CN112118133B - 基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，包括如下步骤：S1，创建两个智能合约，分别为数据合约和功能合约，数据合约提供一个带映射索引的字符串数组，用于存储自定义结构数据；S2，自定义数据结构通过标准化形成字符串，存入数据合约；访问数据合约，取得字符串，通过逆标准化还原为自定义数据结构；用户通过重定义数据结构来更新数据合约的数据结构，也可以重定义标准化和逆标准化的流程来提高存取效率；S3，功能合约通过访问数据合约来为用户提供访问接口，替换功能合约即可升级合约部分功能。

Description

基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法

技术领域

本发明涉及区块链智能合约领域，尤其涉及一种基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法。

背景技术

以太坊(英文Ethereum)是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台，通过其专用加密货币以太币(Ether，简称“ETH”)提供去中心化的以太虚拟机(Ethereum VirtualMachine)来处理点对点合约。

现有技术中区块链网络中关于更新智能合约的数据结构的方法，主要是通过继承数据结构合约，来做到在更新数据结构的同时，保证历史数据不丢失。但是现有技术中也存在如下问题：

1)需要使用代理合约，逻辑合约、数据结构合约，并且代理合约和逻辑合约需要继承数据结构合约，结构复杂，不易理解，导致部署和升级难度加大。

2)数据结构存储于合约中，导致用户每次想要修改数据结构，都必须升级合约。

3)数据结构存储于合约中，所以部署合约之前必须设计好数据结构。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，包括如下步骤：

S1，创建两个智能合约，分别为数据合约和功能合约，数据合约提供一个带映射索引的字符串数组，用于存储自定义结构数据；

S2，自定义数据结构通过标准化形成字符串，存入数据合约；访问数据合约，取得字符串，通过逆标准化还原为自定义数据结构；用户通过重定义数据结构来更新数据合约的数据结构，也可以重定义标准化和逆标准化的流程来提高存取效率；

S3，功能合约通过访问数据合约来为用户提供访问接口，替换功能合约即可升级合约部分功能。

优选的，还包括：

S1-1，通过太坊服务器接收来自区块链节点的智能合约升级请求，建立升级智能合约的自定义结构数据请求单元，在请求单元中设置访问信息；

S1-2，对以太坊服务器进行访问信息预留存储地址；保存访问信息、以及存储地址和即将建立升级关系的智能合约字符串。

S1-3，对智能合约中数据合约进行字符串定义，构建文件ID集合，文件名集合、文件类型集合和文件存储容量集合数据结构，

S1-4，形成智能合约中功能合约的标准化形式，将文件ID集合，文件名集合、文件类型集合和文件存储容量集合数据结构整合在价值-json标准数据结构中；

S1-5，智能合约中将数据合约和功能合约进行编译，得到待部署合约的字节数和转换字符串的存储地址空间记录信息，当数据合约和功能合约的记录信息存储完成后，进行智能合约升级标识备注，反馈至以太坊服务器发起部署智能合约升级请求，通过智能合约的函数入口地址表、数据标准化记录集，将智能合约记录的存储状态转换为键值的形式进行存储，

S1-6，以太坊服务器对智能合约中数据合约和功能合约地址进行认证，旨在以信息化方式传播、验证或执行智能合约快速升级的网络协议，根据智能合约升级需求，验证智能合约快速升级的网络协议作为数据合约和功能合约的一个插件模块，部署快速升级的赋值需求从而更新自定义的结构数据；

S1-7，由以太坊服务器上编写所述智能合约升级方案，并设置所述验证升级方案的智能合约存储地址；所述智能合约存储地址参数设置为以太坊服务器访问地址，当以太坊服务器接收所述智能合约部署请求，得到所述验证升级方案的智能合约存储地址，

S1-8，所述以太坊服务器获取待执行智能合约升级事件的事件信息，根据所述事件信息生成事件请求；对智能合约中文件ID集合，文件名集合、文件类型集合和文件存储容量集合数据结构整合在价值-json标准数据结构中的存储地址映射在以太坊服务器，在完成部署所述验证升级方案的验证逻辑后，由以太坊服务器上发起待升级指令。

优选的，包括：

S2-1，数据合约从以太坊服务器获取升级请求，每次接收到升级请求信息后，则进行字符串形式的数据结构准备，并对升级请求进行认证校验；生成升级请求的事件结构体，并根据以太坊服务器的请求地址调用的所述事件结构体进行认证校验；数据合约认证校验所述事件结构体之后，根据事件结构体中的升级请求，搭建字符串形式的数据结构，通过所述认证校验过程对本次升级请求执行预设升级操作；

