一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法技术

本发明专利技术请求保护一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法，=所涉及的建基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法立区块链的主从多链模型，主链与从链的构建采用不同的共识机制，并且分层处理区块链的基础层和拓扑层，共识层和应用层，使之更加适用于面向交易的区块链系统，从而设汁出髙吞吐、低延时、髙效节能的共识算法；此外，本发明专利技术基于网络拓扑结构的切换在环境实现异步并行算法，将CPU、存贮器、高速互连通讯链路等多种功能块集成在一起的单片计算机，它有4对双向通讯链路用于处理机之间的链接以形成各种拓扑结构的多处理机系统。

A Block Chain Consensus Method Based on Switched Network Topology

【技术实现步骤摘要】
一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法
本申请涉及区块链
，具体而言，涉及一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法。
技术介绍
MultipleAtomicChain（简称MAC，多原链）是开发在比特币和以太坊之外的第三种区块链底层生态系统，致力于拓展区块链技术的商业应用边界和技术边界，让大众用户用户能够真实的感受到区块链技术的价值，让区块链不在停滞于学术理论层面而是更加直接的应用到开发应用的实践中去，多原链的开发将是商业应用和区块链技术碰撞的火花，也是对区块链现有技术的一种挑战，跳跃出了现有
思维，为区块链3。0生态应用体系的开创先锋。多原链系统中，可以通过价值传输协议来实现点对点的价值转移，高性能、高吞吐量、快速安全是多原链的特性，从而用多原链的底层构建出一个支持多个行业领域（金融、物联网、供应链、社交、游戏、电商、溯源、交易等）的去中心化的场景应用开发生态平台。在多原链的公链（PublicBlockchain系统中，全世界任何人都可读取、任何人都能发送交易且交易能获得有效确认、任何人都能参与其中共识过程的区块链（共识过程决定哪个区块可被添加到区块链中和明确当前状态）。作为中心化或者准中心化信任的替代物，公共区块链的安全由“加密数字经济”采取工作量证明机制或权益证明机制等方式，将经济奖励和加密数字验证结合了起来，并遵循着一般原则：每个人从中可获得的经济奖励，与对共识过程作出的贡献成正比。这些区块链通常被认为是“完全去中心化”的。离散转连续由传统离散型共识算法投票确认，升级成了连续型随机取样，只选取所有节点中的一部分来获得一个结果，往复多轮取样，实现全覆盖。当随机取样的结果收敛到一个可信值，共识达成。并行共识提升异步系统的运行效率，配合异步系统多节点设计，进一步提升系统的并发性能。不需在共识过程中与大多数节点连接，并获取投票，节省系统数据传输，降低节点对网体依赖，节点随机选择，使用随机可计算函数，用户根据计算得知其是否被选择中，并将结果反馈和广播给其它用户。在业务数据上链所经历的三个阶段中，共识阶段是需要区块链网络中的其他区块链节点参与的。经研究发现，在对业务数据进行共识处理时，随着参与共识的区块链节点的数量增加，对业务数据进行共识处理的时间延长，进而导致业务数据的共识处理效率低的问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法。本专利技术请求保护一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法，其特征在于：建立区块链的主从多链模型，主链与从链的构建采用不同的共识机制，并且使用时间阈值作为延迟边界约束各个共识机制协作过程，所述区块链分为上层区块链和下层区块链；多台计算机或网络设备通过与对应切换单元的网络接口连接，将拓扑结构发送至切换单元的网络隔离变压器信号输入端，网络隔离变压器对模拟的拓扑结构进行信噪滤波处理，发送至上端所连接的物理层芯片，物理层芯片接收网络隔离变压器发送的模拟拓扑结构，进行对模拟的拓扑结构采样处理，并生成对应的数字拓扑结构发送至上端所连接的网络交换芯片；将主链节点筛选后，可参与构建验证区块的节点被称为验证节点，验证节点群组动态构建策略，保证主链的初始共识节点集中至少存在(K+1)/2个可信节点；基于节点算力、信誉值以及作为验证节点的次数的约束，节点随机从全网节点中选择部分主链节点作为主链的验证节点集；切换单元的网络交换芯片接收物理层片发送的数字拓扑结构，学习介质访问控制多原链（MultipleAtomicChain），实时维护并索引介质访问控制多原链（MultipleAtomicChain）与切换单元的网络接口对应关系表，每个网络接口都具有一个对应的VLANID值；前台触发单元的拓扑切换按键向控制单元的微处理器输入控制信号，触发微处理器分别向前台控制触发单元的液晶显示屏发送寄存器中对应第N+1种网络拓扑结构信息，及向切换单元的网络交换芯片发送控制信号；网络交换芯片受控于控制单元的控制信号，应用网络交换芯片片内支持的虚拟局域网(VLAN)技术，所述下层区块链的每个节点需要维护一个共同的全局路由表结构来存储整个区块链集群的拓扑结构，协调全网中所有数据一致性的算法协议，区块链中的各个节点按照该算法协议对数据进行验证确认，当得到大部分(不必全部节点)节点认可后，才算真实有效的数据，才能写入到区块链中，形成不可篡改的数据；将从局部链中选择的共识节点广播给局部链中的其他节点，以使其他节点对是否同意由选择的共识节点提供共识服务进行投票；由区块链权益持有人按其持股比例投票选举出“共识记账代表”节点，并在以后加入“升降级”规则，动态更新评级低的共识记账节点。