可拓展子链的主链加并行多子链的系统架构技术方案

本发明专利技术一种可拓展子链的主链加并行多子链的系统架构，含一条主链和多条并行子链，每个节点存储主链数据，并被系统初始分配一条子链的全部数据；主链数据设置最少节点数和最大节点数，子链对应的节点个数不小于最少节点数才会生效，子链节点数不超过最大节点数，主链数据中还包含子链是否生效；注册节点时，向主链系统合约提交注册请求，系统判断是否存在节点数小于最大节点数的子链，如果有，就将节点分配到节点数最少的子链上，否则，就扩展出一条新子链，但该子链还不生效；节点注册后，对应子链的节点数首次不小于最少节点数，使新子链生效，子链个数和系统能力是动态拓展的，参与节点越多，子链越多，系统能力就越强。

【技术实现步骤摘要】
可拓展子链的主链加并行多子链的系统架构
本专利技术涉及区块链技术，特别是提出一种主链加并行多子链的系统架构，尤其是一种可拓展子链的主链加并行多子链的系统架构，提高了区块链的可扩展性和性能。
技术介绍
现在区块链中的每个普通节点都要：1、存储所有状态；2、串行执行所有交易；3、与其他所有机器达成共识。针对现有区块链的扩展基本思路是：1、单个节点只存储部分状态；2、单个节点只处理部分交易；3、只让部分节点参与共识。请参阅图1所示，其为按用户分片的示意图。如果按用户分片，则难以处理不同分片用户之间的转账，合约也难以部署，如果部署在所有分片上，则合约状态无法一致，如果只部署在某一个分片上，又无法处理其他分片用户的请求。请参阅图2所示，其为按合约分片的示意图。如果按合约分片，每个合约都需要能处理所有用户的交易，而每笔交易都会查看/修改用户的账户状态(例如，对于以太坊，所有交易都因消耗gas要修改账户余额，对于EOS，要修改账户的CPU/带宽/存储配额)，合约是并行执行的，无法保证用户状态的一致性，此外，合约之间经常互相调用，如果分布在不同分片上，又无法调用。而，第三个扩展思路，部分节点参与共识本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可拓展子链的主链加并行多子链的系统架构，其特征在于：包含一条主链和N条并行子链，其中n＝1….X，其中每个节点存储主链数据，每个节点被系统初始分配存储一条子链的全部数据；所述主链数据设置两个系统配置参数，一是最少节点数min Nodes，另一是最大节点数max Nodes，子链对应的节点个数不小于最少节点数才会生效，子链节点数不超过最大节点数，主链数据中还包含子链是否生效的状态数据；注册节点时，向主链系统合约提交注册请求，系统判断是否存在节点数小于max Nodes的子链，如果有，就将节点分配到节点数最少的子链上，否则，就扩展出一条新子链，但该子链还不生效；如果节点注册后，对应子链的节点数...

【技术特征摘要】
1.可拓展子链的主链加并行多子链的系统架构，其特征在于：包含一条主链和N条并行子链，其中n＝1….X，其中每个节点存储主链数据，每个节点被系统初始分配存储一条子链的全部数据；所述主链数据设置两个系统配置参数，一是最少节点数minNodes，另一是最大节点数maxNodes，子链对应的节点个数不小于最少节点数才会生效，子链节点数不超过最大节点数，主链数据中还包含子链是否生效的状态数据；注册节点时，向主链系统合约提交注册请求，系统判断是否存在节点数小于maxNodes的子链，如果有，就将节点分配到节点数最少的子链上，否则，就扩展出一条新子链，但该子链还不生效；如果节点注册后，对应子链的节点数首次不小于minNodes，则使新子链生效。2.如权利要求1所述的可拓展子链的主链加并行多子链的系统架构，其特征在于：所述主链数据还包含子链负载，本系统还包含账户分配和迁移，所述账户分配和迁移的流程为：S1：账户初始分配到负载最轻的子链上；S2：出块节点定期对账户交易进行分析，动态迁移至交互最频繁的子链上，创建过合约的账户不能迁移，不需要分析，具体过程是：S2-1：对每个账户，分析其链内交易以及其他每个子链交易的交易数，获得每个子链交易频率；S2-2：判断是否迁移，迁移至哪个子链；S2-3：如果需要迁移，提交账户迁移交易，该交易包括两部分，一是修改主链上账户与子链的映射关系，二是跨链转账至目标子链同名账户，因为是同名账户，不需要账户签名；其他相同子链的节点依据同样的算法验证迁移交易，验证出块后，提交到主链，主链出块后同步到所有节点，修改主链上的映射关系。3.如权利要求2所述的可拓展子链的主链加并行多子链的系统架构，其特征在于：所述各节点由系统初始分配存储的子链的全部数据包含相应子链的账户、合约及交易；所述每个节点还包含子链跨链消息队列，所述子链跨链消息队列包含两种，一类是跨链请求队列，每个目标子链创建一个，存储发往目标子链的请求消息详情，不同的目标子链分成不同的队列。另一类是跨链响应队列，每个源链创建一个，存储发往源链的响应消息详情，不同的源链分成不同的队列；其中，所述主链数据不存储具体交易，而存储系统全局信息，至少包含：子链个数、子链块头、账户与子链的映射关系、合约与子链的映射关系、数据节点与子链的映射关系、验证节点与子链的映射关系、跨链请求/响应通知信息、所有合约代码；所述跨链请求/响应通知信息是对应于跨链请求/响应队列的通知，不含详情；每个节点网络层，包含主链P2P网络，子链数据P2P网络和子链验证P2P网络；其中，主链P2P网络用于子链向主链提交数据、传播主链数据、跨链通信协调；其中，存储某条子链的全部数据的各个节点通过子链数据P2P网络同步子链交易和区块；其中，负责验证同一子链交易的各个节点通过子链验证P2P网络对交易和区块进行验证并签名；所有子链的提交的数据会形成主链块，广播到所有节点，每个节点在收...

【专利技术属性】
技术研发人员：马俊昌，刘迎宾，夏冰，孙玉俐，霍晓栋，王虹妍，
申请(专利权)人：北京蓝石环球区块链科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11