S2-2，当以太坊服务器接收到一个升级事件请求时创建的对应的字符串时，在所述事件结构体中对待升级文件数据的文件ID集合，文件名集合、文件类型集合和文件存储容量集合数据结构进行映射；

S2-3，如果升级请求中字符串数据结构与带升级文件数据相对应，则进行升级请求的执行指令，如果字符串数据结构与带升级文件数据不对应，则不进行升级请求的执行指令，建立升级请求冗余度阈值，如果超过该阈值则返回数据合约进行重新认证校验，否则继续执行升级请求；

S2-4，使用更新后的功能合约执行数据合约的校验工作，当以太坊服务器执行升级请求时，将更新后的功能合约中更新结构数据的任务进行分类处理，从以太坊服务器中删除以前定义的功能合约；在进行功能合约删除操作中，将删除结果广播至每个以太坊服务器，从而形成区块链上的以太坊服务器该功能合约删除操作已执行，避免功能合约删除操作被多次重复执行。

S2-5，以太坊服务器将所述待执行的升级请求，使用更新后的功能合约执行对以前定义的功能合约的覆盖操作，若所述覆盖操作校验失败时，所述以太坊服务器将对升级请求从以太坊服务器中进行备注，直到覆盖操作校验成功，所形成的数据合约字符串形式结构数据作为智能合约升级信息，以太坊服务器根据所述升级信息生成的事件结构体，包括：文件ID集合、文件名集合、文件类型集合和文件存储容量集合数据结构，其中经过功能合约更新后文件ID集合、文件名集合、文件类型集合和文件存储容量集合数据结构完成智能合约匹配过程。

优选的，包括：

S3-1，智能合约通过执行以太坊服务器升级请求，以及广播至区块链任一节点，以太坊服务器所执行的升级请求，通过数据合约和功能合约验证方案可升级完成以太坊服务器的快速升级过程，通过验证逻辑地址调用验证升级请求对所述事件结构体进行校验实现智能合约的升级请求；所述升级请求根据智能合约不同的升级时间可以改变升级请求内容和容量，通过对所述验证逻辑变量进行赋值来更新数据合约和功能合约可升级的验证逻辑，从而实现在灵活更新升级请求，无需切换到新的智能合约；

S3-2，智能合约在升级过程中升级请求的执行顺序先后是根据请求时间进行排列，执行顺序以升级请求的具体内容确定，通过获取升级请求中以太坊服务器的智能合约地址，根据所述合约地址生成智能合约部署请求；

S3-3，通过部署升级请求接收模块71，用于接收以太坊前置服务器发送的智能合约部署请求，得到验证方案可升级钱包的合约地址；

S3-4，通过部署智能合约升级请求从而访问以太坊服务器智能合约地址，并将是否升级广播至其它以太坊服务器；对于智能合约升级更新请求，接收所述以太坊服务器发送的验证逻辑更新请求，得到验证逻辑地址；通过接收所述以太坊服务器发送的升级请求，生成事件结构体，并根据所述验证逻辑地址调用验证方案对所述事件结构体进行认证校验；

若所述事件结构体认证校验失败时，将所述升级请求从以太坊服务器地址中删除；事件结构体是指以太坊服务器根据升级请求的数据合约和功能合约创建的信息体；根据验证逻辑地址调用升级请求，对所述事件结构体进行校验，以实现以太坊服务器的智能合约升级认证校验。

优选的，还包括：

S4-1，通过接收来自以太坊服务器执行智能合约升级请求，对执行智能合约升级请求中包括数据合约和功能合约的升级请求；

S4-2，在区块链网络中查找与以太坊服务器进行智能合约升级请求的发布地址，调用该智能合约升级请求的发布地址，智能合约中数据合约和功能合约输入参数和字符串结构数据的存储内容，对于以太坊服务器通过执行升级请求信息发送升级接口数据，根据区块链协议类型UTXO(Unspent TransactionOutput，未花费的交易输出)模型、不同区块链协议的升级请求中，描述的升级请求信息的格式有所不同，在UTXO模型的升级请求脚本中包括升级请求描述信息，在进行部署升级接口数据接收字符串的结构数据的描述信息，通过不同的区块链协议实现升级请求，

S4-3，数据合约的字符串形成结构数据的哈希值、发送地址和以太坊服务器请求信息，能够在以太坊服务器执行过程中查询升级请求进度，在执行数据合约和功能合约请求时，将其进度返还给以太坊服务器。

