技术领域
[0001] 本
发明属于通信技术领域，尤其涉及一种基于区块链的信息处理方法和装置。
背景技术
[0002] 区块链的概念最早由化名“中本聪”的匿名人士在其论文“
比特币：一种点对点的
电子支付系统”中正式提出，它是利用基于椭圆曲线签名
算法(ECDSA)和参与方之间的一致性共识算法来实现的分布式统一账本。区块链技术要求参与系统的记账
节点把一段时间内系统产生的全部信息数据通过
密码学算法记录到一个区块中，并且生成该区块的哈希值用于链接下一个区块作为校验；其他节点验证该区块的数据有效性来选择是否接受该记账结果；接着通过节点之间的某种一致性共识算法来确定生成新的区块。区块是一种数据打包存储结构，将每一个区块中的第一个数据元素设置为上一个区块的散列值就会形成前后相连的链状数据结构即区块链。
[0003] 以比特币和以太坊为代表的传统区块链信息是使用nonce作为信息ID进行信息的发起和确认的。Nonce作为信息ID具体应用方法是信息发起方每成功发起一笔信息就将nonce的数值自行加1，作为下次信息发起的nonce值。通常区块链网络在接收到一个用户的信息后，会验证该信息的nonce是否等于区块链中已经打包的该用户最新信息的nonce+1。
[0004] 由于传统方式发起的信息要求nonce的连续性，就意味着信息处理的并行性和实时性会出现问题。
发明内容
[0005] 鉴于以上所述一个或多个问题，本发明
实施例提供了一种基于区块链的信息处理方法和装置。
[0006] 第一方面，提供了一种基于区块链的信息处理方法，包括：
[0007] 为拟处理的交互信息设置在预设交互序列号范围内不重复的交互序列号nonce；
[0008] 将设置了交互序列号nonce的交互信息向区块链发送。
[0009] 第二方面，提供了一种基于区块链的
数据处理方法，包括：
[0010] 接收交互信息；
[0011] 解析交互信息中的交互序列号nonce；
[0012] 验证nonce在预设交互序列号范围内是否重复；
[0013] 当nonce在预设交互序列号范围内不重复时，将交互信息在区块链中进行打包。
[0014] 第三方面，提供了一种基于区块链的信息处理装置，包括：
[0015] 第一设置单元，用于为拟处理的交互信息设置在预设交互序列号范围内不重复的交互序列号nonce；
[0016] 发送单元，用于将设置了交互序列号nonce的交互信息向区块链发送。
[0017] 第四方面，提供了一种基于区块链的信息处理装置，包括：
[0018] 接收单元，用于接收交互信息；
[0019] 第一解析单元，用于解析交互信息中的交互序列号nonce；
[0020] 第一验证单元，用于验证nonce在预设交互序列号范围内是否重复；
[0021] 打包单元，用于当nonce在预设交互序列号范围内不重复时，将交互信息在区块链中进行打包。
[0022] 由此，通过为拟处理的交互信息设置在预设交互序列号范围内不重复的交互序列号nonce，取消了nonce值连续性的限制，可以使得信息处理的连贯性交给信息发起人在区块链外实现，区块链只负责接收信息，不负责信息的前后关系。区块链会对出块间隔内收到的信息批量打包，并验证nonce是否重复。本实施例可以对串行处理的信息进行解耦，从而实现了信息的并行处理，保证了信息处理的时效性。
附图说明
[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0024] 图1是本发明一实施例的基于区块链的信息处理系统的示意图。
[0025] 图2是本发明一实施例的基于区块链的信息处理方法的流程示意图。
[0026] 图3是本发明另一实施例的基于区块链的信息处理方法的流程示意图。
[0027] 图4是本发明又一实施例的基于区块链的信息处理方法的流程示意图。
[0028] 图5是本发明又一实施例的基于区块链的信息处理方法的流程示意图。
[0029] 图6是本发明一实施例的基于区块链的信息处理装置的结构示意图。
[0030] 图7是本发明另一实施例的基于区块链的信息处理装置的结构示意图。
具体实施方式
[0031] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，都属于本发明保护的范围。
[0032] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本
申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0033] 图1是本发明一实施例的基于区块链的信息处理系统的示意图。
[0034] 如图1所示，该系统可以包括终端节点10、验证节点20、打包节点30和区块链40。其中，终端节点10、验证节点20、打包节点30可以是个人电脑、智能手机、
