联盟区块链组织系统、区块链系统的制作方法

1.本技术涉及区块链技术领域，具体涉及一种联盟区块链组织系统、区块链系统。


背景技术：

2.区块链技术以其去中心化、不可篡改、安全可靠和扩展性强等特点逐渐流行起来。区块链技术的发展可以总结为以下阶段，从加密货币到智能合约，再到未来的万物互链，各行各业的人们开始展望区块链的实际应用场景。区块链技术作为一个分布式的账本，必然涉及到分布式系统里节点的部署和扩展，和公有链不一样，联盟区块链成员的加入要更复杂和严格。联盟区块链是一种区块链，其只针对特定某个群体的成员和有限的第三方。在联盟区块链内部，可以指定多个预选的节点为记账人，每个块的生成由所有的预选节点共同决定。
3.目前，已知的联盟区块链组织系统负载不均衡，可用性不高。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种联盟区块链组织系统、区块链系统，旨在解决如何使得联盟区块链组织系统负载均衡，提高可用性。
5.第一方面，本技术提供一种联盟区块链组织系统，所述联盟区块链组织系统包括第一记账节点、第一备份节点集、私有网关节点、公共网关节点；
6.所述第一记账节点与所述第一备份节点集网络连接，所述第一记账节点与所述联盟区块链组织系统之外的其他联盟区块链组织系统进行共识，并存储账本；
7.所述第一备份节点集用于从所述第一记账节点同步所述账本；
8.所述私有网关节点分别与所述第一记账节点和所述第一备份节点集连接，所述私有网关节点用于获取第一客户端的业务请求，并基于第一权限向所述第一记账节点和所述第一备份节点集获取所述账本的数据；
9.所述公共网关节点分别与所述第一记账节点和所述第一备份节点集连接，所述公共网关节点用于获取所述第一客户端的业务请求，并基于第二权限向所述第一记账节点和所述第一备份节点集获取所述账本的数据，
10.其中，所述第一权限中的允许业务类型数量小于所述第二权限的允许业务类型数量，所述第一客户端为所述联盟区块链组织系统外部的客户端。
11.其中，所述第一记账节点的数量为至少两个，所述第一备份节点集的数量为至少两个，至少两个所述第一记账节点分别与至少两个所述第一备份节点集连接，至少两个所述第一记账节点用于同时参与与其他联盟区块链组织系统的共识，并将共识后的新区块分别写入各自连接的所述第一备份节点集。
12.其中，所述第一备份节点集包括至少两个第一一级备份节点和至少两个第一二级备份节点，所述至少两个第一一级备份节点与所述第一记账节点连接，所述至少两个第一一级备份节点用于从与其连接的所述第一记账节点同步所述账本，所述第一一级备份节点
与至少一个所述第一二级备份节点连接，所述至少两个第一二级备份节点用于从与其连接的所述第一一级备份节点同步所述账本。
13.其中，所述至少两个第一一级备份节点相互连接，以使得所述至少两个第一一级备份节点可以相互同步所述账本。
14.其中，所述联盟区块链组织系统包括第二客户端，所述第二客户端可与所述第一记账节点和所述第一备份节点集中的任意一个节点连接，以获取所述账本中的数据。
15.其中，所述联盟区块链组织系统还包括溯源服务器，所述溯源服务器与所述公共网关节点连接，所述溯源服务器用于监控所述公共网关节点与所述第一客户端之间的通信。
16.第二方面，本技术提供一种区块链系统，所述区块链系统包括第一方面任意一项所述的联盟区块链组织系统。
17.其中，所述区块链系统包括至少两个第一联盟区块链组织系统，所述第一联盟区块链组织系统为第一方面任意一项所述的联盟区块链组织系统，所述至少两个第一联盟区块链组织系统之间通过第一记账节点进行共识，并存储账本。
18.其中，所述区块链系统还包括第二联盟区块链组织系统，所述第二联盟区块链组织系统用于监管所述至少两个第一联盟区块链组织系统，所述第二联盟区块链组织系统包括第二备份节点集，所述第二备份节点集用于从所述第一联盟区块链组织系统的所述第一记账节点同步所述账本。
19.其中，所述第二备份节点集包括至少两个第二一级备份节点和至少两个第二二级备份节点，所述至少两个第二一级备份节点用于从所述第一联盟区块链组织系统的所述第一记账节点同步所述账本，所述第二一级备份节点与至少一个所述第二二级备份节点连接，所述至少两个第二二级备份节点从与其连接的所述第二一级备份节点同步所述账本。
