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CN109583903B - 区块确认方法、设备和存储介质 - Google Patents

区块确认方法、设备和存储介质 Download PDF

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CN109583903B CN201811430883.4A CN201811430883A CN109583903B CN 109583903 B CN109583903 B CN 109583903B CN 201811430883 A CN201811430883 A CN 201811430883A CN 109583903 B CN109583903 B CN 109583903B
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Abstract

本发明提供一种区块确认方法、设备和存储介质，该方法包括：接收若干第一区块的投票信息；其中，投票信息由委员会节点接收第一记账节点打包并广播的第一区块后，对第一区块验证成功后签名生成；判断各投票信息是否满足预配置的投票确认规则：是，则根据各投票信息打包生成第一交易；将第一交易打包至第二区块中。本发明缩短了区块确认时间，又降低了双花问题风险，提高区块链系统的性能，为用户提供良好的用户体验。

Description

区块确认方法、设备和存储介质
技术领域
本申请涉及区块链技术领域，具体涉及一种区块确认方法、设备和存储介质。
背景技术
现有的区块链技术中，一种较好的共识方法是，挑选出固定的若干个拥有较强公信力的超级节点组成共识委员会，共识委员会节点轮流打包交易生成区块，共识委员会再使用BFT两阶段投票方式对生成的区块投票确认区块；这种方法使得生成的区块有强同步性，不会发生分叉。强同步性指的是，区块的不可更改高度与区块的实际高度是相同的，即打包交易生成区块，且该区块被确认后，下一轮共识才会开始。强同步性虽然可以保证区块链不会产生双花的问题，但会导致区块确认耗时较长的问题。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种既可以缩短区块确认时间，又可以降低双花问题风险的区块确认方法、设备和存储介质。
第一方面，本发明提供一种区块确认方法，包括：
接收若干第一区块的投票信息；其中，投票信息由委员会节点接收第一记账节点打包并广播的第一区块后，对第一区块验证成功后签名生成；
判断各投票信息是否满足预配置的投票确认规则：是，则根据各投票信息打包生成第一交易；
将第一交易打包至第二区块中。
第二方面，本发明还提供一种设备，包括一个或多个处理器和存储器，其中存储器包含可由该一个或多个处理器执行的指令以使得该一个或多个处理器执行根据本发明各实施例提供的区块确认方法。
第三方面，本发明还提供一种存储有计算机程序的存储介质，该计算机程序使计算机执行根据本发明各实施例提供的区块确认方法。
本发明诸多实施例提供的区块确认方法、设备和存储介质通过接收若干第一区块的投票信息；其中，投票信息由委员会节点接收第一记账节点打包并广播的第一区块后，对第一区块验证成功后签名生成；判断各投票信息是否满足预配置的投票确认规则：是，则根据各投票信息打包生成第一交易；将第一交易打包至第二区块中的方法，缩短了区块确认时间，又降低了双花问题风险，提高区块链系统的性能，为用户提供良好的用户体验。
本发明一些实施例提供的区块确认方法、设备和存储介质进一步通过将第二区块配置为第一区块的下一区块的方法，实现了一种区块的不可更改高度与区块的实际高度相同的同步区块确认方法，投票操作与区块确认操作同步，降低了双花问题风险，进一步优化了用户体验。
本发明一些实施例提供的区块确认方法、设备和存储介质进一步通过将第二区块配置为第一区块后的第n个区块，n为大于1的正整数的方法，实现了一种区块的不可更改高度与区块的实际高度不同的异步区块确认方法，投票操作与区块确认操作异步，缩短了区块确认时间，提高区块链系统的性能，进一步优化了用户体验。
本发明一些实施例提供的区块确认方法、设备和存储介质进一步通过判断当前收到的投票信息的数量是否不小于当前时间点确认区块所需的投票信息数量：是，则从各投票信息中选取不超过当前时间点所允许提交投票数的投票信息，将选取的各投票信息打包生成第一交易的方法，使得区块链系统即使只有少数正常运作的节点也能继续运行，进一步优化了用户体验。
本发明一些实施例提供的区块确认方法、设备和存储介质进一步通过监测从将第一交易打包只第二区块中的时刻起，是否接受到其它的投票信息：是，则扣除发送其它的投票信息的节点所持有的若干权益的方法，使得第一区块的委员会节点不会持续广播第一区块的投票信息，降低区块链系统拥堵的风险，提高区块链系统的性能，进一步优化了用户体验。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一实施例提供的一种区块确认方法的流程图。