平板电脑、
个人数字助理、
服务器等电子设备。这些电子设备可以安装有各种通讯客户端应用，例如
即时通信工具、邮箱客户端、社交平台
软件、音频视频软件等。其中，这些电子设备具有
存储器和逻辑运算处理器、控制元件等。这些电子设备可以发送数据
请求，或者可以接收数据请求，还可以对数据进行分析、验证和存储等处理。
[0035] 其中，终端节点10可以是拟处理信息的发起方或者是信息的接收方。验证节点20可以对终端节点10发送的信息进行验证。打包节点30可以对通过验证节点20验证的信息在区块链中进行打包。区块链40可以包括多个区块，例如区块n和区块n+1。其中，Tx代表由各节点独立发送的信息，区块n即当前区块高度blockNumber，区块链将接收到的信息验证后以一定的顺序打包成区块，并使用随机数-散列值的形式将区块链以密码学不可篡改的形式增加。
[0036] 应该理解，图1中的设备的数量仅仅是示意性的，实际的数量不做限制。另外，图1中还可以布置
电缆、交互机等设备。
[0037] 图2是本发明一实施例的基于区块链的信息处理方法的流程示意图。本实施例可以应用于终端节点10侧。本实例的实施主体可以是终端节点10。
[0038] 如图2所示，该方法包括以下步骤：S210，为拟处理的交互信息设置在预设交互序列号范围内不重复的交互序列号nonce；S220，将设置了交互序列号nonce的交互信息向区块链发送。
[0039] 在一些实施例中，在预设交互序列号范围内不重复的交互序列号nonce可以是随机数或者与交互信息相关的索引。
[0040] 具体的，交互序列号nonce的设置规则不再受严格按照区块链中该用户最近一笔打包信息的nonce+1的限制了。这种nonce随机化的方式可以解决过去nonce顺序化造成的无法实现信息并发的问题。现有的nonce顺序化机制希望将信息的连贯性强制通过区块链来执行，这样同时导致了非串行信息也必须串行发起。而本实例中的Nonce设置方式可以将信息的连贯性交给信息发起人(例如终端节点10)在区块链外实现，区块链只负责接收信息，不负责信息的前后关系。因此区块链会对出块间隔内收到的信息批量打包，然后进行验证即可(该方面内容在下文将详细描述)。通过上述方式可以实现了信息的并行处理。
[0041] 其中，打包是由区块链记录用户交易的方法，是指用户发送的信息被区块链网络认可，并记录在某个区块中。
[0042] 图3是本发明一个或者多个实施例的基于区块链的信息处理方法的流程示意图。本实施例可以应用于终端节点10侧。本实例的实施主体可以是终端节点10。
[0043] 如图3所示，该方法包括以下步骤：S310，为拟处理的交互信息设置在预设交互序列号范围内不重复的交互序列号nonce；S320，基于区块链中当前区块高度blockNumber，计算用于交互信息的打包区块高度
阈值blockLimit；S330，为交互信息设置打包区块高度阈值blockLimit；S340，将设置了交互序列号nonce和打包区块高度阈值blockLimit的交互信息进行签名，并向区块链发送。
[0044] 在一些实施例中，打包区块高度阈值blockLimit为：当前区块高度blockNumber与区块高度偏移量之和。
[0045] 在一些实施例中，区块高度偏移量为：预设的信息超时等待时间与区块链的出块间隔的比值。其中，预设的信息超时等待时间可以是1-3分钟。出块是打包的意思。出块间隔或者出块时间是指区块生成的时间间隔，一般为相对固定值，例如比特币出块间隔为10分钟左右，以太坊出块时间为14秒左右。区块高度偏移量通常为10块至50块。
[0046] 具体的，新引入的blockLimit是对信息时效性的约定，它是关于blockNumber(当前区块高度)绝对值的一个描述。该描述指示打包节点只能将本信息打包到blockNumber＜＝blockLimit的区块中。如此设置，信息发起人在发送信息时
指定blockLimit等于当前区块高度加上一个偏移量(例如50)。一段时间后，当信息发起人发现区块链上最新区块的高度已经大于其信息定义的blockLimit，信息发起人即可放心地确认这笔信息之后永远不会被打包了，进而该信息发起人可以重发或者
修改信息内容再次发送相关信息。
[0047] 图3实施例中一个实施例的步骤可以是在图2实施例的
基础上增加以下步骤：
[0048] 基于区块链中当前区块高度blockNumber，计算用于交互信息的打包区块高度阈值blockLimit；
[0049] 为交互信息设置打包区块高度阈值blockLimit，并将设置了交互序列号nonce和打包区块高度阈值blockLimit的交互信息向区块链发送。
