基于双层网络的去中心化存储系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于双层网络的去中心化存储系统，系统由多个轻节点、多个全节点以及多个主节点组成，其中，多个轻节点、多个全节点以及多个主节点之间构成区块链主网络，多个主节点构成主节点处理网络；在区块链主网络中，多个轻节点用于存储用户特定数据；多个全节点和多个主节点用于基于共识机制存储完整的区块链；在主节点处理网络中，多个主节点还用于：将无需共识数据作为链下数据进行存储。根据本发明专利技术提供的技术方案，利用多个主节点进行资源隔离，具有较高的可扩展性，减少了数据处理约束，有效地提高了系统的数据吞吐量。

【技术实现步骤摘要】
基于双层网络的去中心化存储系统
本专利技术涉及区块链
，具体涉及一种基于双层网络的去中心化存储系统。
技术介绍
随着比特币的普及，人们开始认识到比特币背后的区块链技术已经不仅仅是作为一种新的电子货币的基础，而是具有极其巨大的应用潜力。在短短几年内，基于区块链技术建立了许多去中心化应用系统，例如应用于数据加密、云计算以及社交媒体等领域的应用系统。在现有的去中心化应用系统中，所有的计算和存储都是在链上执行的，所需投入的硬件成本较高，尤其是对于大型应用系统，将需要耗费大量的硬件成本。另外，现有的去中心化应用系统中由于每个全节点需要存储完整的区块链并执行计算任务，导致数据吞吐量较小，无法满足应用需求。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于双层网络的去中心化存储系统。本专利技术提供了一种基于双层网络的去中心化存储系统，系统由多个轻节点、多个全节点以及多个主节点组成，其中，多个轻节点、多个全节点以及多个主节点之间构成区块链主网络，多个主节点构成主节点处理网络；在区块链主网络中，多个轻节点用于存储用户特定数据；多个全节点和多个主节点用于基于共识机制存储完整的区块链；在主节点处理网络中，多个主节点还用于：将无需共识数据作为链下数据进行存储。进一步地，多个主节点进一步用于：根据无需共识数据生成对应的哈希值，将哈希值作为索引地址，以供其他节点根据索引地址访问无需共识数据。进一步地，多个主节点具体为从区块链主网络的初始全节点中选取的符合预设选取策略的节点。进一步地，预设选取策略包括：拥有币的数量超过预设阈值；和/或，硬件条件符合预设硬件要求；和/或，网络连接状态一直处于在线状态。进一步地，多个主节点包括：具有挖矿功能的挖矿节点和不具有挖矿功能的非挖矿节点；挖矿节点用于：将需共识数据打包成新区块，添加至区块链中，并将添加有新区块的区块链广播到区块链主网络中。进一步地，在挖矿节点获取权益后，将权益按预设比例分配给各个主节点。进一步地，挖矿节点通过选举机制选举产生。根据本专利技术提供的技术方案，利用多个主节点进行资源隔离，具有较高的可扩展性，减少了数据处理约束，有效地提高了系统的数据吞吐量。具体地，该技术方案有效地提升了系统的存储性能，使得主节点的存储空间得到充分的利用，并且有效地减少了数据计算量，降低了计算成本，并使得主节点的计算能力得到利用。该技术方案解决了去中心化应用开发的最根本以及最耗时的问题，从而允许开发者专注于应用场景和客户需求。基于该系统的核心功能和标准接口，开发者可以通过几百行代码方便地完成去中心化应用开发。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1示出了根据本专利技术一个实施例的基于双层网络的去中心化存储系统的结构框图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。图1示出了根据本专利技术一个实施例的基于双层网络的去中心化存储系统的结构框图，如图1所示，该系统由多个轻节点、多个全节点以及多个主节点组成，其中，多个轻节点、多个全节点以及多个主节点之间构成区块链主网络，多个主节点构成主节点处理网络。在区块链主网络中，多个轻节点用于存储用户特定数据；多个全节点和多个主节点用于基于共识机制存储完整的区块链。其中，通过轻节点，用户只要保存所有的区块头信息，即使不运行全节点也可进行验证。轻节点不在其节点本身上进行验证，而是借助相关联的全节点去完成验证，轻节点本身只需存储用户特定数据。全节点可以是运行在P2P网络上的服务器，其允许对等方使用它们以接收关于网络上的事件的更新。全节点对于网络的健康是非常重要的，因为它们为用户提供了在整个网络中同步和快速传播消息的能力。