图2为图1所示方法的一种优选实施方式中步骤S14的场景示意图。
图3为图1所示方法的一种优选实施方式的流程图。
图4为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
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。
图1为本发明一实施例提供的一种区块确认方法的流程图。如图1所示，在本实施例中，本发明提供一种区块确认方法方法，包括：
S13：接收若干第一区块的投票信息；其中，投票信息由委员会节点接收第一记账节点打包并广播的第一区块后，对第一区块验证成功后签名生成；
S14：判断各投票信息是否满足预配置的投票确认规则：是，则根据各投票信息打包生成第一交易；
S15：将第一交易打包至第二区块中。
具体地，区块链网络中预配置的每一轮参与投票的委员会节点为12个；第一区块的记账节点为记账节点A，第二区块的记账节点为记账节点B；预配置的投票确认规则为：判断当前收到的投票信息的数量是否不小于当前时间点确认区块所需的投票信息数量；当前收到的投票信息的数量为8票，当前时间点确认区块所需的投票信息数量为6票。
在步骤S13中，记账节点B接收若干第一区块的投票信息；其中，投票信息由委员会节点接收记账节点A打包并广播的第一区块后，对第一区块验证成功后签名生成；
在步骤S14中，由于当前收到的投票信息的数量为8票，当前时间点确认区块所需的投票信息数量为6票，记账节点B判断当前收到的投票信息的数量不小于当前时间点确认区块所需的投票信息数量，并将收到的8票投票信息打包生成第一交易；
在步骤S15中，记账节点B将第一交易打包至第二区块中。
上述实施例以区块链网络中预配置的每一轮参与投票的委员会节点为12个；第一区块的记账节点为记账节点A，第二区块的记账节点为记账节点B；预配置的投票确认规则为：判断当前收到的投票信息的数量是否不小于当前时间点确认区块所需的投票信息数量；当前收到的投票信息的数量为8票，当前时间点确认区块所需的投票信息数量为6票为例，对本发明提供的区块确认方法进行了详细的阐述；在更多实施例中，还可以根据实际需求将委员会节点配置为任意正整数，将投票确认规则配置为判断当前收到的投票信息的数量是否不小于当前时间点允许收到投票信息的数量等其它规则，均可实现相同的技术效果。
上述实施例缩短了区块确认时间，又降低了双花问题风险，提高区块链系统的性能，为用户提供良好的用户体验。
在一优选实施例中，第二区块为第一区块的下一区块。具体地，以第一区块为区块高度为H-1的区块，第二区块为区块高度为H的区块，第一区块的记账节点为记账节点A，第二区块的记账节点为记账节点B为例。
在步骤S13中，记账节点B接收若干区块高度为H-1的区块的投票信息；其中，投票信息由委员会节点接收记账节点A打包并广播的区块高度为H-1的区块后，对区块高度为H-1的区块验证成功后签名生成；
在步骤S14中，由于当前收到的投票信息的数量为8票，当前时间点确认区块所需的投票信息数量为6票，记账节点B判断当前收到的投票信息的数量不小于当前时间点确认区块所需的投票信息数量，并将收到的8票投票信息打包生成第一交易；
在步骤S15中，记账节点B将第一交易打包至区块高度为H的区块中。
上述实施例通过将第二区块配置为第一区块的下一区块的方法，实现了一种区块的不可更改高度与区块的实际高度相同的同步区块确认方法，投票操作与区块确认操作同步，降低了双花问题风险，进一步优化了用户体验。
在一优选实施例中，第二区块为第一区块后的第n个区块，n为大于1的正整数。具体地，以第一区块为区块高度为H-1的区块，第二区块为区块高度为H+1的区块，第一区块的记账节点为记账节点A，第二区块的记账节点为记账节点C为例。
在步骤S13中，记账节点C接收若干区块高度为H-1的区块的投票信息；其中，投票信息由委员会节点接收记账节点A打包并广播的区块高度为H-1的区块后，对区块高度为H-1的区块验证成功后签名生成；
在步骤S14中，由于当前收到的投票信息的数量为8票，当前时间点确认区块所需的投票信息数量为6票，记账节点C判断当前收到的投票信息的数量不小于当前时间点确认区块所需的投票信息数量，并将收到的8票投票信息打包生成第一交易；
在步骤S15中，记账节点C将第一交易打包至区块高度为H+1的区块中。
上述实施例以n＝2为例对区块确认方法进行了详细的阐述，在更多实施例中，还可以根据实际需求将n配置为其它大于1的正整数，可实现相同的技术效果。
上述实施例通过将第二区块配置为第一区块后的第n个区块，n为大于1的正整数的方法，实现了一种区块的不可更改高度与区块的实际高度不同的异步区块确认方法，投票操作与区块确认操作异步，缩短了区块确认时间，提高区块链系统的性能，进一步优化了用户体验。