[0050] 图3实施例中另一个实施例的步骤可以是在上述实施例的基础上增加以下步骤：将设置了交互序列号nonce和打包区块高度阈值blockLimit的交互信息进行签名，并向区块链发送。
[0051] 其中，签名可以是使用非对称加密算法对信息进行的数字签名。
[0052] 上述各实施例中的用户发起的交互信息可以是为：
[0053] Tx＝TData+nonce+Sign(TData+nonce，SK) (1)
[0054] 其中，TData可以是交互信息的内容，Sk可以是账户私钥，是Sign(Content，Secret Key)可以是信息交互的签名算法。
[0055] 上述各实施例中的用户发起的交互信息可以还可以是为：
[0056] Tx＝TData+nonce+blockLimit+Sign(TData+nonce+blockLimit，SK) (2)[0057] 由此，本实施例可以通过Nonce随机化带来的信息的并行性，还可以通过blockLimit区块限制带来的信息交互的确定性。
[0058] 图4是本发明又一实施例的基于区块链的信息处理方法的流程示意图。本实施例可以应用于区块链网络侧，该区块链网络侧可以包括验证节点20和打包节点30。
[0059] 如图4所示，该方法包括以下步骤：S410，接收交互信息；S420，解析交互信息中的交互序列号nonce；S430，验证nonce在预设交互序列号范围内是否重复；S440，当nonce在预设交互序列号范围内不重复时，将交互信息在区块链中进行打包。其中，S410-S430的实施主体可以是验证节点20。S4440的实施主体可以是打包节点30。
[0060] 作为图4所示实施例的第一个
变形实施例，可以在图4所示实施例的基础上增加以下步骤：解析交互信息中的打包区块高度阈值blockLimit；验证打包区块高度阈值blockLimit是否大于当前区块高度blockNumber；当打包区块高度阈值blockLimit大于当前区块高度blockNumber时，将交互信息在区块链中进行打包。
[0061] 在一些实施例中，打包区块高度阈值blockLimit为：当前区块高度blockNumber与区块高度偏移量之和。
[0062] 在一些实施例中，区块高度偏移量为：预设的信息超时等待时间与区块链的出块间隔的比值。
[0063] 作为图4所示实施例的第二个变形实施例，可以在图4所示实施例的基础上增加以下步骤：设置用于限制打包区块高度阈值blockLimit的打包区块高度范围blockWindow。
[0064] 作为图4所示实施例的第三个变形实施例，可以在图4第二个变形实施例的基础上增加以下步骤：
[0065] 验证打包区块高度阈值blockLimit是否小于当前区块高度blockNumber与打包区块高度范围blockWindow之和；
[0066] 当blockLimit小于blockNumber与blockWindow之和时，将交互信息在区块链中进行打包。
[0067] 具体的，考虑到信息发起人可能由于主观或客观原因(例如希望自己的信息可以更长时间地存在在区块链网络上以便增加打包的可能性或者信息程序出错)，信息发起人可能会设定一个非常大的blockLimit，例如blockLimit等于信息发起时的区块高度加上10000。这种情况下，会使得实时性要求高的信息得不到优先打包的机会。针对这种情况，本实施例引入了blockWindow(打包范围)这个参数用于区块链节点上。该参数定义下，一个信息Tx只能被打包在满足区块高度在如下范围的区块中：
[0068] Tx.blockLimit-blockWindow＜blockNumber＜Tx.blockLimit (3)[0069] 这样，当信息发起人发起的一个信息Tx设定了一个非常大的blockLimit的时候，他的信息会被节点保存为待处理，直到区块链高度到达该信息设定的blockLimit附近，节点才考虑是否对其打包。
[0070] blockLimit的引入同时解决了nonce随机化引入的一个问题，即重放攻击问题。重放攻击指的是相同的信息被两次或多次被区块链打包，造成信息发起人利益受损。例如节点A向节点B发送数字信息，对应的信息为Tx。在传统的nonce连续方案下，每笔信息的nonce是确定递增的，区块链只需要验证本次打包的信息Tx的nonce是否等于当前nonce+1即可。由于nonce小于当前nonce，曾经打包过的Tx不可能被再次打包，而攻击者无法伪造Tx的数字签名，因此也无法手动修改nonce的数值。所以传统的nonce连续方案不存在重放攻击问题。而一旦将nonce改为随机数值，区块链就无法通过简单的nonce递增属性来判断该Tx是否曾经被打包过，因此很难防止重放攻击。blockLimit的引入则解决了该问题。具体来说，由于某个Tx(无论其被正常打包还是被重放)，它只能被打包到[Tx.blockLimit-blockWindow，Tx.blockLimit]的区块里面。所以区块链只需要检查该区块高度内由信息发起人发起的信息是否重复即可。超过了该区块范围，即使信息被重发也不会被打包。