优选的，还包括：

通过智能合约的字符串的结构数据标准化结构M为输入，输出升级请求指示的智能合约是否存在升级请求错误；通过计算M的升级请求标签，形成数据合约的字符串结构数据和功能合约的更新数据；

标准化结构M＝{S，L，V}，其中S为以太坊服务器智能合约的升级地址集合，L为数据合约字符串集合，V为功能合约进行更新的临界状态集合，在功能合约进行更新过程中V1和V2分别表示进行更新的开始状态节点和结束状态节点；

通过级联运算，通过偏差矢量b对V进行更新调节，转换为使用区块链节点中任意以太坊服务器聚合的升级请求来更新功能合约，通过遍历区块链节点中的所有进行升级请求状态的以太坊服务器，并将具有升级请求的以太坊服务器贴标签，从而映射至智能合约升级完成的以太坊服务器。

优选的，包括：

使用结构数据对数据合约的字符串进行标准化处理，得到训练完成的标准化结构数据，具体标准化结构数据包括：通过升级请求时间消息神经网络，对结构数据传递的神经网络特征，其将升级先后时间顺序的变量信息进行赋值，设计的神经网络为两个阶段，形成数据合约的字符串结构数据和功能合约的更新数据；顺序依次沿升级请求传递信息进行，开始和结束的时间段对以太坊服务器的智能合约的升级请求进行回滚fallback，将升级请求进度融合到下一以太坊服务器的智能合约升级请求过程中，整合的智能合约升级请求数据集，标准化处理得到智能合约升级请求的标准化图结构，以智能合约升级请求的标准化图结构作为自定义结构数据神经网络的输入，并输出以太坊服务器智能合约升级请求的运行状态。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

通过自定义数据结构的标准化/逆标准化规则，来实现以太坊智能合约所存储数据结构的快速更新。

通过本发明方法，对以太坊智能合约所存储数据结构进行快速更新。

对以太坊智能合约部署升级请求，得到合约地址，根据该合约地址，从而完成部署数据合约到功能合约的快速升级；在进行验证升级过程中，以太坊智能合约的数据合约进行字符串匹配，根据字符串验证地址生成更新请求，并通过结构数据进行定义操作，将升级过程通过验证逻辑变量更新为所述验证逻辑地址，从而快速实现以太坊升级操作。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明总体示意图；

图2是本发明具体实施方式示意图；

图3是本发明工作流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在以太坊智能合约中存储结构化数据时，由于区块链的特性，总是存在数据结构升级困难的问题。本发明提供一种快速的方法来解决这样的问题。

完整方案

1)、如图1所示，创建两个智能合约，分别为数据合约和功能合约，数据合约提供一个带映射索引的字符串数组(索引易实现)，用于存储数据，功能合约通过访问数据合约来为用户提供服务。

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				001	contract.txt	text	20k
026	film.mp4	mpeg	100m
				042	novel.pdf	pdf	10m

表1.数据结构

表2.数据标准化形式(使用json)

2)、数据合约并不提供数据结构存储，而只存储字符串。用户自行定义数据结构并将其转化为字符串存储，并指定一个属性用于检索；如图2所示，用户数据标准化模块的功能就是将数据标准化为字符串。例如，可以使用json将结构化数据通过标准化模块转化为字符串，表1为用户的结构化数据，表2为转化后的字符串及用户自行选定的索引。当用户从合约取得字符串数据后，可使用图2所示的数据逆标准化模块还原数据。当然用户也可以选定其他从数据结构到字符串的转化方式和索引。

3)、如图2所示，功能更新主要是通过使用新功能合约来替换旧功能合约来完成的，由于功能合约不保存数据，所以不会丢失历史数据。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，创建两个智能合约，分别为数据合约和功能合约，数据合约提供一个带映射索引的字符串数组，用于存储自定义结构数据；

S1-1，通过以太坊服务器接收来自区块链节点的智能合约升级请求，建立升级智能合约的自定义结构数据请求单元，在请求单元中设置访问信息；

S1-2，对以太坊服务器进行访问信息预留存储地址；保存访问信息、以及存储地址和即将建立升级关系的智能合约字符串；

S1-3，对智能合约中数据合约进行字符串定义，构建文件ID集合，文件名集合、文件类型集合和文件存储容量集合数据结构，

S1-4，形成智能合约中功能合约的标准化形式，将文件ID集合，文件名集合、文件类型集合和文件存储容量集合数据结构整合在价值标准数据结构中；

S1-5，智能合约中将数据合约和功能合约进行编译，得到待部署合约的字节数和转换字符串的存储地址空间记录信息，当数据合约和功能合约的记录信息存储完成后，进行智能合约升级标识备注，反馈至以太坊服务器发起部署智能合约升级请求，通过智能合约的函数入口地址表、数据标准化记录集，将智能合约记录的存储状态转换为键值的形式进行存储，