本专利技术所涉及的建基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法立区块链的主从多链模型，主链与从链的构建采用不同的共识机制，并且分层处理区块链的基础层和拓扑层，共识层和应用层，将面向分布式文件系统的更加底层的PBFT加1^>1改进，使之更加适用于面向交易的区块链系统，从而设汁出髙吞吐、低延时、髙效节能的共识算法；此外，本专利技术基于网络拓扑结构的切换在环境实现异步并行算法，将CPU、存贮器、高速互连通讯链路等多种功能块集成在一起的单片计算机，它有4对双向通讯链路用于处理机之间的链接以形成各种拓扑结构的多处理机系统。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了根据本专利技术一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法的流程示意图；图2示出了根据本专利技术一个实施例的一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法构建的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。参照附图1，根据本专利技术一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法的流程示意图；优选的，本专利技术请求保护一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法，其特征在于：建立区块链的主从多链模型，主链与从链的构建采用不同的共识机制，并且使用时间阈值作为延迟边界约束各个共识机制协作过程，所述区块链分为上层区块链和下层区块链；多台计算机或网络设备通过与对应切换单元的网络接口连接，将拓扑结构发送至切换单元的网络隔离变压器信号输入端，网络隔离变压器对模拟的拓扑结构进行信噪滤波处理，发送至上端所连接的物理层芯片，物理层芯片接收网络隔离变压器发送的模拟拓扑结构，进行对模拟的拓扑结构采样处理，并生成对应的数字拓扑结构发送至上端所连接的网络交换芯片；将主链节点筛选后，可参与构建验证区块的节点被称为验证节点，验证节点群组动态构建策略，保证主链的初始共识节点集中至少存在(K+1)/2个可信节点；基于节点算力、信誉值以及作为验证节点的次数的约束，节点随机从全网节点中选择部分主链节点作为主链的验证节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法，其特征在于：建立区块链的主从多链模型，主链与从链的构建采用不同的共识机制，并且使用时间阈值作为延迟边界约束各个共识机制协作过程，所述区块链分为上层区块链和下层区块链；多台计算机或网络设备通过与对应切换单元的网络接口连接，将拓扑结构发送至切换单元的网络隔离变压器信号输入端，网络隔离变压器对模拟的拓扑结构进行信噪滤波处理，发送至上端所连接的物理层芯片，物理层芯片接收网络隔离变压器发送的模拟拓扑结构，进行对模拟的拓扑结构采样处理，并生成对应的数字拓扑结构发送至上端所连接的网络交换芯片；将主链节点筛选后，可参与构建验证区块的节点被称为验证节点，验证节点群组动态构建策略，保证主链的初始共识节点集中至少存在(K+1)/2个可信节点；基于节点算力、信誉值以及作为验证节点的次数的约束，节点随机从全网节点中选择部分主链节点作为主链的验证节点集；切换单元的网络交换芯片接收物理层片发送的数字拓扑结构，学习介质访问控制多原链（Multiple Atomic Chain），实时维护并索引介质访问控制多原链（Multiple Atomic Chain）与切换单元的网络接口对应关系表，每个网络接口都具有一个对应的VLAN ID值；前台触发单元的拓扑切换按键向控制单元的微处理器输入控制信号，触发微处理器分别向前台控制触发单元的液晶显示屏发送寄存器中对应第N+1种网络拓扑结构信息，及向切换单元的网络交换芯片发送控制信号；网络交换芯片受控于控制单元的控制信号，应用网络交换芯片片内支持的虚拟局域网(VLAN)技术，所述下层区块链的每个节点需要维护一个共同的全局路由表结构来存储整个区块链集群的拓扑结构，协调全网中所有数据一致性的算法协议，区块链中的各个节点按照该算法协议对数据进行验证确认，当得到大部分节点认可后，才算真实有效的数据，才能写入到区块链中，形成不可篡改的数据；将从局部链中选择的共识节点广播给局部链中的其他节点，以使其他节点对是否同意由选择的共识节点提供共识服务进行投票；由区块链权益持有人按其持股比例投票选举出“共识记账代表”节点，并在以后加入“升降级”规则，动态更新评级低的共识记账节点。...

