一种基于区块链分片的交易管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于区块链分片的交易管理系统，包括交易分片模块、路由设计模块、交易保护模块和交易模块，同时公开了一种基于区块链分片的交易管理方法，根据交易类型将区块链进行交易分片，将区块链节点按需分配至每个交易分片中，同时在每个交易分片中构建虚拟节点对交易分片进行管理，对交易分片产生的交易数据选择存储路径，设计交易数据传输的路由机制，完成交易数据的安全存储和发送，在进行交易时，对数据进行加密、解密和实时监控，并向整个交易路径广播交易完成状况，本发明专利技术提供了一种保持数据完整性和数据交易安全性的方法，提高系统在进行数据交易时的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链分片的交易管理系统及方法
本专利技术涉及区块链分片管理
，具体为一种基于区块链分片的交易管理系统及方法。
技术介绍
大数据时代的到来，让数据交易的价值得到了极大程度的发挥，与此同时，人们在进行数据交易时，对数据交易过程的隐私性和安全性要求也相应有所提高，区块链技术中的数字货币、分布式账本等技术已在多个领域中得到广泛应用，但是在数据交易过程中，区块链技术还存在一定的局限性，利用区块链技术进行交易可以通过区块链中的节点进行可靠交易，但是对节点的依赖性过大，对交易效率也会有所影响；在现有的系统中，通过现有交易平台进行数据交易时，数据安全以及个人隐私都存在一定问题，具体如下：1.现有技术中，许多系统利用区块链数据记录不可篡改、不可伪造的特点，在多个组织设备间进行信息共享，具有公开透明的特性，将区块链技术应用至数据交易管理过程中，对进行交易的数据安全无法得到保障；2.现有技术中，还有部分系统通过简单的加密方法在区块链中对数据进行加密，但是简单的加密方法无法满足数据交易的高安全性，一旦交易通路被攻击，数据极易发生泄漏或被篡改等情况，对交易双方都会造成影响，交易效率会相应降低；所以，人们需要一种可以提高交易效率和能够保证交易过程安全的基于区块链分片的交易管理系统来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于区块链分片的交易管理系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于区块链分片的交易管理系统，包括交易分片模块、路由设计模块、交易保护模块和交易模块；所述交易分片模块根据交易类型将区块链进行交易分片，将区块链节点按需分配至每个交易分片中，同时在每个交易分片中构建虚拟节点对交易分片进行管理；所述路由设计模块用于对交易分片产生的交易数据选择存储路径，设计交易数据传输的路由机制，完成交易数据的安全存储和发送；所述交易保护模块用于对正在交易的数据信息进行加密保护，在进行交易前，对数据进行加密，在交易到达目的地时，为交易数据进行安全解密；所述交易模块用于对交易过程进行实时监控，并在固定时间间隔内向整个交易路径广播交易完成状况，提醒该交易路径进入忙时等待状态。进一步地，所述交易分片模块包括区块链分片单元、节点分区单元和虚拟构建单元；所述区块链分片单元用于对交易进行分片，并将分片后的交易数据放置不同区块链单元中进行存储；所述节点分区单元根据所述区块链单元中交易数据的长度对节点进行划分，并按照节点分区顺序向区块链单元中随机位置插入标识节点，对当前区块链单元中的交易分片和节点的所处位置进行标识；所述虚拟构建单元用于生成交易发送方的虚拟地址和虚拟随机密钥；所述虚拟地址利用哈希散列处理生成，将交易发送方的IP地址根据公式：MIP＝[fu(IP)+K]modm；其中，MIP为加密后的虚拟地址，fu为交易发送方u的随机哈希散列函数，IP为交易发送方IP地址，K为随机产生的哈希散列浮动值，m为交易发送方IP地址长度，虚拟地址的生成可以对交易双方的个人信息进行保护，避免在交易过程中个人信息泄露。进一步地，所述路由设计模块包括存储路径选择单元、路由机制选择单元和交易数据云端备份单元；所述存储路径选择单元将所述虚拟构建单元生成的虚拟地址在交易网络中进行广播，交易发送方收到应答后，将发出应答消息的网络地址作为交易接收方地址，同时交易接收方对当前路径和交易发送方地址进行存储，交易发送方在顺利收到广播应答后开始正式发送交易数据，可以判断当前交易通路是否能够顺利完成交易，提高交易数据在发送过程中的安全性，保障交易可以顺利完成；所述路由机制选择单元确定交易发送方地址后，选择适配路由机制将交易发送方和交易接收方之间的所有通路建立连接，将所有通路中依次放入交易数据分片，同时将所有通路中的第一片交易数据分片进行发送；所述交易数据云端备份单元，当第一片交易数据分片被交易接收方接收后，所述交易数据云端备份单元将所有交易数据传输相关信息上传至云端进行备份存储，所述交易数据传输相关信息包括存储路径选择单元内的存储信息、完成一次交易数据分片发送所需时间、通路允许通过最大分片长度、通路响应时间和通路时延。