S1-6，以太坊服务器对智能合约中数据合约和功能合约地址进行认证，旨在以信息化方式传播、验证或执行智能合约快速升级的网络协议，根据智能合约升级需求，验证智能合约快速升级的网络协议作为数据合约和功能合约的一个插件模块，部署快速升级的赋值需求从而更新自定义的结构数据；

S1-7，由以太坊服务器上编写所述智能合约升级方案，并设置所述验证升级方案的智能合约存储地址；所述智能合约存储地址参数设置为以太坊服务器访问地址，当以太坊服务器接收所述智能合约部署请求，得到所述验证升级方案的智能合约存储地址，

S1-8，所述以太坊服务器获取待执行智能合约升级事件的事件信息，根据所述事件信息生成事件请求；对智能合约中文件ID集合，文件名集合、文件类型集合和文件存储容量集合数据结构整合在价值标准数据结构中的存储地址映射在以太坊服务器，在完成部署所述验证升级方案的验证逻辑后，由以太坊服务器上发起待升级指令；

S2，自定义数据结构通过标准化形成字符串，存入数据合约；访问数据合约，取得字符串，通过逆标准化还原为自定义数据结构；用户通过重定义数据结构来更新数据合约的数据结构，也可以重定义标准化和逆标准化的流程来提高存取效率；

S3，功能合约通过访问数据合约来为用户提供访问接口，替换功能合约即可升级合约部分功能。

2.根据权利要求1所述的基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，其特征在于，还包括：

S2-1，数据合约从以太坊服务器获取升级请求，每次接收到升级请求信息后，则进行字符串形式的数据结构准备，并对升级请求进行认证校验；生成升级请求的事件结构体，并根据以太坊服务器的请求地址调用的所述事件结构体进行认证校验；数据合约认证校验所述事件结构体之后，根据事件结构体中的升级请求，搭建字符串形式的数据结构，通过所述认证校验过程对本次升级请求执行预设升级操作。

3.根据权利要求2所述的基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，其特征在于，还包括：

S2-2，当以太坊服务器接收到一个升级事件请求时创建的对应的字符串时，在所述事件结构体中对待升级文件数据的文件ID集合，文件名集合、文件类型集合和文件存储容量集合数据结构进行映射。

4.根据权利要求3所述的基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，其特征在于，还包括：

S2-3，如果升级请求中字符串数据结构与待升级文件数据相对应，则进行升级请求的执行指令，如果字符串数据结构与待升级文件数据不对应，则不进行升级请求的执行指令，建立升级请求冗余度阈值，如果超过该阈值则返回数据合约进行重新认证校验，否则继续执行升级请求。

5.根据权利要求4所述的基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，其特征在于，还包括：

S2-4，使用更新后的功能合约执行数据合约的校验工作，当以太坊服务器执行升级请求时，将更新后的功能合约中更新结构数据的任务进行分类处理，从以太坊服务器中删除以前定义的功能合约；在进行功能合约删除操作中，将删除结果广播至每个以太坊服务器，从而形成区块链上的以太坊服务器该功能合约删除操作已执行，避免功能合约删除操作被多次重复执行。

6.根据权利要求5所述的基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，其特征在于，还包括：

S2-5，以太坊服务器将所述待执行的升级请求，使用更新后的功能合约执行对以前定义的功能合约的覆盖操作，若所述覆盖操作校验失败时，所述以太坊服务器将对升级请求从以太坊服务器中进行备注，直到覆盖操作校验成功，所形成的数据合约字符串形式结构数据作为智能合约升级信息，以太坊服务器根据所述升级信息生成的事件结构体，包括：文件ID集合、文件名集合、文件类型集合和文件存储容量集合数据结构，其中经过功能合约更新后文件ID集合、文件名集合、文件类型集合和文件存储容量集合数据结构完成智能合约匹配过程。

7.根据权利要求6所述的基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，其特征在于，包括：

S3-1，智能合约通过执行以太坊服务器升级请求，以及广播至区块链任一节点，以太坊服务器所执行的升级请求，通过数据合约和功能合约验证方案可升级完成以太坊服务器的快速升级过程，通过验证逻辑地址调用验证升级请求对所述事件结构体进行校验实现智能合约的升级请求；所述升级请求根据智能合约不同的升级时间可以改变升级请求内容和容量，通过对所述验证逻辑变量进行赋值来更新数据合约和功能合约可升级的验证逻辑，从而实现在灵活更新升级请求，无需切换到新的智能合约。