【技术特征摘要】
1.一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法，其特征在于：建立区块链的主从多链模型，主链与从链的构建采用不同的共识机制，并且使用时间阈值作为延迟边界约束各个共识机制协作过程，所述区块链分为上层区块链和下层区块链；多台计算机或网络设备通过与对应切换单元的网络接口连接，将拓扑结构发送至切换单元的网络隔离变压器信号输入端，网络隔离变压器对模拟的拓扑结构进行信噪滤波处理，发送至上端所连接的物理层芯片，物理层芯片接收网络隔离变压器发送的模拟拓扑结构，进行对模拟的拓扑结构采样处理，并生成对应的数字拓扑结构发送至上端所连接的网络交换芯片；将主链节点筛选后，可参与构建验证区块的节点被称为验证节点，验证节点群组动态构建策略，保证主链的初始共识节点集中至少存在(K+1)/2个可信节点；基于节点算力、信誉值以及作为验证节点的次数的约束，节点随机从全网节点中选择部分主链节点作为主链的验证节点集；切换单元的网络交换芯片接收物理层片发送的数字拓扑结构，学习介质访问控制多原链（MultipleAtomicChain），实时维护并索引介质访问控制多原链（MultipleAtomicChain）与切换单元的网络接口对应关系表，每个网络接口都具有一个对应的VLANID值；前台触发单元的拓扑切换按键向控制单元的微处理器输入控制信号，触发微处理器分别向前台控制触发单元的液晶显示屏发送寄存器中对应第N+1种网络拓扑结构信息，及向切换单元的网络交换芯片发送控制信号；网络交换芯片受控于控制单元的控制信号，应用网络交换芯片片内支持的虚拟局域网(VLAN)技术，所述下层区块链的每个节点需要维护一个共同的全局路由表结构来存储整个区块链集群的拓扑结构，协调全网中所有数据一致性的算法协议，区块链中的各个节点按照该算法协议对数据进行验证确认，当得到大部分节点认可后，才算真实有效的数据，才能写入到区块链中，形成不可篡改的数据；将从局部链中选择的共识节点广播给局部链中的其他节点，以使其他节点对是否同意由选择的共识节点提供共识服务进行投票；由区块链权益持有人按其持股比例投票选举出“共识记账代表”节点，并在以后加入“升降级”规则，动态更新评级低的共识记账节点。2.如权利要求1所述的一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法，其特征在于：所述建立区块链的主从多链模型，主链与从链的构建采用不同的共识机制，并且使用时间阈值作为延迟边界约束各个共识机制协作过程，所述区块链分为上层区块链和下层区块链，具体包括：所述上层区块链包括基础层和拓扑层，所述基础层封装了底层数据区块^式及相关的数据加密和时间戳等技术；所述拓扑层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；所属下层区块链包括了共识层和应用层，所述共识层主要封装网络节点的各类共识算法；所述应用层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宝次，
申请(专利权)人：山东公链信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37