一种区块链的预言机计算架构及处理大量数据的方法技术

本申请公开了一种区块链的预言机计算架构及处理大量数据的方法，所述预言机计算架构包括：数据层，用作数据输入通道获取并保存来自区块链上自身的账本数据、其它区块链的跨链数据、以及来自链下的数据，并将获取的数据提供给计算层或者算法层；计算层，使用若干大数据计算引擎处理来自数据层的数据，并将计算结果以API的形式提供给算法层或应用层；算法层，集成若干智能算法，根据需求处理来自数据层或计算层的数据，并将计算结果以API的形式提供给应用层；应用层，通过调用算法层或者计算层提供的API接口，以客户端的形式向外输出某项决策结果或者提供某项服务。本申请解决了目前预言机上传数据性能较差且开销大、计算能力有限的问题。限的问题。限的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种区块链的预言机计算架构及处理大量数据的方法


[0001]本申请涉及区块链
，特别地，涉及一种区块链的预言机计算架构及处理大量数据的方法。

技术介绍

[0002]预言机是指能够解决任何决策问题或功能性问题的实体，对于给定的数据输入，能够进行智能计算并完成某项决策或者实现某种功能，从而得到输出结果。因此，预言机可以被看作为一个“黑匣子”，能为任何给定的请求提供解决方案。应用于区块链中的预言机主要有两种功能：1)数据IO接口：为区块链封闭的环境提供数据的输入和输出。预言机使智能合约能够发起获取区块链外部数据的请求；2)智能计算：对区块链账本数据或者来自区块链外部的数据进行智能计算，得到某项决策结果或某项功能。然而，现有应用于区块链中的预言机存在如下不足：
[0003]①
预言机作为区块链连接外部环境的通道，能够为区块链提供真实的外部数据。目前存在的预言机(ChainLink等)通过多节点的分流来应对大量数据上传至区块链，然后在链上进行数据聚合。但是此方案需要多节点进行共识，上传数据的性能和可扩展性较差，且成本较高，不能很好的处理大规模数据(例如物联网数据等)的存储问题。
[0004]②
区块链链上的计算能力有限，无法直接处理链上存储的大量账本数据和来自区块链外部的大规模数据。预言机可以为区块链提供处理数据的算力，但是目前存在的预言机(例如ChainLink等)，使用英特尔的SGX等技术，处理数据的能力有限，且成本较高，效率低下，只能应对一些简单的任务场景，不支持大规模数据的智能计算(例如大数据分析、机器学习、深度学习等)。

