[發(fā)明專利]一種智能合約分簇并行的區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)方法及裝置

有效

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• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN112598525B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 北京全息智信科技有限公司
• 主分類號(hào): G06Q40/04
• 分類號(hào): G06Q40/04;G06F16/27;H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 北京鼎承知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11551
• 代理人: 顧可嘉;夏華棟

本發(fā)明提供了一種智能合約分簇并行的區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)方法及裝置，將沒有依賴關(guān)系的智能合約分配進(jìn)入不同的合約簇、每個(gè)合約簇有獨(dú)立的待執(zhí)行交易池、待執(zhí)行交易序列、合約簇狀態(tài)，以及獨(dú)立的交易執(zhí)行線程執(zhí)行交易。同時(shí)修改區(qū)塊構(gòu)成將每個(gè)合約簇的交易序列的共識(shí)和執(zhí)行結(jié)果的共識(shí)分開并異步進(jìn)行，在做到支持任意長耗時(shí)的智能合約交易、無依賴關(guān)系的智能合約互不干擾的同時(shí)，通過區(qū)塊生成和驗(yàn)證時(shí)交易執(zhí)行無等待或短等待和分屬不同合約簇的交易并行執(zhí)行的方式，大幅度縮短區(qū)塊鏈協(xié)議棧的整體時(shí)延，大大提高區(qū)塊鏈協(xié)議棧的并發(fā)能力和吞吐能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域，尤其是區(qū)塊組成、區(qū)塊生成、區(qū)塊驗(yàn)證和智能合約交易執(zhí)行這一技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

無論基于什么共識(shí)算法，一個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的區(qū)塊生成節(jié)點(diǎn)在生成區(qū)塊時(shí)，會(huì)從執(zhí)行上一區(qū)塊中的交易序列達(dá)成的世界狀態(tài)開始，從等待交易池中選擇一批待執(zhí)行交易予以執(zhí)行，然后把這些交易、執(zhí)行這些交易達(dá)成的新的世界狀態(tài)（或其哈希值），上一個(gè)區(qū)塊的哈希值，連同其他必要信息，生成新的區(qū)塊并把該區(qū)塊發(fā)送給區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而對該區(qū)塊完成顯式或隱式的共識(shí)。

一個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的區(qū)塊驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)在收到一個(gè)新區(qū)塊時(shí)，會(huì)初步驗(yàn)證該區(qū)塊和其中的交易的有效性，然后從執(zhí)行上一區(qū)塊中的交易達(dá)成的世界狀態(tài)開始，執(zhí)行區(qū)塊中包含的所有交易并達(dá)成的新的世界狀態(tài)（或其哈希值），然后與區(qū)塊中聲稱的新的世界狀態(tài)進(jìn)行比較。比較成功之后，該區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)會(huì)依共識(shí)流程對該區(qū)塊完成顯式或隱式的共識(shí)（即接受或拒絕該區(qū)塊）。

在區(qū)塊生成和驗(yàn)證時(shí)，執(zhí)行交易需要的時(shí)間在整個(gè)區(qū)塊共識(shí)全流程所需總時(shí)間中占據(jù)很大一部分，從而直接影響了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的并發(fā)和吞吐能力。而且，現(xiàn)實(shí)場景通常比較復(fù)雜、交易執(zhí)行的耗時(shí)甚至可能超過區(qū)塊生成、驗(yàn)證和共識(shí)可能允許的最大交易執(zhí)行時(shí)長，甚至導(dǎo)致這樣的場景不被區(qū)塊鏈協(xié)議棧直接支持。還有，如果區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)軟硬件配置和負(fù)載不完全相同，在給定的時(shí)間敏感的共識(shí)機(jī)制下，一個(gè)長耗時(shí)的交易可能在一組節(jié)點(diǎn)上能夠完成運(yùn)行，但在另一組節(jié)點(diǎn)上則不能，從而因?yàn)槌霈F(xiàn)本應(yīng)避免的不確定性而造成區(qū)塊鏈協(xié)議棧的癱瘓。

還有，一個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上部署的智能合約，經(jīng)常互不關(guān)聯(lián)。不相關(guān)的智能合約相互干擾，降低了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的整體吞吐能力。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題中的至少一個(gè)，本發(fā)明提供了一種智能合約分簇并行的區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)方法及裝置。

本發(fā)明的第一方面，提供了一種智能合約分簇并行的區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)方法，包括：

區(qū)塊鏈的節(jié)點(diǎn)并行地處理各個(gè)合約簇的待執(zhí)行交易池中的交易，生成各個(gè)合約簇的交易處理信息和各個(gè)合約簇的世界狀態(tài)；其中，每個(gè)合約簇包括一個(gè)智能合約或多個(gè)存在依賴關(guān)系的智能合約；

所述區(qū)塊鏈的節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述交易處理信息和所述世界狀態(tài)，生成或者驗(yàn)證第一區(qū)塊。

可選地，所述交易處理信息，包括：

第一待執(zhí)行交易隊(duì)列的已執(zhí)行交易信息；

所述世界狀態(tài)，包括：

執(zhí)行所述第一待執(zhí)行交易隊(duì)列后達(dá)成的世界狀態(tài)。

本發(fā)明實(shí)施例中，一個(gè)區(qū)塊包含了多個(gè)合約簇的待執(zhí)行交易隊(duì)列和執(zhí)行該區(qū)塊的待執(zhí)行交易隊(duì)列之后達(dá)至的世界狀態(tài)。

可選地，所述交易處理信息，包括：

第二待執(zhí)行交易隊(duì)列和第二區(qū)塊包括的第三待執(zhí)行交易隊(duì)列對應(yīng)的已執(zhí)行交易信息；其中，所述第二區(qū)塊包括所述第一區(qū)塊和在所述第一區(qū)塊之前生成的區(qū)塊，或者，所述第二區(qū)塊包括在所述第一區(qū)塊之前生成的區(qū)塊；

所述世界狀態(tài)，包括：

執(zhí)行所述第三待執(zhí)行交易隊(duì)列后達(dá)成的世界狀態(tài)。