一種基于分區(qū)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)及組鏈方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提出了一種基于分區(qū)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)及組鏈方法，所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)包括若干對等計算節(jié)點，以及一個或多個對等協(xié)調(diào)節(jié)點，對等協(xié)調(diào)節(jié)點通過預(yù)設(shè)的分配機制，將所有對等計算節(jié)點按照預(yù)設(shè)的分配機制以分組的方式劃分為分區(qū)；各分區(qū)被允許采用不同的獨立并行的共識算法，避免了整個網(wǎng)絡(luò)只能使用一種共識算法的局限，數(shù)據(jù)存儲采用并行鏈的區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)，提高網(wǎng)絡(luò)的交易吞吐量，滿足了不同服務(wù)的業(yè)務(wù)需求。

A partition based blockchain network and chain building method

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種基于分區(qū)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)及組鏈方法
本專利技術(shù)涉及區(qū)塊鏈
，尤其涉及一種基于分區(qū)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)及組鏈方法。
技術(shù)介紹
區(qū)塊鏈的主要作用是分布式數(shù)據(jù)計算與數(shù)據(jù)存儲；任何需要保存的信息，都可以寫入?yún)^(qū)塊鏈，也可以從其中讀取；靈活的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)任何人都可以架設(shè)服務(wù)器，加入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，成為一個節(jié)點。由比特幣底層技術(shù)發(fā)展起來的區(qū)塊鏈技術(shù)也是對各種承載價值以及數(shù)據(jù)狀態(tài)進行記賬，隨著時間的推移以及網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)的擴張發(fā)展與深入應(yīng)用，用戶數(shù)越來越廣泛，交易次數(shù)也越來越多，網(wǎng)絡(luò)中等待確認(rèn)的交易會被阻塞。比特幣網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點都會計算區(qū)塊哈希，而在最終確認(rèn)時，只會承認(rèn)一個節(jié)點的區(qū)塊；這樣會浪費很多節(jié)點的算力與哈希資源；在現(xiàn)有技術(shù)情況下，在一定時間區(qū)間內(nèi)只能有一個節(jié)點計算出來的區(qū)塊記錄到鏈中，是無法實現(xiàn)高效計算的需求的，對基于區(qū)塊鏈支持的各個領(lǐng)域業(yè)務(wù)實現(xiàn)都會有限制；從而導(dǎo)致區(qū)塊鏈應(yīng)用時，出現(xiàn)無法高效、大吞吐量存儲區(qū)塊鏈賬本的問題。由于區(qū)塊有大小限制，單個區(qū)塊只能容納很有限的交易數(shù)量；市場上廣泛熟悉與習(xí)慣的支付機構(gòu)，交易處理速度每秒鐘可高達幾千筆交易；大量交易處理嚴(yán)重延遲問題，已經(jīng)成了區(qū)塊鏈系統(tǒng)的瓶頸，阻礙了區(qū)塊鏈工業(yè)化的腳步；此外，整個網(wǎng)絡(luò)只能使用一種共識算法，也限制了其服務(wù)的業(yè)務(wù)需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于，針對上述問題，提出一種基于分區(qū)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)及組鏈方法，將串行鏈演變成并行鏈以此來提高網(wǎng)絡(luò)的交易吞吐量，這種并行鏈?zhǔn)墙鉀Q交易吞吐量較好的方案，而且能夠根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求使用不同的共識算法，提高了網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性。一種基于分區(qū)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，包括若干對等計算節(jié)點，以及一個或多個對等協(xié)調(diào)節(jié)點，對等協(xié)調(diào)節(jié)點通過預(yù)設(shè)的分配機制，將所有對等計算節(jié)點以小組的方式劃分為分區(qū)，并對分區(qū)進行統(tǒng)一控制。進一步的，所述分配機制包括隨機分配或者預(yù)制規(guī)則分配。進一步的，所述的隨機分配機制包括按照計算資源、數(shù)據(jù)存儲量、網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)因素進行的自動分配；所述的預(yù)制規(guī)則分配機制包括按照業(yè)務(wù)需求或網(wǎng)絡(luò)運營預(yù)先制定的規(guī)則進行的分配。