技术摘要：
一种基于诚信值的区块链容量回收方案，该方案有三个要点：为区块添加最大信息有效周期属性，以此作为判断区块信息是否可删除、计算区块信息副本数量的依据；统计节点在生成区块过程中的投票行为，以此为依据预测诚信节点，并通过算法决策可删除区块信息的存储地址；以  全部
背景技术：
区块链技术起初因其去中心化和信息难以篡改的特性引起了金融行业的关注，但 仅被应用于数字货币领域。直到Ethereum和Hyberledger的出现为区块链技术与各领域的 结合提供了可行的解决方案，供应链、智能医疗、物联网等各领域研究人员均对与区块链技 术的结合展开探索性研究与尝试，但区块链的性能问题始终是各领域Dapp(Decentralized  Application,去中心化应用)落地的阻碍之一。区块链技术对计算机存储容量的高要求限 制了其应用范围：截至2019年6月，比特币核心网已生成579276块，占存储空间超过216GB， 并以每年52GB的规模线性增长。区块链对计算机存储空间的需求与吞吐量成正比，本文以 Visa网络每秒最高处理量计算区块链吞吐量增加对存储空间的要求：比特币的平均交易处 理量为每秒7个事务，而Visa网络平均处理量为每秒2.4万个事务，若Visa的交易信息存储 在区块链中，则预计每年将增长174.1T存储量，在可预见的未来，它的存储空间需求将超出 用户的承受能力。 目前，国内外关于区块链的容量优化的研究较少。首先说明区块的结构。区块分为 区块头和区块体两部分，区块头用于标识区块和维持区块链的链式结构；区块体包含交易 的详细信息。为了解决区块链对计算机容量的压力，比特币为此提出“轻节点“的概念，即部 分用户仅保存区块头部以节省自身存储空间，需要数据时向“全节点”请求查询，此方案的 缺点是并未解决全节点处对区块链容量的高要求。有些文献中提出利用本地存储交易详细 信息，将交易详细信息的哈希值存入区块链以减少区块链的存储空间。当查询交易详情信 息时向对应存储节点发起查询请求，并根据区块链中存储的哈希值进行信息验证，但此方 案交易信息由单节点存储，降低了信息存储的安全性。 为了更加科学合理地解决区块链对计算机的高容量要求，本方案的设计思想是， 完整地设计一套区块链容量回收策略，即区块链系统在用户发起容量回收请求时能分析信 息的有效性，自主决策存储信息的副本数量和存储地址并清理过期数据，从而降低系统整 体的磁盘占用率，并要求节点本地删除过期数据后仍能从存储信息副本的节点处获取并验 证信息。可能使用到的技术包括但不限于：分布式存储、一致性哈希算法、遗传算法、蚁群算 法等。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是设计一种能够提供一种科学有效地减少区块链系统占 用节点磁盘空间的容量回收方案。本方案为区块和交易添加了信息有效周期属性，能够与 时间戳属性结合，科学地选择可以清除的区块信息。本方案能够统计节点投票行为，计算节 6 CN 111597168 A 说　明　书 2/6 页 点诚信值作为预测诚信节点的依据，收集节点磁盘占用率、网络带宽使用率、计算机计算能 力，结合诚信节点预测结果作为区块信息副本存储地址决策算法的输入参数，该算法可为 待清除区块选择存储副本的节点群，未被选择的节点即可删除区块。本发明实现了在维持 区块链信息可追溯、可验证的前提下有效减少区块链系统占用的节点磁盘空间。 为了达到上述目的，本发明提供了一种基于诚信值的区块链容量回收方案，其特 征在于：所述方案包括下列功能模块：回收区块链占用节点磁盘空间功能模块和查询区块 信息功能模块；其中： 回收区块链占用节点磁盘空间功能模块涉及到的执行模块有：数据收集模块、数 据存取模块、数据分析模块、系统执行模块和数据库。首先由数据收集模块收集区块链网络 中各节点的诚信值和性能数据，并将数据存储在数据库中；系统执行模块响应用户发起的 回收磁盘空间请求后，经数据存取模块获取存储在数据库中的节点诚信值和性能数据，由 数据分析模块判断可清除的区块信息并为区块决策区块信息副本数量和存储地址，最后由 系统执行模块根据决策执行删除区块信息的命令； 查询区块信息功能模块设计到的执行模块有：数据存取模块、系统执行模块和数 据库。首先由系统执行模块响应用户的查询区块信息请求，经数据存取模块查询数据库中 的区块信息或区块存储地址信息。 针对现有区块链平台中对区块链容量优化/回收方案的缺陷与不足，本发明基于 诚信值的区块链容量回收方案进行了有针对性的改进。本发明基于诚信值的区块链容量回 收方案结合现有方案中的优点，为区块添加了最大信息有效周期属性，科学地选择能够清 除的区块和计算区块信息的副本数量；本方案能够统计在一定周期内节点在生成区块过程 中的投票行为，以此为依据预测节点是否为诚信节点，结合节点性能数据为区块信息决策 存储地址。 本发明基于诚信值的区块链容量回收方案的创新优点和功效是： (一)科学判断：本发明基于诚信值的区块链容量回收方案为交易和区块添加了信 息有效周期属性，结合时间戳属性和数学计算，可在遍历区块时科学地判断每个区块信息 是否仍有存储价值。 (二)准确预测：本发明基于诚信值的区块链容量回收方案在一定周期内统计节点 在生成区块过程中的投票行为信息，作为预测算法或数据计算的输入参数，预测节点是否 为诚信节点，为区块信息副本存储地址的选择提供依据。 (三)智能决策：本发明基于诚信值的区块链容量回收方案收集节点诚信值、节点 磁盘占用率、计算机CPU使用率、网络带宽占用率等数据作为区块信息副本存储地址决策算 法的输入参数，兼顾了节点性能和节点的可信性；并以区块的信息有效周期为依据计算可 清除区块信息的副本数量，科学、智能地为可清除的区块信息决策副本数量和存储地址。 (四)对用户透明：本发明基于诚信值的区块链容量回收方案用户查询区块信息操 作对用户透明，即用户所使用的的节点在回收了区块链占用的磁盘空间后，发起查询区块 信息时仍能从存储区块副本的节点处通过远过程调用命令获取本地删除的区块信息并验 证，且查询时延在用户可接受范围内。 总之，本发明基于诚信值的区块链容量回收方案具有很好的推广应用前景。 7 CN 111597168 A 说　明　书 3/6 页 附图说明 图1是本发明方案所依附区块链系统部署的整体组成结构。 图2是本发明基于诚信值的区块链容量回收方案各执行模块的结构组成示意图。 图3是本发明基于诚信值的区块链容量回收方案的工作方法操作步骤活动图。 图4是本发明查询区块信息的工作方法操作步骤活动图。