8.根据权利要求7所述的基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，其特征在于，还包括：

S3-2，智能合约在升级过程中升级请求的执行顺序先后是根据请求时间进行排列，执行顺序以升级请求的具体内容确定，通过获取升级请求中以太坊服务器的智能合约地址，根据所述合约地址生成智能合约部署请求。

9.根据权利要求8所述的基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，其特征在于，还包括：

S3-3，通过部署升级请求接收模块，用于接收以太坊前置服务器发送的智能合约部署请求，得到验证方案可升级钱包的合约地址。

10.根据权利要求9所述的基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，其特征在于，还包括：

S3-4，通过部署智能合约升级请求从而访问以太坊服务器智能合约地址，并将是否升级广播至其它以太坊服务器；对于智能合约升级更新请求，接收所述以太坊服务器发送的验证逻辑更新请求，得到验证逻辑地址；通过接收所述以太坊服务器发送的升级请求，生成事件结构体，并根据所述验证逻辑地址调用验证方案对所述事件结构体进行认证校验；

若所述事件结构体认证校验失败时，将所述升级请求从以太坊服务器地址中删除；事件结构体是指以太坊服务器根据升级请求的数据合约和功能合约创建的信息体；根据验证逻辑地址调用升级请求，对所述事件结构体进行校验，以实现以太坊服务器的智能合约升级认证校验。

11.根据权利要求10所述的基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，其特征在于，还包括：

S4-1，通过接收来自以太坊服务器执行智能合约升级请求，对执行智能合约升级请求中包括数据合约和功能合约的升级请求。

12.根据权利要求11所述的基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，其特征在于，还包括：

S4-2，在区块链网络中查找与以太坊服务器进行智能合约升级请求的发布地址，调用该智能合约升级请求的发布地址，智能合约中数据合约和功能合约输入参数和字符串结构数据的存储内容，对于以太坊服务器通过执行升级请求信息发送升级接口数据，根据区块链协议类型UTXO模型、不同区块链协议的升级请求中，描述的升级请求信息的格式有所不同，在UTXO模型的升级请求脚本中包括升级请求描述信息，在进行部署升级接口数据接收字符串的结构数据的描述信息，通过不同的区块链协议实现升级请求。

13.根据权利要求12所述的基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，其特征在于，还包括：

S4-3，数据合约的字符串形成结构数据的哈希值、发送地址和以太坊服务器请求信息，能够在以太坊服务器执行过程中查询升级请求进度，在执行数据合约和功能合约请求时，将其进度返还给以太坊服务器。

14.根据权利要求13所述的基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，其特征在于，还包括：

通过智能合约的字符串的结构数据标准化结构M为输入，输出升级请求指示的智能合约是否存在升级请求错误；通过计算M的升级请求标签，形成数据合约的字符串结构数据和功能合约的更新数据；

标准化结构M＝{S，L，V}，其中S为以太坊服务器智能合约的升级地址集合，L为数据合约字符串集合，V为功能合约进行更新的临界状态集合，在功能合约进行更新过程中V1和V2分别表示进行更新的开始状态节点和结束状态节点；

通过级联运算，通过偏差矢量b对V进行更新调节，转换为使用区块链节点中任意以太坊服务器聚合的升级请求来更新功能合约，通过遍历区块链节点中的所有进行升级请求状态的以太坊服务器，并将具有升级请求的以太坊服务器贴标签，从而映射至智能合约升级完成的以太坊服务器。

15.根据权利要求14所述的基于自定义结构数据便于以太坊智能合约快速升级方法，其特征在于，包括：

使用结构数据对数据合约的字符串进行标准化处理，得到训练完成的标准化结构数据，具体标准化结构数据包括：通过升级请求时间消息神经网络，对结构数据传递的神经网络特征，其将升级先后时间顺序的变量信息进行赋值，设计的神经网络为两个阶段，形成数据合约的字符串结构数据和功能合约的更新数据；顺序依次沿升级请求传递信息进行，开始和结束的时间段对以太坊服务器的智能合约的升级请求进行回滚fallback，将升级请求进度融合到下一以太坊服务器的智能合约升级请求过程中，整合的智能合约升级请求数据集，标准化处理得到智能合约升级请求的标准化图结构，以智能合约升级请求的标准化图结构作为自定义结构数据神经网络的输入，并输出以太坊服务器智能合约升级请求的运行状态。

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