在一优选实施例中，判断各投票是否满足预配置的投票确认规则包括：判断当前收到的投票信息的数量是否不小于当前时间点确认区块所需的投票信息数量；其中，当前时间点确认区块所需的投票信息数量根据预配置的区块打包计时器与确认区块所需投票信息数量的关系确定。
具体地，以当前收到的投票信息的数量为8票，当前时间点确认区块所需的投票信息数量为6票为例；由于当前收到的投票信息的数量为8票，当前时间点确认区块所需的投票信息数量为6票，记账节点B判断当前收到的投票信息的数量不小于当前时间点确认区块所需的投票信息数量，并将收到的8票投票信息打包生成第一交易。
图2为图1所示方法的一种优选实施方式中步骤S14的场景示意图。如图2所示，在一优选实施例中，步骤S14还包括：
S142：判断当前收到的投票信息的数量是否不小于当前时间点确认区块所需的投票信息数量：
是，则从各投票信息中选取不超过当前时间点所允许提交投票数的投票信息，将选取的各投票信息打包生成第一交易。
具体地，以当前时间为8s，当前收到的投票信息的数量为12票，当前时间点确认区块所需的投票信息数量为6票，当前时间点所允许提交投票数为5票为例；
在步骤S142中，由于当前收到的投票信息的数量为12票，当前时间点确认区块所需的投票信息数量为6票，当前时间点所允许提交投票数为5票；记账节点判断当前收到的投票信息的数量不小于当前时间点确认区块所需的投票信息数量，并从当前收到的12票的投票信息中选取5票，打包生成第一交易。
在更多实施例中，可根据实际需求配置当前时间点所允许提交投票数，可实现相同的技术效果。
上述实施例使得区块链系统即使只有少数正常运作的节点也能继续运行，若将当前时间点所允许提交投票数配置为1票，则区块链系统即使只有一个正常运作的节点也能继续运行，进一步优化了用户体验。
在一优选实施例中，将第一交易打包至第二区块中包括：
将第一交易与其它普通交易排序，打包至第二区块；其中，第一交易的排列序号为第一。
图3为图1所示方法的一种优选实施方式的流程图。如图3所示，在一优选实施例中，接收若干第一区块的投票信息前，区块链的节点还执行如下操作：
S11：根据第一公式计算第一数值；
S12：判断第一数值是否满足第一条件：
是，则将第一数值广播到区块链网络中后成为委员会节点，并对各第一数值进行排序；
其中，排序后序号最小的第一数值对应的委员会节点为记账节点。
具体地，将判断第一数值是否满足第一条件配置为第一数值是否小于系统难度值为例：
在步骤S11中，根据第一公式计算第一数值；
在步骤S12中，判断第一数值是否小于系统难度值：
是，则将第一数值广播到区块链网络中后成为委员会节点，并对各第一数值进行排序；
其中，排序后序号最小的第一数值对应的委员会节点为记账节点。
在更多实施例中，可以根据实际需要将第一数值是否满足第一条件配置为第一数值是否小于上一个区块的区块哈希等其它方式，可实现相同的技术效果。
上述实施例提供了一种委员会节点的筛选方法，以第一区块为区块高度为H-1的区块，第二区块为区块高度为H的区块，第一区块的记账节点为记账节点A，第二区块的记账节点为记账节点B为例；在区块高度为H-1时，用上述实施例提供的方法筛选出区块高度为H-1的委员会节点，区块高度为H-1的委员会节点中，第一数值最小的为节点A，节点A即为区块高度为H-1的区块的记账节点，记为记账节点A；在区块高度为H时，用上述实施例提供的方法筛选出区块高度为H的委员会节点，区块高度为H的委员会节点中，第一数值最小的为节点B，节点B即为区块高度为H的区块的记账节点，记为记账节点B；每一个区块的委员会节点及记账节点都不同，防止委员会节点与记账节点之间为利益合谋。
在一优选实施例中，第一公式配置为：
hash1＝Hash(sig(Hash(addr()+time+hash(H-1)+hash(H-2)+hash(H-3))))，其中，H为第二区块的区块高度，hash1为第一数值，Hash()为哈希算法，sig()为加密算法，addr()为节点的公钥地址，time为第一区块的生成时间，hash(H-1)为第二区块前的第一个区块的记账节点的第一数值，hash(H-2)为第二区块前的第二个区块的记账节点的第一数值，hash(H-3)为第二区块前的第三个区块的记账节点的第一数值。
在更多实施例中，还可以根据实际需求将第一公式配置为hash1＝Hash(sig(Hash(addr()+time+X)))，其中，X为任意可获取的区块信息。
在一优选实施例中，区块链的节点配置有第一合约，第一合约配置用于：
每隔若干区块高度，调整系统难度值，其中，第一数值是否满足第一条件根据系统难度值确定。
具体地，以每隔50个区块高度区间，调整系统难度值；当前区块高度为100，在区块高度为51的区块至区块高度为100的区块中，普遍存在需要花费过多的时间生成足够的委员会节点的情况；且将第一数值是否满足第一条件根据系统难度值确定配置为：判断第一数值是否小于系统难度值：是，则将第一数值广播到区块链网络中后成为委员会节点；
