[發明專利]基于環形拓撲、依賴圖及多版本控制的聯盟鏈交易并發方案的實現方法

在審

• 申請號: 202010468431.6
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111724258A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 李雪威;劉超;喻梅;王建榮;徐天一;趙滿坤;張潔
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06Q40/04
• 分類號: G06Q40/04;G06Q20/40
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 霍慧慧

1.一種基于環形拓撲、依賴圖及多版本控制的聯盟鏈交易并發方案的實現方法，其特征在于：所述方法的步驟為：

S1、發送交易請求，排序節點采用基于環形拓撲的拜占庭容錯共識協議對不同應用程序的交易順序達成一致并將交易打包成區塊，根據區塊內交易構建交易間的依賴關系圖；

S2、執行節點在收到排序節點發來的區塊及依賴關系圖后，區塊廣播到所有執行節點，依賴關系圖生成及廣播到所有執行節點；

S3、有塊內交易執行權限的執行節點根據依賴關系圖進行交易的并發執行；

S4、執行結果廣播之后所有執行節點進行交易的驗證及區塊鏈狀態的更新；

S5、通過實驗，評估對聯盟鏈交易并發方案效果進行驗證。

2.根據權利要求1所述的基于環形拓撲、依賴圖及多版本控制的聯盟鏈交易并發方案的實現方法，其特征在于：所述步驟S1的具體操作為：檢查客戶端發送的請求是否合法，對合法的請求進行排序、構建塊，聯盟鏈系統中節點采用基于環形拓撲的拜占庭容錯共識協議達成共識的過程；RTBFT協議在消息傳輸過程中使其攜帶f+1個用發送節點私鑰簽名后的包含消息，發送節點地址以及發送節點之后f+1個節點的地址的數組；當消息到達出口節點時，出口節點發送一條ACK消息，收到ACK消息的節點可將其本地維護的列表中的交易標記為stable，若此時該交易具有最小的編號，則節點將這筆交易加入區塊及依賴圖中，該過程保證了所有節點生成的區塊內的交易順序的一致性。

3.根據權利要求1所述的基于環形拓撲、依賴圖及多版本控制的聯盟鏈交易并發方案的實現方法，其特征在于：所述步驟S2的具體操作為：將排序節點按照達成共識后的塊內交易順序在傳輸包含時序的交易區塊時并行的進行該塊內的交易依賴關系圖的生成與傳輸，在本地維護一個線程池，通過多線程并行處理不同塊的生成及塊內依賴圖的構建，將塊的生成與依賴關系圖的構建分開，使得排序節點可以在進行依賴圖構建的同時生成下一個區塊。

4.根據權利要求1所述的基于環形拓撲、依賴圖及多版本控制的聯盟鏈交易并發方案的實現方法，其特征在于：所述步驟S3的具體操作為：執行節點在收到指定數量的塊及其依賴圖的合法消息之后，進入執行階段；在該階段，執行節點按照收到的依賴關系圖進行交易的并發執行，當執行節點收到排序節點發送的新塊消息以及該塊的依賴關系圖的消息之后，對消息的簽名及哈希值進行驗證，如果消息是合法的，執行節點將消息記錄到本地；同時，執行節點也會檢測該區塊內的交易涉及的應用程序的集合A，判斷新區塊內是否有需要自己執行的交易。當執行節點收到f+1個新塊的消息之后會進入執行驗證階段。

5.根據權利要求1所述的基于環形拓撲、依賴圖及多版本控制的聯盟鏈交易并發方案的實現方法，其特征在于：所述步驟S4的具體操作為：執行節點在收到一定數量的執行節點的提交信息之后更新區塊鏈狀態；如果一個執行節點在收到塊之后，發現自己不是塊內任何一個交易的代理，那么只需等待其他執行節點將他們的執行結果提交后記錄相應交易被提交的次數，等該節點收到一定數量的其他節點的對該交易的提交消息之后，可以認為這個交易通過了網絡上所有節點的驗證，該節點可以據此更新自己本地的區塊鏈狀態。

6.根據權利要求1所述的基于環形拓撲、依賴圖及多版本控制的聯盟鏈交易并發方案的實現方法，其特征在于：所述步驟S5的具體操作為：采用區塊鏈系統每秒處理的交易數(Transactions Per Second，TPS)作為評價指標，采用20個節點多次運行后的平均結果為最終的實驗結果以消除實驗誤差，其中包含10個排序節點和10個執行節點。