一种基于分片的区块链可扩展性实现方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于分片的区块链可扩展性实现方法及系统，本发明专利技术方法包括：将区块链系统中的节点所处的网络划分为不同的子网，每个子网看作一个分片，各个分片用于负责维护不相交的账本数据和处理不相交的交易；基于节点的ID及其所属的分片的ID生成节点的标识，并将所有节点的标识存储到标识数据库中；以标识数据库作为中介，实现两个不同分片的节点之间的跨分片交易。本发明专利技术以防篡改、可追溯和去中心化的区块链技术为基础，采用基于分片技术的方式，对图结构进行分片，不仅可以处理同一分片内交易，还可以以标识数据库作为中介实现不同分片的节点之间的跨分片交易，保证交易的原子性，能够提高区块链的可扩展性。能够提高区块链的可扩展性。能够提高区块链的可扩展性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分片的区块链可扩展性实现方法及系统


[0001]本专利技术涉及区块链分片技术，具体涉及一种基于分片的区块链可扩展性实现方法及系统。

技术介绍

[0002]区块链是一种建立在P2P网络上的分布式账本，可在非信任环境下进行价值可信交换。除了比特币的成功外，区块链技术还在物联网、金融、共享经济等多个领域应用，并推动创新。但是，目前区块链链，例如比特币和以太坊，存在严重的局限性：网络中的每个全节点需要验证和处理每笔交易，并存储整个账本数据，尽管这一要求有力的保障了系统的安全，但效率低且系统无法扩展。比特币平均只能处理7笔交易，以太坊稍有提升，但也仅仅平均每秒处理15～20笔交易，这极大的限制了区块链的大规模应用。使得系统无法随着网络节点数量的增加来扩大交易处理能力。另一方面，每个全节点都需要保留完整的历史账本，以独立验证所有交易。目前，比特币和以太坊的账本大小保持快速增长。区块链越大，节点就需要越多的资源来存储数据和验证交易。
[0003]一些协议被提出用于缓解区块链的可扩展性问题。但是，这些协议大多数无法打破区块链著名的三元悖论问题，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分片的区块链可扩展性实现方法，其特征在于，包括：1)将区块链系统中的节点所处的网络划分为不同的子网，每个子网看作一个分片，各个分片用于负责维护不相交的账本数据和处理不相交的交易；2)基于节点的ID及其所属的分片的ID生成节点的标识，并将所有节点的标识存储到标识数据库中；3)以标识数据库作为中介，实现不同分片的节点之间的跨分片交易。2.根据权利要求1所述的基于分片的区块链可扩展性实现方法，其特征在于，步骤2)中生成节点的标识的形式为：节点ID:分片ID。3.根据权利要求1所述的基于分片的区块链可扩展性实现方法，其特征在于，令跨分片交易为分片I中的节点B与分片II中节点C进行交易，则步骤3)包括：3.1)分片I中的节点B生成与分片II中节点C的跨分片交易消息，并在分片I中达成共识，且向标识数据库发送交易消息；3.2)将跨分片交易涉及的节点B的账户锁定，并产生交易有效性证明，记录在标识数据库中；所述标识数据库将交易消息路由到分片II中，并向分片II中节点C发送交易消息，该交易消息在分片II中达成共识，产生交易有效性证明，并向标识数据库发送该交易有效性证明；3.3)根据标识数据库收到的交易有效性证明，分别向分片I发送一笔交易信息：将节点B的账户解锁、减少节点B的账户余额；向分片II发送另一笔交易信息：增加节点C的账户余额；且减少节点B的账户余额的额度、增加节点C的账户余额的额度两者均为跨分片交易消息中交易金额x。4.根据权利要求3所述的基于分片的区块链可扩展性实现方法，其特征在于，步骤3.3)中减少节点B的账户余额时，若节点B的账户余额不足跨分片交易消息中交易金额x，则判定跨分片交易失败，向标识数据库发送消息，使标识数据库执行状态回滚。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的基于分片的区块链可扩展性实现方法，其特征在于，步骤2)之后还包括执行同一分片的片内交易的步骤：S1)源节点发起交易，将交易封装成事件；S2)源节点将事件通过预设的协议在源节点所在的分片内进行传播，使其分别传播到该分片中的每一个节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：史佩昌，李琳慧，王怀民，傅翔，刘惠，杨尚之，陈鹏，相亮亮，钟韬，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：