[發明專利]區塊鏈系統的性能優化方法及裝置

有效

• 申請號: 201910074980.2
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109947740B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 滕穎蕾;于非;劉夢婷;滕俊杰;宋梅;唐介一;宋子琪;王迪之;李藍林;曹園園;程超
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G06F16/21
• 分類號: G06F16/21;G06F16/27;G06F21/64;G06Q40/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明實施例提供一種區塊鏈系統的性能優化方法及裝置，其中方法包括：采集當前時刻的狀態信息，將所述狀態信息輸入至當前的神經網絡中，輸出若干種的動作信息；計算當前時刻的分布式性能指標、時延指標和安全性指標，以共同作為性能優化指標；對每一種動作信息，結合所述當前時刻的狀態信息代入預先構建的Q價值函數中，輸出對應的Q估計值，將最大Q價值對應的動作信息作為最優動作信息；以預設概率選擇所述最優動作調整所述區塊鏈系統。本發明實施例首次實現了在提升系統交易吞吐量的同時，保證系統同時滿足分布式性能、時延和安全性能的技術效果。

技術領域

本發明實施例涉及區塊鏈技術領域，更具體地，涉及一種區塊鏈系統的性能優化及裝置。

背景技術

區塊鏈是一種去中心化的分布式數據庫，是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制和加密算法等新型技術的集成創新，保證了信息系統及數據的可靠性、可信性和安全性，并可借助大數據、人工智能算法、超級算力等領域的發展，呈現出廣闊的應用前景。然而，區塊鏈在成為一種大眾化的通用技術的過程中面臨著一個非常重要的問題—可擴展性，也即交易吞吐量，通常采用交易處理速度來衡量。例如，區塊鏈最早的應用比特幣的交易處理速度只有3-4個交易/秒，而后來出現的以太坊的交易處理速度大約為14個交易/秒，如此低的交易吞吐量根本無法處理實際場景中的海量交易量。近期，已經有一些區塊鏈的創業公司設計了新型區塊鏈平臺，致力于解決區塊鏈技術在未來應用場景中的可擴展性問題，解決的思路主要分為兩類：第一類是“鏈上擴展方法”，比如調整區塊大小和區塊間隔時間(如BitcoinCash)，改變區塊的發布過程(如Bitcoin-NG)，引入新的共識機制如權益證明(Proof of Stake,PoS)、代表權益證明(Delegated Proof of Stake,DPoS)、實用拜占庭容錯機制(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT)，利用分片技術(如Zilliqa)；第二類是“鏈下擴展方法”旨在減少主鏈上的計算冗余部分，采用的方法包括利用Sidechains(如Plasma)，Multi-chains(如Cosmos,AION)，Lightning網絡，小額支付通道(如Raidennetwork，TeeChan)等。

上述區塊鏈平臺在提升底層區塊鏈系統性能的過程中均會遇到一個“三難的困境”，也即任何區塊鏈系統只能滿足可擴展性、分布式性能和安全性這三個性能中的一個或者兩個，而無法同時滿足這三個性能。其實，在評估區塊鏈系統性能時，除了可擴展性、分布式性能和安全性外，還有一個重要的性能—時延，這里的時延指的是交易達到不可篡改的狀態時需要的時間。然而，很多現有的區塊鏈平臺的性能只能滿足這四個指標中的幾個，而很難全部滿足所有的性能。例如，采用工作量證明機制(Proof of Work,PoW)的公有鏈系統(如比特幣和以太坊1.0)具有良好的分布式性能和安全性，但是交易吞吐量很低，并且需要很長的交易確認時延；采用集中式區塊模式的區塊鏈系統(如Cardano,EOS)則以犧牲發塊者的分布式性能來提升系統的可擴展性；此外，多鏈系統(如Cosmos,AION)的可擴展性和分布式性能都很好，并且只需要較短的交易確認時間，但是系統的魯棒性卻很差。因此，需要提出一個新的優化區塊鏈系統性能的框架，能夠在提升系統交易吞吐量的同時保證系統的分布式性能、時延和安全性能。在此之前，更為迫切的是需要對可擴展性、分布式性能、安全性和時延這四個方面的性能指標進行量化和分析。目前，雖然有一些文獻已經對區塊鏈系統進行了性能分析，但大部分文獻是通過仿真進行性能評估。

發明內容

本發明實施例提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的顯著性檢測方法及裝置。

第一個方面，本發明實施例提供一種區塊鏈系統的性能優化方法，包括：

采集當前時刻的狀態信息，將所述狀態信息輸入至當前的神經網絡中，輸出若干種的動作信息；

計算當前時刻的分布式性能指標、時延指標和安全性指標，以共同作為性能優化指標；