20.本技术提供一种联盟区块链组织系统，该联盟区块链组织系统通过私有网关节点和公共网关节点建立联盟区块链组织系统外部客户端和联盟区块链组织系统的连接，通过对私有网关节点和公共网关设置不同的权限，可以使得部分服务要求较高的业务请求通过私有网关节点接入联盟区块链组织系统，提高了联盟区块链组织系统的可用性，同时，通过第一备份节点集对第一记账节点的账本进行备份，可减轻第一记账节点的负载压力，使得联盟区块链组织系统均衡。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本技术实施例提供的联盟区块链组织系统一个实施例的结构示意图；
23.图2是本技术实施例提供的联盟区块链组织系统一个实施例中第一备份节点集的结构示意图；
24.图3是本技术实施例提供的区块链系统一个实施例的结构示意图；
25.图4是本技术实施例提供的区块链系统一个实施例中第二备份节点集的结构示意
图。
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.在本技术中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本技术中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本技术，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本技术。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本技术的描述变得晦涩。因此，本技术并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本技术所公开的原理和特征的最广范围相一致。
29.下面首先对本发明实施例中涉及到的一些基本概念进行介绍：
30.区块链：区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式，区块链是比特币的一个重要概念，它本质上是一个去中介化的数据库，同时作为比特币的底层技术，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性和生成下一个区块，一般说来，区块链多链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成，狭义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本，广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。
31.区块链可以分为公有区块链、私有区块链、联盟区块链。其中，联盟区块链则介于公有区块链和私有区块链之间，由若干组织一起合作维护一条区块链，该区块链的使用必须是有权限的管理，相关信息会得到保护，典型如金融组织。
32.总结来说，区块链是由节点参与的分布式数据库系统，或者，也可称之为一个基于点对点网络的分布式公共账本，其特点是不可更改、不可伪造，还可以将其理解为账簿系统。
33.区块链的节点：参与构建区块链的节点，可以为随机数生成的执行主体、节点之间交互可以实现交易等业务等。该节点存储有相关区块数据。
34.本技术实施例提供一种联盟区块链组织系统、区块链系统。以下分别进行详细说明。
35.首先，本技术实施例中提供一种联盟区块链组织系统，联盟区块链组织系统包括第一记账节点、第一备份节点集、私有网关节点、公共网关节点；第一记账节点与第一备份节点集网络连接，第一记账节点与联盟区块链组织系统之外的其他联盟区块链组织系统进行共识，并存储账本；第一备份节点集用于从第一记账节点同步账本；私有网关节点分别与第一记账节点和第一备份节点集连接，私有网关节点用于获取第一客户端的业务请求，并基于第一权限向第一记账节点和第一备份节点集获取账本的数据；公共网关节点分别与第一记账节点和第一备份节点集连接，公共网关节点用于获取第一客户端的业务请求，并基于第二权限向第一记账节点和第一备份节点集获取账本的数据，其中，第一权限中的允许业务类型数量小于第二权限的允许业务类型数量，第一客户端为联盟区块链组织系统外部的客户端。