由于在区块高度为51的区块至区块高度为100的区块中，普遍存在需要花费过多的时间生成足够的委员会节点的情况，且将第一数值是否满足第一条件根据系统难度值确定配置为：判断第一数值是否小于系统难度值：是，则将第一数值广播到区块链网络中后成为委员会节点；可以认为，在区块高度为51的区块至区块高度为100的区块中，系统难度值的数值较小，使得需要花费较长的时间，才有足够的节点满足第一数值小于系统难度值这一条件成为委员会节点；因此需要增加系统难度值的数值。
在一优选实施例中，区块链的节点配置有第一合约，第一合约配置用于：当委员会节点接收第一记账节点打包并广播的第一区块后，对第一区块验证成功后签名时，扣除委员会节点持有的若干权益。
具体地，以区块链系统产生分叉，分叉后形成链M与链N为例，其中，链M在正确的链为例；
若委员会节点在投票时为正确的M链投票，则委员会节点的投票信息被下一轮共识的记账节点打包生成第二区块，且第二区块被验证成功后，获得投票奖励，其中，获得的投票奖励的价值高于扣除若干权益的价值。
若委员会节点在投票时为不正确的N链投票，则委员会节点的投票信息被下一轮共识的记账节点打包生成第二区块，且第二区块被验证成功后，不获得投票奖励，对于委员会节点来说，损失了持有的若干权益，促使委员会节点在投票时，为正确的链投票。
若委员会节点在投票时为正确的M链投票，同时也为不正确的N链投票，即构成了恶意投票，则委员会节点的投票信息被下一轮共识的记账节点打包生成第二区块，且第二区块被验证成功后，不获得投票奖励，并罚没委员会节点持有的若干权益，其中，罚没的若干权益的价值高于获得的投票奖励的价值。
在一优选实施例中，区块链的节点配置有第一合约，第一合约配置用于：监测从根据各投票信息打包生成第一交易的时刻起，是否接受到其它的第一区块的投票信息：是，则扣除广播其它的第一区块的投票信息的节点所持有的若干权益。
具体地，以第二区块的记账节点为记账节点B，当前收到的投票信息的数量为10票，当前时间点确认区块所需的投票信息数量为6票，当前时间点所允许提交投票数为5票，记账节点B从当前收到的10票的投票信息中选取5票，打包生成第一交易后，仍然收到第一区块的委员会节点Y广播的投票信息为例；此时，扣除委员会节点Y所持有的若干权益。
上述实施例配置了一种惩罚措施，使得第一区块的委员会节点不会持续广播第一区块的投票信息，降低区块链系统拥堵的风险，提高区块链系统的性能，进一步优化了用户体验。
图4为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。
如图4所示，作为另一方面，本申请还提供了一种设备400，包括一个或多个中央处理单元(CPU)401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的程序或者从存储部分408加载到随机访问存储器(RAM)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM403中，还存储有设备400操作所需的各种程序和数据。CPU401、ROM402以及RAM403通过总线404彼此相连。输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。
以下部件连接至I/O接口405：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分407；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分409。通信部分409经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器410也根据需要连接至I/O接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器410上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分408。
特别地，根据本公开的实施例，上述任一实施例描述的区块确认方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行区块确认方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分409从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。
作为又一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例的装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，该程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的区块确认方法。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这根据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，各所述单元可以是设置在计算机或移动智能设备中的软件程序，也可以是单独配置的硬件装置。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离本申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (13)