[0071] 由此，上述实施例通过nonce随机化、blockLimit区块限制和blockWindow范围定义三种技术改进，解决了传统区块链信息的无法并行化和信息结果不确定的
缺陷。
[0072] 作为图4所示实施例的第四个变形实施例，可以在图4及其变形实施例的基础上增加以下步骤(在解析交互信息中的交互序列号nonce步骤之前)：解析所接的交互信息中的签名；验证签名是否有效。
[0073] 图5是本发明又一实施例的基于区块链的信息处理方法的流程示意图。
[0074] 其中，左图是信息发起方(例如终端节点10)的信息组装、签名发布流程；右图是区块链网络(包括验证节点20和打包节点30)的验证和打包流程。
[0075] 如图5所示，该方法可以包括以下步骤：
[0076] S501，开始，准备处理交互信息。
[0077] S502，组织拟处理的交互信息的数据。
[0078] S503，为交互信息设置在预设交互序列号范围内不重复的交互序列号nonce数值。
[0079] S504，计算打包区块高度阈值blockLimit。
[0080] blockLimit＝blockNumber+N (4)
[0081] N＝t1/t2 (5)
[0082] 其中，N为区块高度偏移量，t1预设的信息超时等待时间，t2为区块链的平均出块间隔。
[0083] S505，为交互信息设置计算出的blockLimit。
[0084] S506，数字签名并发送交互信息。
[0085] S507，接收交互信息。
[0086] S508，验证签名数据是否有效。当签名数据有效时，转至步骤S509，否则转至步骤S513。
[0087] S509，验证打包区块高度阈值blockLimit是否大于当前区块高度blockNumber。当blockLimit＞blockNumber时，转至步骤S510，则转至步骤S513。
[0088] S510，验证打包区块高度阈值blockLimit是否小于当前区块高度blockNumber与打包区块高度范围blockWindow之和。当blockLimit＜blockNumber+blockWindow，转至步骤S511，否则转至步骤S513。
[0089] S511，验证交互信息的数据是否合法。当交互验证合法时，转至步骤S512，否则转至步骤S513。
[0090] S512，验证通过对交互数据在区块链中进行打包。
[0091] S513，验证不通过，交互信息不被打包。
[0092] 由此，本实施例可以通过Nonce随机化带来的信息的并行性，还可以通过blockLimit区块限制带来的信息交互的确定性，通过blockWindow范围定义对blockLimit带来的超大blockLimit问题进行的修正，通过blockLimit和blockWindow一起对Nonce随机化带来的重复攻击问题进行的修正。
[0093] 另外，本发明实施例可以应用于交易过程，通过对区块链协议的简单修改，将原来仅能用于实验性质的支付网络平移到了金融系统中，使得可以可靠地将交易提交到区块链上而无需担心交易的可靠性和即时性。如果没有该技术，交易方则难以同时发布多笔并行交易，造成性能
瓶颈；交易方也难以确定一条交易请求能否在指定时间内返回处理结果从而大幅影响交易的即时性。事实上，如果没有并行处理和即时处理的属性，区块链网络很难被真正用于金融系统。
[0094] 需要说明的是，上述图2至图5的所描述的操作内容可以进行不同程度的组合应用，为了简明，不再赘述各种组合的实现方式，本领域的技术人员可以按实际需要将上述的操作步骤的顺序进行灵活调整，或者将上述步骤进行灵活组合等操作。
[0095] 图6是本发明一实施例的基于区块链的信息处理装置的结构示意图。
[0096] 如图6所示，基于区块链的信息处理装置600可以包括：第一设置单元610和发送单元620。其中，第一设置单元610，用于为拟处理的交互信息设置在预设交互序列号范围内不重复的交互序列号nonce；发送单元620，用于将设置了交互序列号nonce的交互信息向区块链发送。
[0097] 在一些实施例中，交互序列号nonce是随机数或者与交互信息相关的索引。
[0098] 需要说明的是，本实施例中所示的功能单元的实现方式可以为
硬件、软件、
固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子
