[發明專利]一種基于區塊鏈分片技術的共識方法

在審

• 申請號: 201911191908.4
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110851537A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 蔣勇;胡靖宇
• 申請（專利權）人: 蔣勇;常州市龍星工業自動化系統有限公司;絲鏈（常州）控股有限公司
• 主分類號: G06F16/27
• 分類號: G06F16/27
• 代理公司: 株洲湘知知識產權代理事務所(普通合伙) 43232
• 代理人: 吳志勇

本發明公開了一種基于區塊鏈分片技術的共識方法，包括單個分片鏈共識過程和多個分片鏈共識過程結合實現多個分片鏈之間的并發機制，所述單個分片鏈共識過程基于權重和VRF的PoS共識算法，所述多個分片鏈共識過程基于樹圖的共識算法；本發明基于權重和VRF的PoS共識算法和基于樹圖的共識算法的二者結合，來完美得解決分片鏈的共識和管理，以分片鏈的方式讓共識可以并發執行來提高它的性能，并引入樹圖的區塊存儲結構來解決區塊之間的全序問題。

技術領域

本發明屬于區塊鏈技術應用領域，具體地，涉及一種基于區塊鏈分片技術的共識方法。

背景技術

現有技術中，一個區塊鏈的共識過程一般包括：競爭一個隨機性出塊的機會、把一個新出的區塊向全網進行廣播和其余節點對新接收到的區塊進行驗證和存儲三個步驟，但是按照上面方式進行串行執行，性能較低；現在普通x86服務器的計算和存儲能力，可以很輕松得支持節點每秒處理10000+的事務的驗證和存儲，所以節點的計算和存儲性能不是一個區塊鏈的性能的瓶頸所在，也為一個聯盟鏈系統的運行提供了充足的硬件條件。

區塊鏈的分片技術主要包括網絡分片，即網絡按照一定規則選取節點形成分片；實施分片的第一步就是創建分片，因此網絡分片是事務分片、計算分片和狀態分片的基礎；事務分片，即按一定規則將事務分配到同一個分片處理，則既能夠達到并行處理的目的又能避免雙花問題的出現；狀態分片，即特定的分片只存儲部分狀態，而不是完整的區塊鏈狀態，狀態分片能夠減少狀態儲存冗余，狀態分片是最為理想化的分片方式，但是分片技術的難點在于跨分片鏈的事務的處理和管理。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于區塊鏈分片技術的共識方法，解決了網絡分片、事務分片二種分片技術在跨分片鏈的事務處理和管理的問題，具體的通過基于權重和VRF的PoS共識算法和基于樹圖的共識算法的二者結合，來完美得解決分片鏈的共識和管理，以分片鏈的方式讓共識可以并發執行來提高它的性能，并引入樹圖的區塊存儲結構來解決區塊之間的全序問題。

本發明為了解決現有技術問題所采用的技術方案如下：

提供一種基于區塊鏈分片技術的共識方法，包括單個分片鏈共識過程和多個分片鏈共識過程結合實現多個分片鏈之間的并發機制，所述單個分片鏈共識過程基于權重和VRF的PoS共識算法，所述多個分片鏈共識過程基于樹圖的共識算法；具體包括：

T1.用戶構建事務的執行請求，請求數據中包含了發送者的簽名，并根據發送者的賬戶地址計算出事務的分片標識值；

T2.用戶把事務提交給對應分片上的一個節點；

T3.分片節點確認交易的發送者的賬戶地址是否屬于本分片，拒絕不屬于本分片的事務請求數據；本分片的數據進入“已接受”隊列；

T4.分片節點對“已接受”隊列的數據進行驗證和預執行，丟棄驗證和預執行失敗的數據；驗證和預執行通過的數據進入到“等待打包”隊列并完成事務轉發工作；

T5.參與分片鏈的共識過程的節點，如果它獲得了出塊的機會，它從“等待打包”隊列中執行事務，并根據當前已經接收和存儲的區塊的樹圖拓撲規則打包為一個新區塊，并向全網廣播這個新區塊；所有參與分片鏈的共識過程的節點按照共識算法來驗證新區塊；

T6.網絡中的其余分片鏈的節點，接收到一個新區塊后，驗證所述新區塊的有效性，執行事務并更新相關的狀態存儲數據。