技术实现思路

[0005]针对上述技术问题，本申请一方面提供了区块链的预言机计算架构，用于解决目前应用于区块链中的预言机上传数据性能较差且开销大、计算能力有限的问题。
[0006]本申请通过以下方案实现：
[0007]一种区块链的预言机计算架构，包括：
[0008]数据层，用作数据输入通道获取并保存来自区块链上自身的账本数据、其它区块链的跨链数据、以及来自链下的数据，并将获取的数据提供给计算层或者算法层，保存数据时，根据数据的规模大小确定采用外部数据库集群存储或账本存储的方式保存所获数据；
[0009]计算层，使用若干大数据计算引擎处理来自数据层的数据，并将计算结果以API的形式提供给算法层或应用层；
[0010]算法层，集成若干智能算法，根据需求处理来自数据层或计算层的数据，并将计算结果以API的形式提供给应用层；
[0011]应用层，通过调用算法层或者计算层提供的API接口，以客户端的形式向外输出某项决策结果或者提供某项服务。
[0012]进一步地，所述数据层具体包括：
[0013]区块链账本数据组件，包括数据组件和网络组件，所述数据组件用于存放区块链账本数据，网络组件用于将数据提供给计算层或者算法层；
[0014]跨链数据组件，包括数据组件和网络组件，所述数据组件用于存放跨链数据，所述网络组件通过跨链网关获得跨链数据并将跨链数据提供给计算层或者算法层；
[0015]物联网数据组件，包括感知组件和网络组件，所述感知组件用于感知并收集来自物理环境的真实链下数据，所述网络组件通过物联网设备和物联网网关获得链下数据并将链下数据提供给计算层或者算法层。
[0016]进一步地，所述的感知组件包括传感器、控制器、执行器、NFC标签、RFID标签。
[0017]进一步地，所述物联网设备通过通信组件和互联网设备连入互联网或者相互进行通信，所述物联网设备的网络连接方式包括蓝牙、无线局域网、有线局域网、低功耗广域网以及NB
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IOT基站，连入互联网之后，再通过物联网网关将链下数据提供给计算层或者算法层。
[0018]进一步地，所述的计算层包括：
[0019]数据组件，通过分布式文件技术对接数据层的数据库集群或者区块链账本，从数据层获取数据；
[0020]资源管理组件，源管理组件使用资源管理技术，负责底层资源的统一管理，为计算组件提供统一的资源管理和调度服务；
[0021]计算组件，用于根据不用的业务场景采用不同的计算模式对数据进行计算；
[0022]API组件，用于将计算层的各种服务用编程语言封装成API，并将计算结果以API形式提供给上层，向算法层或者应用层提供服务。
[0023]进一步地，所述不同的计算模式包括离线计算、实时计算、批处理计算、流式计算，所述离线计算和批处理计算用于数据量大、计算复杂、实时性要求低的场景，该场景包括数据预处理、数据分析；所述实时计算和流式计算用于数据量较小、计算简单、低时延的场景，该场景包括实时监控、实时推荐。
[0024]进一步地，所述算法层包括：
[0025]硬件组件，包括CPU、GPU即配套使用的内存、大容量存储器，用于具有复杂计算步骤和复杂数据依赖的计算任务的场景或需要大规模并行计算的场景；
[0026]网络组件，使用远程通信技术从计算层或者数据层获取数据；
[0027]数据操作组件，通过调用硬件组件提供的接口，实现算法模型中的各种数据操作在硬件上的计算；
[0028]计算图组件，用于将数据操作组件的各种数据操作组合成一张计算图，包括本地计算图和分布式计算图两种形式，其中，所述本地计算图将算法中的各种算子分配给本地主机上的硬件来计算；所述分布式计算图将各种算子分配给网络中各种服务器的设备来计算。
[0029]API组件，用于将计算结果以API形式提供给应用层。
[0030]进一步地，所述API组件包括：
[0031]底层核心API层，用于将底层的各项功能抽象出来，以API的形式提供给上层API层；
[0032]上层API层，用于将所述底层核心API层提供的功能再进一步封装，提供各种常用编程语言的API版本，方便应用层构建多种类型的客户端。
[0033]进一步地，所述应用层包括：
[0034]API网关，其底层基于Nginx，支持动态、实时、高性能管理，用于提供负载均衡、动态上游、服务熔断、身份认证、可观测性的流量管理功能；
[0035]客户端组件，用于在API网关提供多种API的基础上构建各种形式客户端，包括PC客户端、移动客户端、Web客户端，然后在所构建的客户端调用API来获取底层的计算服务，从而输出某项智能决策结果或者实现某种功能。
[0036]本申请另一方面还提供了一种处理大量数据的方法，基于所述的区块链的预言机计算架构，包括步骤：
[0037]物联网中的传感器采集各种链下数据，然后通过网络组件连入互联网，把采集的数据发送给物联网网关；
[0038]物联网网关缓存一定量的传感器数据后，向区块链网络发起写入传感器数据的请求；
[0039]区块链网络收到物联网网关的请求后，通过智能合约来控制传感器数据写入链下数据库；
[0040]物联网网关将传感器数据发送本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种区块链的预言机计算架构，其特征在于，包括：数据层，用作数据输入通道获取并保存来自区块链上自身的账本数据、其它区块链的跨链数据、以及来自链下的数据，并将获取的数据提供给计算层或者算法层，保存数据时，根据数据的规模大小确定采用外部数据库集群存储或账本存储的方式保存所获数据；计算层，使用若干大数据计算引擎处理来自数据层的数据，并将计算结果以API的形式提供给算法层或应用层；算法层，集成若干智能算法，根据需求处理来自数据层或计算层的数据，并将计算结果以API的形式提供给应用层；应用层，通过调用算法层或者计算层提供的API接口，以客户端的形式向外输出某项决策结果或者提供某项服务。2.根据权利要求1所述的区块链的预言机计算架构，其特征在于，所述数据层具体包括：区块链账本数据组件，包括数据组件和网络组件，所述数据组件用于存放区块链账本数据，网络组件用于将数据提供给计算层或者算法层；跨链数据组件，包括数据组件和网络组件，所述数据组件用于存放跨链数据，所述网络组件通过跨链网关获得跨链数据并将跨链数据提供给计算层或者算法层；物联网数据组件，包括感知组件和网络组件，所述感知组件用于感知并收集来自物理环境的真实链下数据，所述网络组件通过物联网设备和物联网网关获得链下数据并将链下数据提供给计算层或者算法层。3.根据权利要求2所述的区块链的预言机计算架构，其特征在于，所述的感知组件包括传感器、控制器、执行器、NFC标签、RFID标签。4.根据权利要求2所述的区块链的预言机计算架构，其特征在于，所述物联网设备通过通信组件和互联网设备连入互联网或者相互进行通信，所述物联网设备的网络连接方式包括蓝牙、无线局域网、有线局域网、低功耗广域网以及NB
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IOT基站，连入互联网之后，再通过物联网网关将链下数据提供给计算层或者算法层。5.根据权利要求1所述的区块链的预言机计算架构，其特征在于，所述的计算层包括：数据组件，通过分布式文件技术对接数据层的数据库集群或者区块链账本，从数据层获取数据；资源管理组件，资源管理组件使用资源管理技术，负责底层资源的统一管理，为计算组件提供统一的资源管理和调度服务；计算组件，用于根据不用的业务场景采用不同的计算模式对数据进行计算；API组件，用于将计算层的各种服务用编程语言封装成API，并将计算结果以API形式提供给上层，向算法层或者应用层提供服务。6.根据权利要求5所述的区块链的预言机计算架构，其特征在于，所述不同的计算模式包括离线计算、实时计算、批处理计算、流式计算，所述离线计算和批处理计算用于数据量大、计算复杂、实时性要求低的场景，该场景包括数据预处理、数据分析；所述实时计算和流式计算用于数据量较小、计算简单、低时延的场景，该场景包括实时监控、实时推荐。7.根据权利要求1所述的区块链的预言机计算架构，其特征在于，所述算法层包括：硬件组件，包括CPU、GPU即配套使用的内存、大容量存储器，用于具有复杂计算步骤和
复杂数据依赖的计算任务的场景或需要大规模并行计算的场景；网络组...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷雨田，马超群，周中定，李信儒，兰秋军，米先华，万丽，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：