基于P2P存储网络和多层架构的区块链全分片方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于P2P存储网络和多层架构的区块链全分片方法及装置，一方面，本发明专利技术利用网络分片将全网区块链节点分为分片链、中继链和信标链，即采用信标‑中继‑分片三层架构实现分片的跨链通信，使节点的网络需求与网络的总TPS数成线性关系，另一方面，本发明专利技术将交易分为W原语和D原语，且本发明专利技术对D原语进行分组，并计算其对应的哈希值，其实质为：W原语在发起者的分片上执行，D原语存储在P2P存储网络中，而D原语对应的哈希值则会进行跨链通信，在最终在接收者的分片上执行。通过上述设计，通过P2P存储网络，使大量的数据只需要将其哈希值通过跨链通信，降低了通信复杂度和带宽需求，大大的提高了区块链分片技术的扩展性。

Blockchain full fragmentation method and device based on P2P storage network and multi-layer architecture

【技术实现步骤摘要】
基于P2P存储网络和多层架构的区块链全分片方法及装置
本专利技术涉及区块链分片
，具体涉及一种基于P2P存储网络和多层架构的区块链全分片方法及装置。
技术介绍
在区块链技术中，对数据进行打包、出块之前，需要对该数据进行全网广播，随着网络的增长，区块链的数据以及节点也越来越多，往往会花费大量的数据广播时间，这使得同一个区块链的出块性能大大降低。所以，区块链分片技术应运而生，分片是一种基于数据库分成若干片段的传统概念扩容技术，它将数据库分割成多个碎片，并将这些碎片放置在不同的服务器上，在底层公有链的系统内，网络上的交易将被分成不同的碎片，其由网络上的不同节点组成，因此，只需要处理一小部分输入的交易，并且通过与网络上其它节点并行处理就能够完成大量的验证工作。目前区块链的分片技术主要存在以下两个问题：(1)分片中跨链交易具有极高的通信复杂和带宽要求，这个带宽需求与系统的TPS能力成平方阶关系，导致目前的分片技术只有有限扩展性；(2)状态分片难度极高，需要某些设备存储某个分片的数据，又需要在合适的时候，被网络中的任何节点访问和同步。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于P2P存储网络和多层架构的区块链全分片方法，其特征在于：包括跨分片交易打包阶段和跨分片交易解包阶段；/n所述跨分片交易打包阶段包括以下步骤：/nS101.根据地址对全网区块链节点进行网络分片，分别得到分片链、中继链和信标链，其中，所述信标链包括若干条中继链，所述中继链包括若干条分片链，所述分片链包括若干个区块链节点；/nS102.将一个交易T分解为两个原语，得到T＝{W,D}，其中，W原语为交易T中付款账户的数字资产扣除信息，D原语为交易T中收款账户的数字资产增加信息；/nS103.针对每个分片链，统计每个分片链中所有交易T对应的D原语，并对每个分片链中所有的D原语进行分组，分组完...

【技术特征摘要】
1.一种基于P2P存储网络和多层架构的区块链全分片方法，其特征在于：包括跨分片交易打包阶段和跨分片交易解包阶段；
所述跨分片交易打包阶段包括以下步骤：
S101.根据地址对全网区块链节点进行网络分片，分别得到分片链、中继链和信标链，其中，所述信标链包括若干条中继链，所述中继链包括若干条分片链，所述分片链包括若干个区块链节点；
S102.将一个交易T分解为两个原语，得到T＝{W,D}，其中，W原语为交易T中付款账户的数字资产扣除信息，D原语为交易T中收款账户的数字资产增加信息；
S103.针对每个分片链，统计每个分片链中所有交易T对应的D原语，并对每个分片链中所有的D原语进行分组，分组完毕后，分别得到每组对应的D原语集合ch，将每组对应的D原语集合ch存入P2P存储网络中，并分别计算得到每个D原语集合ch对应的哈希集合Hg；
S104.针对每个分片链，在生成分片区块Bs时，将每个哈希集合Hg打包至其对应的分片区块Bs中，并将所述分片区块Bs发送至本分片链内所有的区块链节点和所属的中继链；
S105.针对每个中继链，在生成中继区块Br时，根据接收到的所有分片区块Bs，将所有分片区块Bs中的哈希集合Hg根据所有中继链进行整合，得到哈希集合Hr，将哈希集合Hr打包至所述中继区块Br中，并将所有分片区块Bs中的哈希集合Hg存入P2P存储网络中，然后将所述中继区块Br发送至当前中继链和所述信标链中；
所述跨分片交易解包阶段包括以下步骤：
S201.所述信标链在生成信标区块Bb时，根据接收到的所有中继区块Br，将所有中继区块Br中的哈希集合Hr根据所有中继链进行整合，得到哈希集合Hs，将所述哈希集合Hs打包至所述信标区块Bb，并将所有中继区块Br中的哈希集合Hr存入P2P存储网络中，然后将所述信标区块Bb发送至信标链和所有的中继链；
S202.针对每个中继链，在生成中继区块B′r时，根据接收到的信标区块Bb中的哈希集合Hs，通过数据推断，重新分组组合每个D原语集合ch，得到属于当前中继链的D原语集合ch′以及其对应的所有哈希值h′，将所述D原语集合ch′存入P2P存储网络中，并将所有哈希值h′打包至所述中继区块B′r，然后发送至当前中继链管理所有分片链中；
S203.针对每个分片链，在生成分片区块B′s时，根据接收到的中继区块B′r中的哈希值h′，在P2P存储网络中读取需要当前分片链执行的D原语集合ch′，得到所述D原语，然后根据所述D原语更新分片状态。


2.根据权利要求1所述的一种基于P2P存储网络和多层架构的区块链全分片方法，其特征在于，所述步骤S103中对每个分片链中所有的D原语进行分组的条件为：根据所述D原语中收款账户所对应的中继链进行分组，将属于同一中继链的收款账户所对应的D原语分为一组。


3.根据权利要求1所述的一种基于P2P存储网络和多层架...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝启忠，
申请(专利权)人：四川星际荣威科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51