36.参阅图1和图2，图1是本技术实施例提供的联盟区块链组织系统一个实施例的结构示意图；图2是本技术实施例提供的联盟区块链组织系统一个实施例中第一备份节点集的结构示意图。
37.结合图1和图2，本技术实施例中，联盟区块链组织系统10包括第一记账节点12、第一备份节点集11、私有网关节点14、公共网关节点13。第一备份节点集11中的节点数量可以是一个、两个或者更多个。其中，第一记账节点12、第一备份节点集11中的节点、私有网关节点14、公共网关节点13均可以为手机、电脑或服务器等其他可连入互联网的设备。联盟区块链组织系统10可以对应一个企业或组织，例如，联盟区块链组织系统10对应企业a。
38.上述的节点可以是一个通用计算机设备或者是一个专用计算机设备。在具体实现中节点可以是台式机、便携式电脑、网络服务器、掌上电脑(personal digital assistant，pda)、移动手机、平板电脑、无线终端设备、通信设备、嵌入式设备等，本实施例不限定节点的类型。
39.第一记账节点12与第一备份节点集11网络连接，第一记账节点12与联盟区块链组织系统10之外的其他联盟区块链组织系统进行共识，并存储账本。其他联盟区块链组织系统对应其他企业，比如与企业a有关联的其他企业。其中，账本可以为分布式账本，分布式账本是一种在网络成员之间共享、复制和同步的数据库。分布式账本记录网络参与者之间的交易，比如资产或数据的交换。网络中的参与者根据共识原则来制约和协商对账本中的记录的更新。分布式账本中的每条记录都有一个时间戳和唯一的密码签名，这使得账本成为网络中所有交易的可审计历史记录。账本会以文件的形式被永久记录在节点中，文件形成区块，每一个区块存储着一段时间内产生的交易记录，所有区块构成一个链表，每一个区块内包含该区块的哈希值、该区块生成时间戳、前一个区块的哈希值和交易集，交易集是由一组交易按时间顺序排列的交易集合，从而使得整个区块链持续增长且数据不可逆。
40.第一记账节点12用于与其他联盟区块链组织系统达成共识，达成共识的共识机制可以是pow(proof of work，工作量证明)机制、pos(proof of stake，权益证明)机制等。当有新的区块产生时，第一记账节点12与其他联盟区块链组织系统中的记账节点进行共识，
在达成共识之后，将新的区块添加至账本中，从而使得各个记账节点具有相同的账本。其中，第一记账节点12可以指定，也可以通过联盟区块链组织系统10中的节点投票选举产生。
41.数据同步是指掌上电脑能够迅速实现与台式电脑、笔记本电脑的数据同步与信息共享，使数据保持完整性和统一性。第一备份节点集11用于从第一记账节点12同步账本。第一备份节点集11与第一记账节点12具有相同的账本，当获取到业务请求时，第一备份节点集11可以替第一记账节点12分担读功能，从而可以使得第一记账节点12将更多的计算力用于共识和写入新区块，也即联盟区块链组织系统10中的第一记账节点12用于写入数据，联盟区块链组织系统10中的第一备份节点集11用于读数据，实现联盟区块链组织系统10的读写分离，提高联盟区块链组织系统10的效率。
42.私有网关节点14分别与第一记账节点12和第一备份节点集11连接，私有网关节点14用于获取第一客户端50的业务请求，并基于第一权限向第一记账节点12和第一备份节点集11获取账本的数据。公共网关节点13分别与第一记账节点12和第一备份节点集11连接。公共网关节点13用于获取第一客户端50的业务请求，并基于第二权限向第一记账节点12和第一备份节点集11获取账本的数据。第一权限为用于允许第一指定业务类型的业务请求的权限，例如，第一指定业务类型包括金融业务类型。第二权限为用于允许第二指定业务类型的业务请求的权限，例如，第二指定业务类型溯源业务类型、个人业务类型等，可根据具体情况设置。网关节点在第一客户端的业务请求的业务类型属于权限内的允许业务类型时，根据业务请求向第一记账节点12和第一备份节点集11获取账本的数据。网关节点在第一客户端的业务请求的业务类型属于权限内的允许业务类型时，拒绝该业务请求。其中，第一权限中的允许业务类型数量小于第二权限的允许业务类型数量，即第一指定业务类型的业务数量少于第二指定业务类型的业务数量，第一客户端50为联盟区块链组织系统10外部的客户端。
