[發(fā)明專(zhuān)利]ASIC陣列、數(shù)據(jù)處理板以及區(qū)塊挖掘方法和設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811503862.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110347637A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張楠賡;徐英韜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京嘉楠捷思信息技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F15/78
• 分類(lèi)號(hào): G06F15/78;G06F15/173
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;祁建國(guó)

本發(fā)明涉及一種ASIC陣列，用于進(jìn)行區(qū)塊挖掘，該ASIC陣列包括：設(shè)置于PCB電路板上的多個(gè)ASIC芯片，該ASIC芯片包括多個(gè)裸片，該裸片包括片上網(wǎng)絡(luò)，其中該片上網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，該計(jì)算節(jié)點(diǎn)包括內(nèi)存，該內(nèi)存用于分布存儲(chǔ)區(qū)塊挖掘中的隨機(jī)數(shù)據(jù)集的子集。本發(fā)明的ASIC陣列，將內(nèi)存分配到計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，通過(guò)計(jì)算節(jié)點(diǎn)?片上網(wǎng)絡(luò)?ASIC芯片?ASIC陣列的層級(jí)結(jié)構(gòu)，使ASIC陣列可以存儲(chǔ)區(qū)塊挖掘中所需的隨機(jī)數(shù)據(jù)集，即通過(guò)將子集分配到每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)存的方式，有效降低進(jìn)行區(qū)塊挖掘的散列計(jì)算過(guò)程中，隨機(jī)數(shù)據(jù)集對(duì)大容量?jī)?nèi)存的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于區(qū)塊挖掘的方法和設(shè)備，以及采用區(qū)塊挖掘的方法的ASIC陣列和數(shù)據(jù)處理板。

背景技術(shù)

以太坊(Ethereum)是一個(gè)全新的開(kāi)方的區(qū)塊鏈平臺(tái)，它允許任何人在平臺(tái)中建立和使用通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)運(yùn)行的去中心化應(yīng)用。以太坊的核心是一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(P2P)網(wǎng)絡(luò)，以太坊區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫(kù)是由眾多連接到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)來(lái)維護(hù)和更新的。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的以太坊區(qū)塊挖掘示意圖。如圖1所示，交易費(fèi)用由節(jié)點(diǎn)收集，用戶(hù)(Miner)12就是以太坊網(wǎng)絡(luò)10中收集、傳播、確認(rèn)和執(zhí)行交易的節(jié)點(diǎn)。用戶(hù)們將交易打包為區(qū)塊，并互相競(jìng)爭(zhēng)，以使他們的區(qū)塊可以添加到下一個(gè)區(qū)塊鏈上，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)之為挖礦。礦池服務(wù)器11(Pool server)在新的區(qū)塊上將挖礦業(yè)務(wù)分包給礦池(Mining pool)里的用戶(hù)，每一個(gè)挖礦工作的參數(shù)包括區(qū)塊字頭散列值、用戶(hù)期望搜尋到的隨機(jī)數(shù)值范圍和難易度。

和區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)一樣，用戶(hù)們通過(guò)解決復(fù)雜數(shù)學(xué)問(wèn)題的任務(wù)以便成功地“挖”到區(qū)塊，這被稱(chēng)為“工作量證明”。一個(gè)運(yùn)算問(wèn)題，如果在算法上解決，比驗(yàn)證解決方法需要更多數(shù)量級(jí)的資源，那么它就是工作量證明的極佳選擇。為防止區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)發(fā)生的專(zhuān)門(mén)硬件(例如特定用途集成電路)造成的中心化現(xiàn)象，以太坊選擇了側(cè)重于消耗更多內(nèi)存的運(yùn)算問(wèn)題。如果問(wèn)題需要內(nèi)存和CPU，那么理想的硬件就是普通電腦。這就使以太坊的工作量證明具有抗特定用途集成電路的特性，和由專(zhuān)門(mén)硬件控制區(qū)塊挖掘的區(qū)塊鏈相比，以太坊能夠帶來(lái)更加去中心化的安全分布。

解決復(fù)雜數(shù)學(xué)問(wèn)題的過(guò)程與區(qū)塊挖掘設(shè)備的CPU性能零相關(guān)，與區(qū)塊挖掘設(shè)備的內(nèi)存大小及內(nèi)存帶寬正相關(guān)，這意味著那些通過(guò)共享內(nèi)存的方式大規(guī)模部署的區(qū)塊挖掘設(shè)備，在挖礦效率上并不能產(chǎn)生線性或者超線性(super-linear)的增長(zhǎng)。

中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)“一種FPGA并行陣列模塊及其計(jì)算方法”，公開(kāi)號(hào)CN106843080A，公開(kāi)了一種FPGA并行陣列模塊，其連接至上位機(jī)，其包括依次設(shè)置的對(duì)外通信層、任務(wù)切分層和計(jì)算層；對(duì)外通信層、任務(wù)切分層、計(jì)算層均設(shè)有電源模塊和散熱模塊；對(duì)外通信層用于與上位機(jī)進(jìn)行通訊，對(duì)外通信層設(shè)有ARM主控模塊，ARM主控模塊用于實(shí)現(xiàn)軟件自定義功能調(diào)用；ARM主控模塊用于實(shí)現(xiàn)Linux軟件流程，其設(shè)有接口模塊，對(duì)外通信層通過(guò)接口模塊連接至上位機(jī)，且ARM主控模塊與接口模塊之間設(shè)有破解模塊；破解模塊用于封裝組織FPGA陣列，調(diào)度FPGA資源進(jìn)行密鑰計(jì)算，計(jì)算出正確的密鑰；任務(wù)切分層用于對(duì)任務(wù)進(jìn)行切分并均衡調(diào)度，任務(wù)均分層設(shè)有多個(gè)FPGA二級(jí)主控模塊，F(xiàn)PGA二級(jí)主控模塊用于進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算；計(jì)算層設(shè)有多個(gè)ASIC模塊，ASIC模塊用于進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算；每個(gè)FPGA二級(jí)主控模塊連接至多個(gè)ASIC模塊。

但目前以太坊的區(qū)塊挖掘中，存在大容量?jī)?nèi)存的需求，如何在降低區(qū)塊挖掘設(shè)備成本的前提下，減小對(duì)區(qū)塊挖掘設(shè)備內(nèi)存的需求，是目前業(yè)界重點(diǎn)研究的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以太坊區(qū)塊挖掘中對(duì)大容量?jī)?nèi)存的運(yùn)算需求問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種ASIC陣列，使用該ASIC陣列的數(shù)據(jù)處理板，以及使用該數(shù)據(jù)處理板區(qū)塊挖掘設(shè)備，和對(duì)應(yīng)的區(qū)塊挖掘方法。