为了对系统提供更好的服务，系统采用双层网络设计。除了在以太坊(Ethereum)中的区块链主网络，系统还增加了次级网络，被称为主节点处理网络。区块链主网络是如以太坊的基于区块链的网络，其充当整个系统的骨干。随着权益激励，系统的主节点将具有高可用性，并对区块链网络提供所需水平的服务。在主节点处理网络中，多个主节点还用于资源隔离。其中，多个主节点具体为从区块链主网络的初始全节点中选取的符合预设选取策略的节点，也就是说，主节点属于特殊的全节点。为了保证主节点能够很好地提供服务，主节点需要符合预设选取策略。具体地，预设选取策略可包括：拥有币的数量超过预设阈值；和/或，硬件条件符合预设硬件要求；和/或，网络连接状态一直处于在线状态。本领域技术人员可根据实际需要设置预设选取策略，此处不做限定。例如，可将预设阈值设置为20000，预设硬件要求可包括对硬盘、内存以及处理器等的要求。另外，为了避免主节点处理网络中心化，可要求主节点支付预设数量的币作为保证金。其中，多个主节点包括：具有挖矿功能的挖矿节点和不具有挖矿功能的非挖矿节点。挖矿节点用于将需共识数据打包成新区块，添加至区块链中，并将添加有新区块的区块链广播到区块链主网络中。当挖矿节点执行完上述操作后，会获取到权益。为了鼓励更多的用户参与主节点处理网络，该系统提供了主节点奖励机制，在挖矿节点获取权益后，将权益按预设比例分配给各个主节点。具体地，可将权益中50％的部分作为奖励分配给主节点中的各个非挖矿节点。其中，分配给各个非挖矿节点的权益是与保证金成比例。挖矿节点是通过选举机制选举产生的。具体地，选举机制可为委任权益证明机制(即DPoS机制)。依据DPoS机制，令牌持有者选择区块的生产者(即挖矿节点)，其负责生成区块并由于生成区块而获取权益。选举产生的生产者将有机会产生与它们获得的总票数成比例的区块。投票过程是连续的，因此，生产者有动机以最高标准执行其职能，否则就有失去票数的危险。在具体实现中，系统委派2n+1个挖矿节点。确切地说，一个生产者被授权在任何给定时间点生产区块。在每一轮选举中，将拥有币的数量最多的前2n个主节点选举为生产者，最后一个生产者可根据区块时间生成的随机数得到。基于DPoS机制和主节点奖励机制，系统采用混合的挖掘机制，即委任权益证明(DPoS)和主节点证明。委任权益证明保证区块链主网络的效率，同时主节点奖励机制鼓励更多的主节点参与。该系统利用如EOS的所有权模型，根据拥有币的数量给予用户一定比例份额的网络资源，如带宽、存储和处理能力。这意味着，如果一个人拥有1％的该系统的代币，他们会总是可以利用1％的网络带宽，而不管网络的其余部分上的负载。此外，由于网络将有零交易费，因此除了最初购买的该系统的代币，没有网络的开发成本。然而，如果期望收回初始投资，可出售该系统的代币。为了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双层网络的去中心化存储系统，所述系统由多个轻节点、多个全节点以及多个主节点组成，其中，所述多个轻节点、多个全节点以及多个主节点之间构成区块链主网络，所述多个主节点构成主节点处理网络；在所述区块链主网络中，所述多个轻节点用于存储用户特定数据；所述多个全节点和所述多个主节点用于基于共识机制存储完整的区块链；在所述主节点处理网络中，所述多个主节点还用于：将无需共识数据作为链下数据进行存储。

【技术特征摘要】
1.一种基于双层网络的去中心化存储系统，所述系统由多个轻节点、多个全节点以及多个主节点组成，其中，所述多个轻节点、多个全节点以及多个主节点之间构成区块链主网络，所述多个主节点构成主节点处理网络；在所述区块链主网络中，所述多个轻节点用于存储用户特定数据；所述多个全节点和所述多个主节点用于基于共识机制存储完整的区块链；在所述主节点处理网络中，所述多个主节点还用于：将无需共识数据作为链下数据进行存储。2.根据权利要求1所述的基于双层网络的去中心化存储系统，其中，所述多个主节点进一步用于：根据所述无需共识数据生成对应的哈希值，将所述哈希值作为索引地址，以供其他节点根据所述索引地址访问所述无需共识数据。3.根据权利要求1或2所述的基于双层网络的去中心化存储系统，其中，所述多个主节点具体为从所述区块链主...

【专利技术属性】
技术研发人员：董健，杨晓旭，张宇，韩玉刚，颜水成，
申请(专利权)人：北京奇虎科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11