43.第一客户端50为联盟区块链组织系统10外部的客户端。例如，第一客户端50对应为与企业a有业务往来的企业或者个人。第一权限中的允许业务类型数量小于第二权限的允许业务类型数量。私有网关节点所要处理的业务较少，相对公共网关节点而言，访问私有网关节点的每个业务请求可以更快的得到响应，更快的获得访问账本的服务，可以使得第一权限范围内的业务可以优先得到处理，提高联盟区块链组织系统10的服务可用性。
44.其中，第一权限和第二权限可根据具体情况设定。例如，公共网关节点13支撑通用服务，例如溯源服务和用户端访问服务。私有网关节点14支撑对服务要求高的服务，例如私有网关节点14仅支撑金融服务b，不开放其他服务，保证了联盟区块链组织系统10的服务高可用性。
45.本技术实施例中，联盟区块链组织系统10包括第二客户端16，第二客户端16可与第一记账节点12和第一备份节点集11中的任意一个节点连接，以获取账本中的数据。第二客户端16可以直接访问第一记账节点12和第一备份节点集11中的任意一个节点，直接从第一记账节点12和第一备份节点集11中的任意一个节点获取账本的数据。同样的，第二客户端16可以为手机、电脑或服务器等其他设备。第二客户端16为联盟区块链组织系统10内部的客户端，第二客户端16可以直接访问第一记账节点12和第一备份节点集11中的任意一个节点。例如，第二客户端16为与企业内部的各个部门或个人。具体的，可通过设置第二客户端16的访问权限使得第二客户端16可以直接访问第一记账节点12和第一备份节点集11中
的任意一个节点。
46.本技术实施例中，联盟区块链组织系统10还包括溯源服务器15，溯源服务器15与公共网关节点13连接。溯源，追本溯源，探寻事物的根本、源头。最早是1997年欧盟为应对“疯牛病”问题而逐步建立并完善起来的食品安全管理制度。这套食品安全管理制度由政府进行推动，覆盖食品生产基地、食品加工企业、食品终端销售等整个食品产业链条的上下游，通过类似银行取款机系统的专用硬件设备进行信息共享，服务于最终消费者。一旦食品质量在消费者端出现问题，可以通过食品标签上的溯源码进行联网查询，查出该食品的生产企业、食品的产地、具体农户等全部流通信息，明确事故方相应的法律责任。此项制度对食品安全与食品行业自我约束具有相当重要的意义。现在该技术得到广泛应用，除食品以外，在药品、服饰、电子、渔船等各行各业都能见到溯源技术的影子。
47.在一个具体的实施例中，第一记账节点12的数量为两个，第一备份节点集11的数量为两个，两个第一记账节点12分别与两个第一备份节点集11连接，两个第一记账节点12用于同时参与与其他联盟区块链组织系统的共识，并将共识后的新区块分别写入各自连接的第一备份节点集11。两个第一记账节点12之间可以相互备份，在其中一个第一记账节点12故障时，通过另一个第一记账节点12继续进行共识，保证联盟区块链组织系统10的正常运行。另外，两个第一记账节点12和两个第一备份节点集11互相进行账本数据的备份，在其中一个节点故障时，可以保证客户端对账本的访问功能。在其他实施方式中，联盟区块链组织系统10可以包括3个或者更多个第一记账节点12、3个或者更多个第一备份节点集11。3个或者更多个第一记账节点12分别与一个第一备份节点集11连接，从而提供更多的备份。
48.本技术实施例中，一级备份节点用于监听记账节点，从而从记账节点处同步账本；二级备份节点用于监听一级备份节点，从而从一级备份节点处获取账本。一级备份节点与二级备份节点的区别在于所监听的对象不同，获取账本的来源不同。分层级地获取账本，可以避免多个备份节点同时向记账节点获取账本，造成记账节点负荷过大。
49.本技术实施例中，第一备份节点集11包括至少两个第一一级备份节点111和至少两个第一二级备份节点112，至少两个第一一级备份节点111与第一记账节点12连接，至少两个第一一级备份节点111用于从与其连接的第一记账节点12同步账本，第一一级备份节点111与至少一个第一二级备份节点112连接，至少两个第一二级备份节点112用于从与其连接的第一一级备份节点111同步账本。多个第一一级备份节点111分别监听与其连接的第一记账节点12，在检测到第一记账节点12的账本中写入新区块时，同步第一记账节点12上存储的账本；多个第一二级备份节点112分别监听与其连接的第一一级备份节点111，在检测到第一一级备份节点111的账本中写入新区块时，同步第一一级备份节点111的账本。