一种适用于流通钢材溯源的联盟链制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于流通钢材溯源的联盟链，本发明专利技术采用PoS共识算法替代PoW共识算法，避免了计算资源浪费，增强了事务处理吞吐量，通过设置专门的存储侧链，将过时钢材信息转移到的存储侧链存储，在不丢失过时钢材信息的前提下降低了主链的账本大小，新入网节点不必再浪费大量的存储空间和时间以存储过时钢材信息，降低了新入网节点的门槛。降低了新入网节点的门槛。降低了新入网节点的门槛。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于流通钢材溯源的联盟链


[0001]本专利技术涉及一种适用于流通钢材溯源的联盟链，属于针对固定商品、全产业链的联盟链记账领域。

技术介绍

[0002]流通钢材溯源是指对钢材的全生命周期进行跟踪和溯源。目前业内主要使用RFID方法对钢材进行出入库记录，相应的钢材溯源方法一般是逐条查询钢材出入库的数据库记录。这些记录数据以本地服务器保存为主，辅以云端备份。但是，对于集中式的服务器存储模式，存在以下问题：（一）服务器易出现单点故障问题，导致数据库信息丢失或不匹配；（二）服务器管理员的权限不受监管，管理员可以随意修改钢材信息；（三）产业规模的不断扩大，致使系统所要处理的钢材溯源访问请求量也急速增加，服务器负载压力极大，而中心化服务器的升级成本高昂，这些成本均由上游厂商承担，不利于相关产业的良性发展。
[0003]基于以上问题，联盟链技术被引入到了钢材溯源领域，有效解决了服务器单点故障和权限控制问题。但现有的联盟链解决方案仍存在一定问题：（一）当前联盟链采用了工作量证明（PoW）的共识机制，该机制下，大量计算设备被用于无意义的大整数分解计算，造成计算资源浪费；（二）在现有共识机制下，联盟链的产块时间间隔较长，事务处理的吞吐量较低，无法应对高频访问；（三）钢材作为流通性大宗商品，具有周期性流通特点，每过一个时间周期，就会有大量钢材从市场中退市，这些已处于使用阶段、不再流通的钢材信息却仍然在联盟链网络账本中普遍存储，直接导致了联盟链长度的快速增长和账本的臃肿，动辄数百GB的账本还大幅提高了新入网节点的门槛。
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技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种联盟链及流通钢材溯源方法，解决了流通钢材溯源中联盟链存在计算资源浪费、事务处理吞吐量较低、新入网节点门槛高的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种适用于流通钢材溯源的联盟链，包括采用PoS共识算法的主链和存储侧链，存储侧链的节点均为同时在主链中的跨链节点；主链：存储钢材流通产业链中各环节的钢材信息；存储侧链：周期性检索主链中的过时钢材信息，将过时钢材信息转移至自身存储；在流通钢材溯源时，若溯源需要访问的钢材信息已被自身存储，将溯源需要访问钢材信息转移至主链存储。
[0006]在主链中，根据节点贡献和预设规则，确定下一个产块节点；其中，节点贡献为节点网络性能指标、节点存储性能指标、节点传输数据量指标和响应访问积极程度指标的加权和。
[0007]节点贡献的计算公式为：
其中，CON(i)表示主链中第i个节点的贡献；表示主链中第i个节点网络性能指标， Average表示计算平均值，Distance(i,j)表示计算主链中第i个节点和第j个节点之间的距离；表示主链中第i个节点存储性能指标，Store(i)表示主链中第i个节点已使用的硬盘存储量， Store
all
(i)表示主链中第i个节点计算机总存储量，P1表示Store
all
(i)
‑ꢀ
Store(i)的权重，P2表示Store
all
(i)/ Store(i)的权重；表示主链中第i个节点传输数据量指标，表示主链中第i个节点上传的账本数据量，表示主链中第i个节点下载的账本数据量；表示主链中第i个节点响应访问积极程度指标，表示主链中第i个节点接收的访问请求，表示主链中第i个节点响应的访问请求；分别表示的权重。
[0008]预设规则为：在主链中，若第i个节点的产块概率最先达到产块目标值，则第i个节点为下一个产块节点；其中，产块概率根据第i个节点的贡献计算获得，产块目标值根据产上一块目标值的hash值计算获得。
[0009]产块概率的计算公式为：其中，CON(i)表示主链中第i个节点的贡献，P(i)表示主链中第i个节点的产块概率，表示主链中的产块间隔，t表示距上一块产出的时间；产块目标值的计算公式为：其中，表示产块b目标值，表示产块b
‑
