一种面向联盟链的分片方法技术

本发明专利技术公开了一种面向联盟链的分片方法，包括分片的划分、分片的重组织和跨分片交易的处理三个部分。在分片划分的过程中，首先将联盟链中的节点按逻辑角色划分为执行分片、验证分片和存储分片，通过对执行和验证的解耦合，提高了联盟链整体的吞吐。且只有当执行分片与验证分片均不安全时，才会使得系统整体不安全。在分片重组织的过程中，通过动态分裂分片的方式避免了分片重组织时大量的数据移动，解决了分片重组织时服务不可用的问题。在跨分片交易的处理过程中，通过拜占庭容错的跨分片提交协议保证了跨片交易原子性和安全性。本发明专利技术可应用于联盟链，在保证分片后系统整体安全的前提下提高了吞吐率和可扩展性。

A segmentation method for alliance chain

【技术实现步骤摘要】
一种面向联盟链的分片方法
本专利技术属于区块链
，尤其涉及分片(Sharding)技术，具体是一种面向联盟链的分片方法。
技术介绍
区块链是一种面向互不可信环境的多方共同维护的分布式账本，具有去中心化、不可篡改、可追溯等特点。然而，作为一种去中心化的拜占庭容错的分布式系统，区块链系统在计算和存储方面的可扩展性较弱，严重制约了系统吞吐，难以满足企业级应用的高吞吐需求。分片基于分而治之思想，是传统分布式数据库中提高系统计算和存储可扩展的典型方法。它将计算与存储任务分解为相对独立的多个单元，分派到不同服务器，从而提高并发处理能力，使系统整体计算和存储可扩展。通过分片技术，能提升区块链的整体性能。基于从存储、计算和传输三个维度，区块链分片技术又被细分为状态分片、交易分片和网络分片三个层级。其中网络分片和交易分片相对比较容易，而状态分片最有挑战。目前学术界针对无许可的公有链提出了一些分片方案，而针对有许可的联盟链，一种方案是借用可信硬件SGX将单个分片的拜占庭容错率提升至50％，可在分片规模小的情况下保障分片安全。但还不存在面向联盟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向联盟链的分片方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：/n步骤1：在有一条主链的基础上，将联盟链中的节点按逻辑角色划分至不同的分片；/n步骤2：确定不同分片所承担的任务和相互间的交互逻辑；/n步骤3：新节点加入分片时分片通过分裂方式进行重组织；/n步骤4：基于分片分裂方式对相应数据进行迁移；/n步骤5：通过原子性提交协议处理跨片交易。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向联盟链的分片方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：
步骤1：在有一条主链的基础上，将联盟链中的节点按逻辑角色划分至不同的分片；
步骤2：确定不同分片所承担的任务和相互间的交互逻辑；
步骤3：新节点加入分片时分片通过分裂方式进行重组织；
步骤4：基于分片分裂方式对相应数据进行迁移；
步骤5：通过原子性提交协议处理跨片交易。


2.根据权利要求1所述的面向联盟链的分片方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：
步骤A1：联盟链中已存在的主链完成存证、审计，以及所有的跨片交易的协调工作；
步骤A2：联盟链中的节点从逻辑角色上被分为三类：执行节点、验证节点和轻存储节点；
步骤A3：一个节点可承担多种步骤A2所述的逻辑角色；
步骤A4：按节点承担的逻辑角色将节点划分至K个对应的分片；
步骤A5：各个分片独立并行处理联盟链中的交易。


3.根据权利要求1所述的面向联盟链的分片方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：
步骤B1：将处理交易的整个流程分为共识、验证和存储三个阶段；
步骤B2：执行分片负责共识阶段、验证分片负责验证阶段、存储分片负责存储阶段；
步骤B3：执行分片和验证分片分别与存储分片进行交互；
步骤B4：执行和验证阶段通过流水线并发执行。


4.根据权利要求2所述的面向联盟链的分片方法，其特征在于，所述步骤B2具体包括：
步骤B21：执行分片负责共识后打包区块、并行执行区块中的交易，并将自带读写集的以交易依赖图表示的调度日志保存至存储分片；
步骤B22：验证分片从存储分片读取调度日志，快速回放执行和验证执行结果；
步骤B23：存储分片存储调度日志和被验证后的交易。


5.根据权利要求1所述的面向联盟链的分片方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：
步骤C1：新节点加入时，执行分片和验证分片通过对分片内的节点进行重新分组产生新的分片；
步骤C2：新节点加入时，存储分片通过分裂的方式产生新的分片。


6.根据权利要求5所述的面向联盟链的分片方法，其特征在于，所述步骤C2具体包括：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈之豪，戚晓冬，张召，金澈清，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31