进一步地，所述交易保护模块包括加密保护单元和解密保护单元；所述加密保护单元包括地址加密单元和数据加密单元，所述地址加密单元用于在进行交易前，生成一对公私钥，从公钥衍生出相应的加密后的虚拟地址，所述数据加密单元用于对所有交易数据分片的具体内容通过私钥加密，并在交易过程中设置定时重新加密；所述地址加密单元通过系统指定双曲线生成长度为32位的私钥，将32位的私钥映射为长度为65位的公钥，形成密钥对(KS,KG)，其中KS为私钥，KG为公钥，对公钥进行哈希散列处理后取处理结果的后20位，生成加密后的地址；私钥映射为公钥根据公式：其中，KG为公钥，fu为交易发送方的随机哈希散列函数，e为系统指定双曲线的离心率，为系统指定双曲线的准线方程，将私钥经过哈希散列处理后映射至双曲线得到公钥；所述数据加密单元利用32位私钥对交易数据进行多轮置换加密，同时将加密后的密文和公钥发送至交易接收方；所述对交易数据进行多轮置换加密，根据公式：其中，Pn为经过n次置换加密后的交易数据，Pn-1-1为第n-1次置换的逆运算，KS为私钥，为不进位加法；所述解密保护单元当交易接收方接收到第一片交易数据后，通过公钥进行地址验证，地址验证通过后，向交易发送方发出继续交易应答，随后对交易数据内容根据公钥解密私钥，通过私钥解密交易数据；交易保护模块每次在进行不同交易时，产生密钥均不相同，同时，系统用户也可以自行设定密钥更换时间间隔，在一定时间间隔内，即使当前交易未完成，也可以对未完成发送的分片进行密钥更换，在保证一次一密的基础上对数据交易的安全性更进一步提升。进一步地，所述交易模块包括监控单元和广播查询单元；所述监控单元用于对交易过程进行监控，查看所有分片是否在交易过程中顺利完成传输，同时对交易通路情况进行监控，当交易通路出现故障时，及时提醒交易双方暂停交易；所述广播查询单元用于向所有交易通路发送检测广播，用于查询通路当前忙碌状态，根据所述交易数据传输相关信息，提醒下一次交易数据分片的发送进入提前等待状态，当通道空闲下一秒进入下一次交易数据分片发送过程，可以缩短交易完成时间，提高系统交易效率，始终保持交易过程的顺利进行。一种基于区块链分片的交易管理方法包括以下步骤：步骤S1，根据交易类型将区块链进行交易分片，将区块链节点按需分配至每个交易分片中，同时在每个交易分片中构建虚拟节点对交易分片进行管理；步骤S2，对交易分片产生的交易数据选择存储路径，设计交易数据传输的路由机制，完成交易数据的安全存储和发送；步骤S3，对正在交易的数据信息进行加密保护，在进行交易前，对数据进行加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链分片的交易管理系统，其特征在于，包括交易分片模块、路由设计模块、交易保护模块和交易模块；/n所述交易分片模块根据交易类型将区块链进行交易分片，将区块链节点按需分配至每个交易分片中，同时在每个交易分片中构建虚拟节点对交易分片进行管理；/n所述路由设计模块用于对交易分片产生的交易数据选择存储路径，设计交易数据传输的路由机制，完成交易数据的安全存储和发送；/n所述交易保护模块用于对正在交易的数据信息进行加密保护，在进行交易前，对数据进行加密，在交易到达目的地时，为交易数据进行安全解密；/n所述交易模块用于对交易过程进行实时监控，并在固定时间间隔内向整个交易路径广播交易完成状况，提醒该交易路径进入忙时等待状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链分片的交易管理系统，其特征在于，包括交易分片模块、路由设计模块、交易保护模块和交易模块；
所述交易分片模块根据交易类型将区块链进行交易分片，将区块链节点按需分配至每个交易分片中，同时在每个交易分片中构建虚拟节点对交易分片进行管理；
所述路由设计模块用于对交易分片产生的交易数据选择存储路径，设计交易数据传输的路由机制，完成交易数据的安全存储和发送；
所述交易保护模块用于对正在交易的数据信息进行加密保护，在进行交易前，对数据进行加密，在交易到达目的地时，为交易数据进行安全解密；
所述交易模块用于对交易过程进行实时监控，并在固定时间间隔内向整个交易路径广播交易完成状况，提醒该交易路径进入忙时等待状态。