电路、
专用集成电路(ASIC)、适当的固件、
插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据
信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括
电子电路、
半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、
软盘、CD-ROM、光盘、
硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的
计算机网络被下载。
[0099] 作为图6所示实施例的一个变形实施例，可以在图6实施例的基础上增加计算单元和第二设置单元。计算单元可以基于区块链中当前区块高度blockNumber，计算用于交互信息的打包区块高度阈值blockLimit；第二设置单元可以用于为交互信息设置打包区块高度阈值blockLimit，并将设置了交互序列号nonce和打包区块高度阈值blockLimit的交互信息向区块链发送。
[0100] 在一些实施例中，打包区块高度阈值blockLimit为：当前区块高度blockNumber与区块高度偏移量之和。
[0101] 在一些实施例中，区块高度偏移量为：预设的信息超时等待时间与区块链的出块间隔的比值。
[0102] 作为图6所示实施例的另一个变形实施例，可以在图6实施例的基础上增加签名单元。签名单元用于将设置了交互序列号nonce和打包区块高度阈值blockLimit的交互信息进行签名，并向区块链发送。
[0103] 图7是本发明另一实施例的基于区块链的信息处理装置的结构示意图。
[0104] 如图7所示，基于区块链的信息处理装置700可以包括：接收单元710、第一解析单元720、第一验证单元730和打包单元740。其中，接收单元710可以用于接收交互信息；第一解析单元720可以用于解析交互信息中的交互序列号nonce；第一验证单元730可以用于验证nonce在预设交互序列号范围内是否重复；打包单元740可以用于当nonce在预设交互序列号范围内不重复时，将交互信息在区块链中进行打包。
[0105] 在一些实施例中，交互序列号nonce是随机数或者与交互信息相关的索引。
[0106] 作为图7所示实施例的第一个变形实施例，可以在图7实施例的基础上增加：第二解析单元和第二验证单元。其中，第二解析单元可以用于解析交互信息中的打包区块高度阈值blockLimit；第二验证单元可以用于验证打包区块高度阈值blockLimit是否大于当前区块高度blockNumber；当打包区块高度阈值blockLimit大于当前区块高度blockNumber时，将交互信息在区块链中进行打包。
[0107] 在一些实施例中，打包区块高度阈值blockLimit为：当前区块高度blockNumber与区块高度偏移量之和。
[0108] 在一些实施例中，区块高度偏移量为：预设的信息超时等待时间与区块链的出块间隔的比值。
[0109] 作为图7所示实施例的第二个变形实施例，可以在图7及其变形实施例的基础上增加：限制单元。限制单元可以用于设置用于限制打包区块高度阈值blockLimit的打包区块高度范围blockWindow。
[0110] 作为图7所示实施例的第三个变形实施例，可以在图7及其变形实施例的基础上增加：第三验证单元。第三验证单元可以用于验证打包区块高度阈值blockLimit是否小于当前区块高度blockNumber与打包区块高度范围blockWindow之和；当blockLimit小于blockNumber与blockWindow之和时，将交互信息在区块链中进行打包。
[0111] 作为图7所示实施例的第四个变形实施例，可以在图7及其变形实施例的基础上增加：第三解析单元和第四验证单元。其中，第三解析单元可以用于解析所接的交互信息中的签名；第四验证单元可以用于验证签名是否有效。
[0112] 需要说明的是，上述各实施例的装置可作为上述各实施例的方法中的执行主体，可以实现各个方法中的相应流程，上述各个实施例中的内容可以互相参考使用，为了简洁，此方面内容不再赘述。
[0113] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0114] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对
现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0115] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