一種基于分區(qū)的區(qū)塊鏈組鏈方法，包括以下步驟：對等協(xié)調(diào)節(jié)點通過預(yù)設(shè)的分配機制，將所有對等計算節(jié)點按照預(yù)設(shè)的分配機制以小組的方式分配分區(qū)；當(dāng)分區(qū)某個對等計算節(jié)點計算出分區(qū)區(qū)塊后，將分區(qū)區(qū)塊在所屬分區(qū)內(nèi)進行廣播，分區(qū)內(nèi)的對等計算節(jié)點驗證該區(qū)塊，并就該區(qū)塊進行共識投票；對等協(xié)調(diào)節(jié)點收集各分區(qū)的共識投票結(jié)果后，形成協(xié)調(diào)區(qū)塊并廣播給各分區(qū)對等計算節(jié)點，對等計算節(jié)點存儲本分區(qū)共識的區(qū)塊以及對等協(xié)調(diào)節(jié)點廣播的協(xié)調(diào)區(qū)塊，形成并行鏈結(jié)構(gòu)。進一步的，各個分區(qū)的對等計算節(jié)點對區(qū)塊的計算是獨立的和并行的，使得整個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)可以在特定的時間內(nèi)，產(chǎn)生更多的區(qū)塊，大幅提高區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。進一步的，各個分區(qū)被允許采用不同的共識算法。進一步的，所述并行鏈結(jié)構(gòu)包括歸屬于分區(qū)的分區(qū)區(qū)塊與協(xié)調(diào)區(qū)塊，所述分區(qū)區(qū)塊僅存儲于歸屬分區(qū)，所述協(xié)調(diào)區(qū)塊存儲于各個分區(qū)；同一分區(qū)內(nèi)，區(qū)塊之間有邏輯先后順序，在每兩個協(xié)調(diào)區(qū)塊之間，最多有一個分區(qū)區(qū)塊；不同分區(qū)之間的分區(qū)區(qū)塊沒有邏輯先后順序。進一步的，所述分配機制包括隨機分配或者預(yù)分配。進一步的，所述的隨機分配機制包括按照計算資源、數(shù)據(jù)存儲量、網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)因素進行的自動分配；所述的預(yù)制規(guī)則分配機制包括按照業(yè)務(wù)需求或網(wǎng)絡(luò)運營預(yù)先制定的規(guī)則進行的分配。本專利技術(shù)的有益效果：本方法可以解決無法高效、大吞吐量存儲區(qū)塊鏈賬本的問題；同時可以解決共識算法單一問題；只需將分區(qū)數(shù)量擴大，記賬效率與吞吐量就會隨之?dāng)U大；而且在整個網(wǎng)絡(luò)中可以使用不同的共識算法，用以滿足不同的業(yè)務(wù)需求，將不同的業(yè)務(wù)類別或者不同地區(qū)的節(jié)點分開記賬；使得整個網(wǎng)絡(luò)可以在特定的時間內(nèi)，產(chǎn)生更多的區(qū)塊。在使用分區(qū)來管理各個對等計算節(jié)點時，同一時間區(qū)間內(nèi)，會有多個區(qū)塊被記錄在鏈中，使得整個網(wǎng)絡(luò)的吞吐量大幅提升，加快了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展；在交易量較大時，可以分出多個分區(qū)來計算區(qū)塊，這樣既不浪費各個對等計算節(jié)點的算力，而且還可以進行橫向擴容，使得整個網(wǎng)絡(luò)的吞吐量成倍增長。附圖說明圖1是本專利技術(shù)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)示意圖；圖2是本專利技術(shù)區(qū)塊鏈組鏈結(jié)構(gòu)圖。具體實施方式為了對本專利技術(shù)的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本專利技術(shù)的具體實施方式。一種基于分區(qū)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，包括如圖1所示的若干對等計算節(jié)點，以及一個或多個對等協(xié)調(diào)節(jié)點，對等協(xié)調(diào)節(jié)點通過預(yù)設(shè)的隨機分配或者預(yù)制規(guī)則分配等分配機制，將所有對等計算節(jié)點按照預(yù)設(shè)的分配機制以分組的方式劃分分區(qū)。其中，隨機分配機制即按照計算資源、數(shù)據(jù)存儲量、網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)等因素綜合考慮進行自動分配；預(yù)制規(guī)則分配機制即按照業(yè)務(wù)需求或網(wǎng)絡(luò)運營預(yù)先制定的規(guī)則進行分配；如業(yè)務(wù)預(yù)制規(guī)則包括按業(yè)務(wù)類別或者按地區(qū)劃分分區(qū)，實現(xiàn)不同的業(yè)務(wù)類別或者不同地區(qū)的節(jié)點分開記賬。本實施例中，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中對等協(xié)調(diào)節(jié)點通過與各分區(qū)對等計算節(jié)點的協(xié)調(diào)合作，形成并行鏈的區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)，并行鏈在同一時間每個分組之內(nèi)最多有一個區(qū)塊獲得共識確認(rèn)，同一分組區(qū)塊之間有邏輯先后順序；同一時間可以有多個分組獲得共識確認(rèn)，分組之間的區(qū)塊沒有邏輯先后順序；是明顯區(qū)別于串行鏈在同一時間最多只有一個區(qū)塊獲得共識確認(rèn)，整個鏈的區(qū)塊有邏輯先后順序的。協(xié)調(diào)方法包括一種基于分區(qū)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)及組鏈方法，具體包括以下步驟：對等協(xié)調(diào)節(jié)點通過預(yù)設(shè)的分配機制，將所有對等計算節(jié)點按照預(yù)設(shè)的分配機制以小組的方式分配分區(qū)；當(dāng)分區(qū)某個對等計算節(jié)點計算出區(qū)塊，即分區(qū)區(qū)塊后，將分區(qū)區(qū)塊在所屬分區(qū)內(nèi)進行廣播，分區(qū)內(nèi)的對等計算節(jié)點驗證該區(qū)塊，并就該區(qū)塊進行共識投票；對等協(xié)調(diào)節(jié)點收集各分區(qū)的共識投票結(jié)果后，形成特殊的區(qū)塊，即協(xié)調(diào)區(qū)塊，并廣播給各分區(qū)對等計算節(jié)點，對等計算節(jié)點存儲本分區(qū)共識的區(qū)塊以及對等協(xié)調(diào)節(jié)點廣播的協(xié)調(diào)區(qū)塊，形成并行鏈結(jié)構(gòu)。