[發明專利]一種基于有向無環圖的智能合約沖突檢測方法

在審

• 申請號: 202110184446.4
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN112837153A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 鄭志明;邱望潔;袁波;龐景方;吳發國;朱紅;周冬旭;許洪華;朱正誼;姚銘藝;王文帝
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;國網江蘇省電力有限公司南京供電分公司
• 主分類號: G06Q40/04
• 分類號: G06Q40/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于有向無環圖的智能合約沖突檢測方法，包括以下步驟：S1、背書節點提取交易模擬執行結果的讀寫集；S2、根據讀寫集更新智能合約沖突關系圖，并進行沖突檢測，生成有向無環圖的沖突關系映射表；S3、在完成交易驗證并將交易添加到鏈上后，對智能合約沖突關系圖以及沖突關系映射表進行更新。本發明的有益效果在于，提供一種區塊鏈智能合約的沖突檢測方法，能夠使交易中的智能合約在背書階段進行沖突檢測，提前判斷無效交易，避免無效交易進入排序、驗證階段。本發明使用有向無環圖進行智能合約的沖突檢測，可極大地減少系統資源的消耗，能夠有效地提高區塊鏈系統的交易吞吐率并減少系統資源開銷。

技術領域

本發明屬于區塊鏈領域，具體涉及區塊鏈智能合約的沖突檢測方法。

背景技術

區塊鏈是一種多中心、防篡改、防抵賴的分布式賬本，該賬本由網絡中的各方節點共同維護，并且具有多中心化、不可篡改、可溯源等特點。在分布式網絡中的各個節點通過執行由共識算法驗證過的交易來維護各自賬本的副本，賬本是以區塊的形式進行存儲，每個區塊通過之前區塊的哈希值相連。

最早廣泛應用的區塊鏈應用是比特幣這一加密貨幣，之后由其衍生了諸多應用，并且區塊鏈作為其底層技術也由此進入了人們的視野。以太坊是另一類的加密貨幣，其最大的創新點在于提出了智能合約，將智能合約部署到區塊鏈上可以實現各類應用，使得區塊鏈能夠更加廣泛地使用，由此開啟了區塊鏈的新時代。比特幣和以太坊都以及許多的區塊鏈系統都是以順序執行架構來執行智能合約的，以保證執行智能合約結果的確定性，但是這種執行架構無法有效利用當前的高性能處理器的并行處理能力，因此需要并行處理智能合約的架構。

超級賬本作為聯盟鏈的代表，針對以上問題采用了一種新的架構，即執行-排序-驗證。但是該架構對于由智能合約沖突而造成的無效交易的處理放在了驗證階段，這就導致系統將使用大量的資源對一筆無效交易進行處理，極大地限制了區塊鏈網絡的交易處理能力。

基于以上技術背景可知，如何有效地對區塊鏈智能合約進行沖突檢測成為提升區塊鏈性能的關鍵問題。區塊鏈相關的專家和學者也對此類問題提出了各自的解決方案。如在順序執行架構的基礎上多次執行智能合約并對比智能合約執行結果，從而判斷智能合約沖突等，此類方案在一等程度上可以解決沖突檢測的問題，但是對系統資源的消耗依然很大，無法提供一個高效率、高性價比的智能合約沖突檢測方案。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種基于有向無環圖的智能合約沖突檢測方法，可以有效地進行沖突檢測，避免在無效交易上的資源消耗，提高了區塊鏈系統的交易吞吐率。

本發明是一種基于有向無環圖的智能合約沖突檢測方法，該方法包括以下具體步驟：

S1、背書節點提取交易模擬執行結果的讀寫集。

S2、根據讀寫集更新智能合約沖突關系圖，并進行沖突檢測，生成有向無環圖的沖突關系映射表。

S3、在完成交易驗證并將交易添加到鏈上后，對智能合約沖突關系圖以及沖突關系映射表進行更新。

所述步驟S1中提取讀寫集階段，具體包括以下步驟：

S11、背書節點將客戶端發來的交易進行模擬執行，并緩存智能合約調用后的相關結果；

S12、背書節點提取交易中所調用智能合約對應的讀寫集并將其緩存。

所述步驟S2中的沖突檢測階段，根據讀寫集更新智能合約沖突關系圖，并進行沖突檢測，生成沖突關系映射表，具體包括以下步驟：

S21、根據提取出的讀寫集對在通道上創建的沖突關系圖進行更新，其中沖突關系圖的頂點M代表名稱為M的智能合約，有向邊

M,N代表鍵值key同時存在于智能合約M的寫集中和智能合約N的讀集中，沖突關系圖使用鄰接矩陣存儲，如果存在有向邊M,N，則矩陣的M行N列賦值為1；