(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211011623.X (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 深圳百纳维科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市南 山区粤海街 道高新区社区粤兴二道1号虚拟大学 园重点实验室平台大楼 A707 (72)发明人 高智敏　刘显扬　陈钦宇　 (74)专利代理 机构 深圳中细软知识产权代理有 限公司 4 4528 专利代理师 袁文英 (51)Int.Cl. G06Q 50/30(2012.01) G06Q 50/18(2012.01) G06F 21/64(2013.01) G06F 21/60(2013.01)G06F 21/62(2013.01) (54)发明名称 一种面向海运的国密区块链架构及其构建 方法 (57)摘要 本发明公开一种面向海运的国密区块链架 构及其构建方法， 其架构包括程序应用层、 智能 合约层、 自由接口层、 可插拔共识层和海运协议 层， 所述海运协议层由网络服务层和数据存储层 构成； 本发明以国密算法SM2和SM3替换传统国际 通用密码算法的,实现区块链架构 的自主可控， 能满足国内监管及加密要求， 并适配不同的加密 算法， 同时引入可插拔共识协议， 以P2P网络为基 本网络架构并通过随机拓扑的方式建立节点与 节点之间的连接， 解决现有区块链架构的共识算 法不可更改的问题， 共识效率更高， 降低了资源 开销， 同时使该国密区块链架构具备去中心化、 不可篡改、 数据透明和交易安全的特性， 相比传 统区块链架构更为安全高效， 保证了海洋运输的 正常进行。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115409677 A 2022.11.29 CN 115409677 A 1.一种面向海运的国密区块链架构， 其特征在于： 包括程序应用 层、 智能合约层、 自由 接口层、 可插拔共识层和海运协 议层， 所述海运协 议层由网络服务层和数据存储层构成， 所 述数据存 储层通过网络服 务层与可插拔共识层连接； 所述程序应用层包括海运客户端和海运服务端， 并分别与智能合约层以及自由接口层 连接； 所述智能合约层为海运客户端和海运服务端提供海运合约 服务， 并在海运客户端和海 运服务端满足合约条件时自动仲裁和执 行海运合约； 所述自由接口层为上层的程序应用 层和下层的可插拔共识层提供用于实现应用以及 协议的API 函数接口， 并实现区块链函数的快速调用； 所述可插拔共识层通过自由接口层为程序应用层提供可插拔共识协议， 并为海运协议 层提供算力防火墙； 所述网络服务层为P2P网络， 并为区块链提供数据存储功能、 网络共识功能和账户管理 功能； 所述数据存储层包括数据缓冲服务和数据库服务， 所述数据缓冲服务采用数据加密算 法进行加密， 所述数据库服 务采用国密算法进行加密。 2.根据权利要求1所述的一种面向海运的国密区块链架构， 其特征在于： 所述海运客户 端和海运服务端 上均安装有去中心 化应用程序， 所述去中心 化应用程序包括海运航线共享 系统、 运输任务系统、 数据存证系统、 法律权限系统和财务管理系统， 并满足海洋运输过程 中的各项信息需求。 3.根据权利要求1所述的一种面向海运的国密区块链架构， 其特征在于： 所述智能合约 层内预置有合约响应条件和合约响应规则并分别反映合约状态和合约值， 所述智能合约层 根据输入的数据和事件， 并结合合约响应条件以及合约响应规则做出对应的合约冲裁及执 行动作。 4.根据权利要求1所述的一种面向海运的国密区块链架构， 其特征在于： 所述可插拔共 识协议具备通用共识接口并支持不同共识机制， 所述可插拔共识协议以P2P网络为基本网 络架构并通过随机拓扑的方式建立节点与节点之间的连接， 所述可插拔共识协 议采用国密 SM1或SM4 算法验证海运过程中的交易签名。 5.根据权利要求1所述的一种面向海运的国密区块链架构， 其特征在于： 所述网络服务 层的每个网络节点以区块的形式存储所有海运交易记录， 所述网络服务层 包括数据存储模 块、 网络共识模块和账户管理模块， 所述数据存储模块对海运交易进行读取并创建区块发 送至各个网络节点， 所述网络共识模块实现全网区块共识， 并接收存储缺 失区块， 所述账户 管理模块创建并保存 海运交易账户。 6.根据权利要求1所述的一种面向海运的国密区块链架构， 其特征在于： 所述数据缓冲 服务采用非对称加密算法进行加密， 且加密时公钥和私钥成对 出现， 其中公钥公开， 私钥保 密。 7.根据权利要求1所述的一种面向海运的国密区块链架构， 其特征在于： 所述数据库服 务采用的国密算法为SM2算法和SM3算法的结合， 所述SM3算法应用于区块链架构的Hash值 与Merkle根的计算， 具体为： 先通过SM3算法对区块链 中区块头数据进行哈希计算， 得到32 字节的区块哈希值， 再由区块体中所有海运交易的哈希值生成区块头中的Merkle根， 所述权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115409677 A 2SM2算法应用于海运交易的签名操作。 8.一种面向海运的国密区块链架构的构建方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 先构建由 海运客户端和海运服务端组成的程序应用层， 再在智能合约中引入脚本代码、 算法机制、 合 约响应条件和合约响应规则以获得智能合约层， 接着构建为区块链提供接口管理功能的自 由接口层， 随后利用可插拔共识协议构建可插拔共识层， 然后构建网络服务层和数据存储 层并组合为海运协议层， 最后由程序应用层、 智能合约层、 自由接口层、 可插拔共识层和协 议层构建面向海运的国密区块链 架构。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115409677 A 3