2.根据权利要求1所述的一种基于区块链分片的交易管理系统，其特征在于，所述交易分片模块包括区块链分片单元、节点分区单元和虚拟构建单元；
所述区块链分片单元用于对交易进行分片，并将分片后的交易数据放置不同区块链单元中进行存储；
所述节点分区单元根据所述区块链单元中交易数据的长度对节点进行划分，并按照节点分区顺序向区块链单元中随机位置插入标识节点，对当前区块链单元中的交易分片和节点的所处位置进行标识；
所述虚拟构建单元用于生成交易发送方的虚拟地址和虚拟随机密钥；
所述虚拟地址利用哈希散列处理生成，将交易发送方的IP地址根据公式：
MIP＝[fu(IP)+K]modm；
其中，MIP为加密后的虚拟地址，fu为交易发送方u的随机哈希散列函数，IP为交易发送方IP地址，K为随机产生的哈希散列浮动值，m为交易发送方IP地址长度。


3.根据权利要求2所述的一种基于区块链分片的交易管理系统，其特征在于，所述路由设计模块包括存储路径选择单元、路由机制选择单元和交易数据云端备份单元；
所述存储路径选择单元将所述虚拟构建单元生成的虚拟地址在交易网络中进行广播，交易发送方收到应答后，将发出应答消息的网络地址作为交易接收方地址，同时交易接收方对当前路径和交易发送方地址进行存储；
所述路由机制选择单元确定交易发送方地址后，选择适配路由机制将交易发送方和交易接收方之间的所有通路建立连接，将所有通路中依次放入交易数据分片，同时将所有通路中的第一片交易数据分片进行发送；
所述交易数据云端备份单元，当第一片交易数据分片被交易接收方接收后，所述交易数据云端备份单元将所有交易数据传输相关信息上传至云端进行备份存储，所述交易数据传输相关信息包括存储路径选择单元内的存储信息、完成一次交易数据分片发送所需时间、通路允许通过最大分片长度、通路响应时间和通路时延。


4.根据权利要求3所述的一种基于区块链分片的交易管理系统，其特征在于，所述交易保护模块包括加密保护单元和解密保护单元；
所述加密保护单元包括地址加密单元和数据加密单元，所述地址加密单元用于在进行交易前，生成一对公私钥，从公钥衍生出相应的加密后的虚拟地址，所述数据加密单元用于对所有交易数据分片的具体内容通过私钥加密，并在交易过程中设置定时重新加密；
所述地址加密单元通过系统指定双曲线生成长度为32位的私钥，将32位的私钥映射为长度为65位的公钥，形成密钥对(KS，KG)，其中KS为私钥，KG为公钥，对公钥进行哈希散列处理后取处理结果的后20位，生成加密后的地址；
私钥映射为公钥根据公式：



其中，KG为公钥，fu为交易发送方的随机哈希散列函数，e为系统指定双曲线的离心率，为系统指定双曲线的准线方程，将私钥经过哈希散列处理后映射至双曲线得到公钥；
所述数据加密单元利用32位私钥对交易数据进行多轮置换加密，同时将加密后的密文和公钥发送至交易接收方；
所述对交易数据进行多轮置换加密，根据公式：



其中，Pn为经过n次置换加密后的交易数据，Pn-1-1为第n-1次置换的逆运算，KS为私钥，为不进位加法；
所述解密保护单元当交易接收方接收到第一片交易数据后，通过公钥进行地址验证，地址验证通过后，向交易发送方发出继续交易应答，随后对交易数据内容根据公钥解密私钥，通过私钥解密交易数据。


5.根据权利要求4所述的一种基于区块链分片的交易管理系统，其特征在于，所述交易模块包括监控单元和广播查询单元；
所述监控单元用于对交易过程进行监控，查看所有分片是否在交易过程中顺利完成传输，同时对交易通路情况进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：方彭，
申请(专利权)人：苏州讯如电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32