1.一种区块确认方法，其特征在于，包括：
接收若干第一区块的投票信息；其中，所述投票信息由委员会节点接收第一记账节点打包并广播的第一区块后，对所述第一区块验证成功后签名生成；
判断各所述投票信息是否满足预配置的投票确认规则：是，则根据各所述投票信息打包生成第一交易；
将所述第一交易打包至第二区块中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二区块为所述第一区块的下一区块。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二区块为所述第一区块后的第n个区块，n为大于1的正整数。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述判断各所述投票信息是否满足预配置的投票确认规则包括：
判断当前收到的投票信息的数量是否不小于当前时间点确认区块所需的投票信息数量；
其中，当前时间点确认区块所需的投票信息数量根据预配置的区块打包计时器与确认区块所需投票信息数量的关系确定。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述判断各所述投票信息是否满足预配置的投票确认规则：是，则根据各所述投票信息打包生成第一交易包括：
判断当前收到的投票信息的数量是否不小于当前时间点确认区块所需的投票信息数量：
是，则从各所述投票信息中选取不超过当前时间点所允许提交投票数的投票信息，将选取的各投票信息打包生成第一交易。
6.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述第一交易打包至第二区块中包括：
将所述第一交易与其它普通交易排序，打包至第二区块；其中，所述第一交易的排列序号为第一。
7.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述接收若干第一区块的投票信息前，区块链的节点还执行如下操作：
根据第一公式计算第一数值；
判断所述第一数值是否满足第一条件：
是，则将所述第一数值广播到区块链网络中后成为委员会节点，并对各所述第一数值进行排序；
其中，排序后序号最小的所述第一数值对应的委员会节点为记账节点。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一公式配置为：
hash1＝Hash(sig(Hash(addr()+time+hash(H-1)+hash(H-2)+hash(H-3))))，其中，H为所述第二区块的区块高度，hash1为所述第一数值，Hash()为哈希算法，sig()为加密算法，addr()为节点的公钥地址，time为所述第一区块的生成时间，hash(H-1)为所述第二区块前的第一个区块的记账节点的第一数值，hash(H-2)为所述第二区块前的第二个区块的记账节点的第一数值，hash(H-3)为所述第二区块前的第三个区块的记账节点的第一数值。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，区块链的节点配置有第一合约，所述第一合约配置用于：
每隔若干区块高度，调整系统难度值，其中，所述第一数值是否满足第一条件根据所述系统难度值确定。
10.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，区块链的节点配置有第一合约，所述第一合约配置用于：
当所述委员会节点接收第一记账节点打包并广播的第一区块后，对所述第一区块验证成功后签名时，扣除所述委员会节点持有的若干权益。
11.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，区块链的节点配置有第一合约，所述第一合约配置用于：监测从所述根据各所述投票信息打包生成第一交易的时刻起，是否接受到其它的第一区块的投票信息：是，则扣除广播所述其它的第一区块的投票信息的节点所持有的若干权益。
12.一种用于区块确认的设备，其特征在于，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1-11中任一项所述的方法。
13.一种存储有计算机程序的存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-11中任一项所述的方法。
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