第一记账节点12和第一备份节点集11内的节点之间按树状层级结构。第一备份节点集11内的节点分两级，这样可以减轻第一记账节点12的压力，且第一一级备份节点111只能从第一记账节点12同步数据，第一二级备份节点112只能从第一一级备份节点111同步数据，也便于数据同步和管控。在其他实施例中，第一备份节点集11还可以分为3级、4级或者更多层级，当第一备份节点集11包括3级、4级或者更多层级的备份节点时，最上级的一层节点与第一记账节点12，上一级的节点分别连接至少一个下一级的节点，下一级的节点从与其连接的上一级的节点同步账本数据。
50.在一个具体的实施例中，至少两个第一一级备份节点111相互连接，以使得至少两
个第一一级备份节点111可以相互同步账本。第一级的备份节点间相互通信，组成网状结构，当同一级的其中一个第一一级备份节点111与第一记账节点12断开时，可以通过同一级的其他第一级备份节点获取账本，并向下一级备份节点传递，可以增强联盟区块链组织系统10的鲁棒性。在其他实施例中，同一级的备份节点可以相互连接，以相互备份。
51.区别于现有技术，本技术提供一种联盟区块链组织系统，该联盟区块链组织系统通过私有网关节点和公共网关节点建立联盟区块链组织系统外部客户端和联盟区块链组织系统的连接，通过对私有网关节点和公共网关设置不同的权限，可以使得部分服务要求较高的业务请求通过私有网关节点接入联盟区块链组织系统，提高了联盟区块链组织系统的可用性，同时，通过第一备份节点集对第一记账节点的账本进行备份，可减轻第一记账节点的负载压力，使得联盟区块链组织系统均衡。
52.进一步的，参阅图3和图4，图3是本技术实施例提供的区块链系统一个实施例的结构示意图；图4是本技术实施例提供的区块链系统一个实施例中第二备份节点集的结构示意图。
53.本技术还提供一种区块链系统，该区块链系统包括以上任意一实施例中的联盟区块链组织系统10。
54.本技术实施例中，区块链系统100包括至少两个第一联盟区块链组织系统30，第一联盟区块链组织系统30为以上任意一实施例中的联盟区块链组织系统10。
55.本技术实施例中，至少两个第一联盟区块链组织系统30之间通过第一记账节点12进行共识，并存储账本。第一联盟区块链组织系统30可以预先指定第一记账节点12，或者第一联盟区块链组织系统30内部的节点通过投票的方式选举出第一记账节点12，由第一记账节点12替代整个第一联盟区块链组织系统30参与整个区块链系统100的共识，能够提高共识效率。
56.本技术实施例中，区块链系统100还包括第二联盟区块链组织系统20，第二联盟区块链组织系统20用于监管至少两个第一联盟区块链组织系统30，第二联盟区块链组织系统20包括第二备份节点集21，第二备份节点集21用于从第一联盟区块链组织系统30的第一记账节点12同步账本。例如，多个第一联盟区块链组织系统30对应为各种业务来往的企业，第二联盟区块链组织系统20对应为政府机构等监管部门。第二联盟区块链组织系统20只是做监管，因此可以不参与共识，不设置记账节点，只部署备份节点，客户端可以从第二联盟区块链组织系统20的备份节点获取账本数据。第二联盟区块链组织系统20不设置记账节点，可以降低整个区块链系统100的记账节点数量，从而提高整个区块链系统100的共识效率，降低整个区块链系统100的负荷。
57.本技术实施例中，第二备份节点集21包括至少两个第二一级备份节点211和至少两个第二二级备份节点212，至少两个第二二级备份节点212用于从第一联盟区块链组织系统30的第一记账节点12同步账本，第二二级备份节点212与至少一个第二二级备份节点212连接，至少两个第二二级备份节点212从与其连接的第二一级备份节点211同步账本。
58.需要说明的是，第二联盟区块链组织系统20也可以同第一联盟区块链组织系统30一样，第二联盟区块链组织系统20包括公共网关节点和私有网关节点，通过公共网关节点和私有网关节点对第二联盟区块链组织系统20外部的客户端访问进行权限控制，从而提高第二联盟区块链组织系统20的服务高可用性。
59.以上对本技术实施例所提供的一种联盟区块链组织系统、区块链系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。