块链，每间隔一定的时间遍历所述监督链的链表，并核对所述监督链链表中的hash值，若hash值异常，则可以准确地定位到发生篡改的区块段范围，并且通过对区块段范围内的二叉树进行遍历后找到发生篡改的具体数据。
16.本发明的有益效果在于监督链存在可以准确及时地发现恶意篡改的数据。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明提供的二维区块链示意图；
19.图2为本发明提供的区块链数据块的merkle tree结构示意图；
20.图3为本发明提供的监督链的结构示意图；
21.图4为本发明提供的监督块中的指向p_block的结构示意图；
22.图5为本发明提供的监督块的块体body的二叉树结构示意图；
23.图6为本发明提供的二维区块链示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本发明提供了一种二维区块链，所述二维区块链包括一个内容区块链和监督链(supervise chains)，所述内容区块链中至少具备一个数据块(block)；如图1所示，图1中展示了一个内容区块链中的4个数据块(blockj
‑
1,blockj，blockj 1，blockj 2)的情况。
26.所述内容区块链的数据块的结构如图2所示。每一个数据块包括一个块头(blockhead)，块头内容可以包括但不限于：父区块的hash，版本，时间戳，随机数，以及当前区块的merkel根(merkle tree root)。区块体中则是当前区块交易的树。所述merkle树可以是二叉树，也可以是多叉树，图2中示出了二叉树的情况，其具有需要偶数个叶子节点。在内容区块链应用的多数情况下，默克尔merkle树用来代表区块中所有交易的摘要。
27.所述内容区块链中的数据块的块体blockbody包括一个merkel树，所述树为二叉树。其叶子节点为各类需要存储的信息，例如各种餐厅里的各种金融交易，或者车联网中车辆行驶的信息等等。每两个数据经过hash后形成父hash节点，每两个父hash节点再经过hash后形成上层父节点，直至到达merkle树根，如果叶子结点为奇数，则在最后一个叶子节点后面设置一个平衡用的叶子，构成平衡二叉树结构。
28.所述监督链与所述内容区块链相关联。优选地，所述关联关系可以是，监督链中的一个数据块与内容区块链中的至少一个数据块相关联。如图3所示，图3展示了监督链中的数据块supblocki与内容区块联众的多个区块链相关联的情况(数据链i至数据块n)。如果不考虑计算资源，所述监督链也可以是一个区块链。
29.优选地，考虑到内容区块链中的区块头中的随机项nonce要满足区块头的哈希可以小于目标值才能够写入区块链，获得有效的nonce值的计算强度和难度较高，因此在本发明中，所述监督链中的一个数据块与内容区块链中的m个数据块关联，所述m＝2
p
，p为自然数。更为优选地，监督链中的数据块supblocki与内容区块链中的以下数据块相关联：{block
i
,block
i 1
,......,block
m
}，i为自然数。
30.supblock包括一个块头(supblockhead)，块头内容可以包括但不限于：父区块的hash，版本，时间戳，随机数，以及当前监督区块的supmerkel根(merkle tree root)，所述默尔克树为监督树。一个区块体，区块体为二叉树结构，二叉树的树根为supmerkel根。
31.更具体地，所述关联为，监督块supblock块中设置多个指向，p_block，其指向被监督块。如图4所示的p_block1,p_block2,
……
p_blockm，每一个p_block指向对应的内容区块链中的一个块的hashvalue。
32.如图5所示，监督块的块体body为一个二叉树结构，叶子节点为监督链对应的内容区块链上的区块的hashvalue，可以从p_block中直接获得，也就是说，p_block对应的内容区块链的hashvalue值作为监督块中merkle树的叶子。
33.二维区块链的结构如图6所示，因为监督链中存在m个p_block，因此其对应于区块链中的m个区块，图中所示的是监督链中的第supblocki
‑
1对应与内容区块链中的blockj
‑
1,blockj,blockj 1,blockj 2的情形。supblocki
‑
1中的p_block1对应于内容区块链中的blockj
‑
1，p_block2对应于内容区块链中的blockj，p_block3对应于内容区块链中的blockj 1，p_block4对应于内容区块链中的blockj 2。同样，supblocki对应与内容区块链中的blockj,blockj,blockj 1,blockj 2,blockj 3。
34.每间隔一定的时间(例如30秒)遍历以此监督链链表，并核对监督链链表中的hash值，一旦发现hash值异常，则可以准确地定位到发生篡改的区块段范围，并且通过对区块段范围内的二叉树进行遍历后找到发生篡改的具体数据。
35.优选地，所述监督链也可以采用所述内容区块链的创建机制。为了降低计算强度，所述内容区块链和监督链可以通过私有链的模式搭建。另一方面，因为涉及对监督链的各块进行频繁遍历访问，监督链可以不使用所述内容区块链的创建机制，可以是一个链表结构，如此可进一步降低计算强度。在应用方面，餐饮业要大力发展，也要善于利用数字技术和数字经济提供的机会，区块链技术在将来的餐饮经营中也大有用处。例如在餐厅内搭建所述区块链，使得食材采购，收银，顾客，管理者，供应商之间实现数据同步。所有数据都完整的存储在每个区块中，各个区块又相互链接，同步共享复制整个链条的数据，再通过密码
学技术进行加密，这些保存信息就无法被篡改。一旦发生篡改，可以实时通过监督链发现被篡改的区块。
36.在本发明提供的一个优选的实施例中，所述二维区块链应用餐饮管理方面，进行食材管理和食品溯源。使用传统的数据库来进行食材管理和溯源，将花费较大的时间成本和资金成本利用本发明的区块链技术可以为每一种食材创建一个资料库，并且记录各食材的采购渠道，采购价格，采购时间，原产地等信息，可以降低食材管理和食品溯源的成本；甚至可以为菜单中的每一道菜品建立资料库，包括食材来源、厨师介绍、推荐程度、烹饪时间等。可以帮助顾客快捷地查询到想了解的各项信息。因为监督链的存在，可以准确及时地发现恶意篡改的数据。
37.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。