1目标值，块b
‑
1表示上一产出的块，表示计算hash值，N表示控制运算值大小的参数，mod表示整除取余。
[0010]在存储侧链中，产块间隔随着主链的块高度增加速度和平均交易时间的增大而减小。
[0011]还包括若干访问侧链；访问侧链连接所在地区就近的主链节点，从所连主链节点获取主链账本，并将主链账本分割保存到各访问侧链节点中；在流通钢材溯源时，访问侧链接收普通商户或游客
的溯源请求。
[0012]主链和存储侧链之间的钢材信息转移采用原子跨链技术。
[0013]本专利技术所达到的有益效果：本专利技术采用PoS共识算法替代PoW共识算法，避免了计算资源浪费，增强了事务处理吞吐量，通过设置专门的存储侧链，将过时钢材信息转移到的存储侧链存储，在不丢失过时钢材信息的前提下降低了主链的账本大小，新入网节点不必再浪费大量的存储空间和时间以存储过时钢材信息，降低了新入网节点的门槛。
附图说明
[0014]图1为主链区块结构如图；图2为主链过时钢材信息转移到存储侧链的流程图；图3为联盟链节点示意图；图4为流通钢材溯源实例流程图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0016]一种适用于流通钢材溯源的联盟链，包括采用PoS共识算法的主链和存储侧链，存储侧链的节点均为同时在主链中的跨链节点；主链：存储钢材流通产业链中各环节的钢材信息；存储侧链：周期性检索主链中的过时钢材信息，将过时钢材信息转移至自身存储；在流通钢材溯源时，若溯源需要访问的钢材信息已被自身存储，将溯源需要访问钢材信息转移至主链存储。
[0017]上述联盟链采用PoS共识算法替代PoW共识算法，避免了计算资源浪费，增强了事务处理吞吐量，通过设置专门的存储侧链，将过时钢材信息转移到的存储侧链存储，在不丢失过时钢材信息的前提下降低了主链的账本大小，新入网节点不必再浪费大量的存储空间和时间以存储过时钢材信息，降低了新入网节点的门槛。
[0018]上述主链采用PoS共识算法搭建，在主链区块头中，额外设置专门的sidechain字段，主链区块中该字段值为00，主链区块结构如图1所示，图中Previous_Hash表示前一个区块的哈希值，Block_Number表示区块号，Sidechain表示侧链标识位，PoS_Hash表示PoS哈希值，Date表示区块数据（包括事务、签名、读集合、写集合等），Block_Hash表示本区块的哈希值。
[0019]主链搭建完成后，即可投入早期使用，此时，流通钢材产业链中的各环节（如钢材生产厂、加工厂、B2B交易平台、终端商户等），通过自有的计算机设备连接到主链，并以新入网节点身份向主链发起入网请求，提交注册信息（包括运营资质、在钢材产业链中的具体环节、是否担任存储节点/访问侧链节点等）。联盟链上部署的智能合约自动审核所提交的注册信息是否完备等，之后将上述信息本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于流通钢材溯源的联盟链，其特征在于，包括采用PoS共识算法的主链和存储侧链，存储侧链的节点均为同时在主链中的跨链节点；主链：存储钢材流通产业链中各环节的钢材信息；存储侧链：周期性检索主链中的过时钢材信息，将过时钢材信息转移至自身存储；在流通钢材溯源时，若溯源需要访问的钢材信息已被自身存储，将溯源需要访问钢材信息转移至主链存储。2.根据权利要求1所述的一种适用于流通钢材溯源的联盟链，其特征在于，在主链中，根据节点贡献和预设规则，确定下一个产块节点；其中，节点贡献为节点网络性能指标、节点存储性能指标、节点传输数据量指标和响应访问积极程度指标的加权和。3.根据权利要求2所述的一种适用于流通钢材溯源的联盟链，其特征在于，节点贡献的计算公式为：其中，CON(i)表示主链中第i个节点的贡献；表示主链中第i个节点网络性能指标， Average表示计算平均值，Distance(i,j)表示计算主链中第i个节点和第j个节点之间的距离；表示主链中第i个节点存储性能指标，Store(i)表示主链中第i个节点已使用的硬盘存储量， Store
all
(i)表示主链中第i个节点计算机总存储量，P1表示Store
all
(i)
‑ꢀ
Store(i)的权重，P2表示Store
all
(i)/ Store(i)的权重；表示主链中第i个节点传输数据量指标，表示主链中第i个节点上传的账本数据量，表示主链中第i个节点下载的账本数据量；表示主链中第i个节...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛红玉，王康，杨威，陈先意，陈卫，丁思哲，郭俊屹，李清昀，章亚军，
申请(专利权)人：江苏数一科技服务有限公司，
类型：发明
国别省市：