由于各個分區(qū)的對等計算節(jié)點對區(qū)塊的計算是獨立的和并行的，也就使得整個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)可以在特定的時間內(nèi)，產(chǎn)生更多的區(qū)塊，從而大幅提高區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。由于各分區(qū)可獨立達成共識，各分區(qū)的數(shù)據(jù)存儲與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲沒有邏輯關(guān)系，從而允許分區(qū)采用不同的共識算法。如圖2所示并行鏈的區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)中包括歸屬于分區(qū)的分區(qū)區(qū)塊與協(xié)調(diào)區(qū)塊，分區(qū)區(qū)塊只存儲于歸屬分區(qū)，協(xié)調(diào)區(qū)塊存儲在各個分區(qū)；同一分區(qū)內(nèi)，區(qū)塊之間有邏輯先后順序，在每兩個協(xié)調(diào)區(qū)塊之間，最多有一個分區(qū)區(qū)塊；不同分區(qū)之間的分區(qū)區(qū)塊沒有邏輯先后順序。本方案通過在包括若干對等計算節(jié)點，以及一個或多個對等協(xié)調(diào)節(jié)點的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，由對等協(xié)調(diào)節(jié)點通過預(yù)設(shè)的分配機制，將所有對等計算節(jié)點按照預(yù)設(shè)的分配機制以分組的方式劃分為分區(qū)，以形成并行鏈的區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)，進而提高網(wǎng)絡(luò)的交易吞吐量，由于采用預(yù)設(shè)的分配機制，以及獨立并行的區(qū)塊共識方法，使得各分區(qū)被允許采用不同的共識算法，避免了整個網(wǎng)絡(luò)只能使用一種共識算法的局限，滿足了不同服務(wù)的業(yè)務(wù)需求。以上顯示和描述了本專利技術(shù)的基本本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種基于分區(qū)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，包括若干對等計算節(jié)點，其特征在于，還包括一個或多個對等協(xié)調(diào)節(jié)點，對等協(xié)調(diào)節(jié)點通過預(yù)設(shè)的分配機制，將所有對等計算節(jié)點以小組的方式劃分為分區(qū)，并對分區(qū)進行統(tǒng)一控制。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于分區(qū)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，包括若干對等計算節(jié)點，其特征在于，還包括一個或多個對等協(xié)調(diào)節(jié)點，對等協(xié)調(diào)節(jié)點通過預(yù)設(shè)的分配機制，將所有對等計算節(jié)點以小組的方式劃分為分區(qū)，并對分區(qū)進行統(tǒng)一控制。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分區(qū)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述分配機制包括隨機分配或者預(yù)制規(guī)則分配。


3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于分區(qū)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述的隨機分配機制包括按照計算資源、數(shù)據(jù)存儲量、網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)因素進行的自動分配；所述的預(yù)制規(guī)則分配機制包括按照業(yè)務(wù)需求或網(wǎng)絡(luò)運營預(yù)先制定的規(guī)則進行的分配。


4.一種基于分區(qū)的區(qū)塊鏈組鏈方法，其特征在于，包括以下步驟：
對等協(xié)調(diào)節(jié)點通過預(yù)設(shè)的分配機制，將所有對等計算節(jié)點按照預(yù)設(shè)的分配機制以小組的方式分配分區(qū)；
當(dāng)分區(qū)某個對等計算節(jié)點計算出分區(qū)區(qū)塊后，將分區(qū)區(qū)塊在所屬分區(qū)內(nèi)進行廣播，分區(qū)內(nèi)的對等計算節(jié)點驗證該區(qū)塊，并就該區(qū)塊進行共識投票；
對等協(xié)調(diào)節(jié)點收集各分區(qū)的共識投票結(jié)果后，形成協(xié)調(diào)區(qū)塊并廣播給各分區(qū)對等計算節(jié)點，對等計算節(jié)點存儲本分區(qū)共識的區(qū)塊以及對等協(xié)調(diào)節(jié)點廣播的協(xié)調(diào)區(qū)塊，形成并行鏈...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張秦龍，呂雯，
申請(專利權(quán))人：北京聯(lián)合天成價值網(wǎng)絡(luò)科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11