区块链的并行交易处理方法、系统和计算机存储介质技术方案

本发明专利技术涉及区块链的并行交易处理方法、系统和计算机存储介质，一方面将X个共识节点设置为主节点，将绑定到主节点上的额外工作负载分配至X个副本上，而非一个副本上，进行分流以降低主节点的工作负载；另一方面将交易请求划分为Y个分区，分配至Z个主节点，在请求交易阶段实现并行；二者将工作流共识

【技术实现步骤摘要】
区块链的并行交易处理方法、系统和计算机存储介质


[0001]本专利技术涉及区块链领域，特别是涉及一种区块链的并行交易处理技术。

技术介绍

[0002]跨企业交易应用程序(例如，股票交易)促进了相互不信任的参与者(例如，客户和商家)之间交易的即时记录和清算。这些交易应用程序通常部署在一个或多个数据中心，通过专用网线连接，以处理大量具有实时提交延迟的事务。区块链可以处理分布式事务被大量应用程序使用，同时也吸引了学术界为交易应用开发各种许可的区块链框架。被许可区块链由大量可识别参与者共同维护，可以快速进行拜占庭容错共识协议(BFT)对提交交易事务。
[0003]现有的BFT系统使用一个单一副本作为主节点leader(无论是完全排序请求或执行准备)，这实际上降低了应用程序的处理速度。在一定程度上，这个问题可以通过在副本之间旋转leader角色来缓解。然而，由于这些方法是基于一个完全有序的请求序列，并且只是分割了建立请求序列的责任，因此效果是有限的。
[0004]为了使BFT系统可以同时进行多个事务请求处理，于是将绑定到leader角色的额外工作负载分配到所有副本上，并在请求交易阶段实现并行。但是在一个独立的BFT协议实例中管理每个分区来实现的并进行工作流的预测，节点会对结果进行验证，提交有效的结果，中止无效的结果，其工作流是执行
→
共识
→
验证，但是这种的中止率很高。
[0005]因此，如何减轻主节点的负载负担，又能提高工作流效率是区块链交易处理中亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种区块链的并行交易处理方法，包括：
[0007]S1：将区块链节点划分为正常节点和共识节点，并选定X个共识节点为主节点；
[0008]S2：上传交易请求，并将交易请求划分为Y个分区；
[0009]S3：在X个主节点中，选定Z个主节点引导Y个分区的交易请求；
[0010]S4：Z个主节点，对自身引导的交易请求进行排序和标识，并广播至共识节点和正常节点；
[0011]S5：对Z个主节点排序编号，并令n＝1；
[0012]S6：共识节点和正常节点分别对第n个主节点引导的交易请求排序；
[0013]S7：判断共识节点和正常节点对第n个主节点引导的交易请求排序的排序结果是否一致；
[0014]S8：若不一致，返回步骤S6；
[0015]S9：若一致，则第n个主节点引导的交易请求交易成功，令n＝n+1；
[0016]S10：判断n＞Z是否成立；
[0017]S11，若否，则返回步骤S6，若是则结束；
[0018]其中，X、Y、Z为正整数，且X＞1；Y＞1；1＜Z≤X。
[0019]进一步地，步骤S2，包括，
[0020]S21：提取交易请求的特征；
[0021]S22：根据交易请求的特征将交易请求划分为Y个分区。
[0022]进一步地，步骤S3，包括：
[0023]S31：获取每个分区的交易请求的数量；
[0024]S32：获取每个主节点的当前容量阈值；
[0025]S33：根据每个分区的交易请求的数量和每个主节点的当前容量阈值，在X个主节点中选定Z个主节点引导Y个分区的交易请求，使得每个主节点引导的交易请求的数量不超过其当前容量阈值。
[0026]进一步地，步骤S33，包括：
[0027]S331：将Y个分区编号为Y
i
，将Z个主节点编号为Z
j
，1≤i≤Y，1≤j≤Z；
[0028]S332：初始化i＝1，j＝1；
[0029]S333：判断第i个分区的交易请求的数量y
i
是否超过第j个主节点的当前容量阈值z
j
；
[0030]S334：若否，则将第i个分区的交易请求分配至第j个主节点；令i＝i+1；判断i＞Y或j＞Z是否成立，若是则结束，若否则返回步骤S333；
[0031]S335：若是，则将第i个分区的前z
j
个交易请求分配至第j个主节点，令第i个分区当前的交易请求的数量y
i
＝y
i
‑
z
j
；令j＝j+1；返回步骤S332。
[0032]进一步地，步骤S33，包括：
[0033]S331
’
：将Y个分区编号为Y
i
，将Z个主节点编号为Z
j
，1≤i≤Y，1≤j≤Z；
[0034]S332
’
：初始化i＝1，j＝1；
[0035]S333
’
：判断第i个分区的交易请求的数量y
i
是否超过第j个主节点的当前容量阈值x
j
；
[0036]S334
’
：若否，则将第i个分区的交易请求分配至第j个主节点；令i＝i+1，j＝j+1；判断i＞Y或j＞X是否成立，若是则结束，若否则返回步骤S333
’
；
[0037]S335
’
：若是，则将第i个分区的前z
j
个交易请求分配至第j个主节点，令第i个分区当前的交易请求的数量y
i
＝y
i
‑
z
j
；令j＝j+1；返回步骤S332
’
。
[0038]进一步地，步骤S2，还包括：
[0039]S23：根据交易请求的特征，将Y个分区进行优先级排序。
[0040]进一步地，步骤S2，包括：
[0041]S21
’
：对主节点排序标号，并提取每个主节点的当前容量阈值；
[0042]S22
’
：按照每个主节点的当前容量阈值，将交易请求划分为Y个分区；
[0043]步骤S3，包括：
[0044]S31
’
：将Y个分区的交易请求，按序分配至Z个主节点，其中Z＝Y。
[0045]另一方面，本专利技术还提供一种区块链的并行交易处理系统，包括：
[0046]节点划分装置，用于将区块链节点划分为正常节点和共识节点，并选定X个共识节点为主节点；
[0047]请求划分装置，用于上传交易请求，并将交易请求划分为Y个分区；
[0048]节点选定装置，用于在X个主节点中，选定Z个主节点引导Y个分区的交易请求；
[0049]排序一致性判断装置，用于：
[0050]Z个主节点，对自身引导的交易请求进行排序和标识，并广播至共识节点和正常节点；
[0051]对Z个主节点排序编号，并令n＝1；
[0052]共识节点和正常节点分别对第n个主节点引导的交易请求排序；
[0053]判断共识节点和正常节点对第n个主节点引导的交易请求排序的排序结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种区块链的并行交易处理方法，其特征在于，包括：S1：将区块链节点划分为正常节点和共识节点，并选定X个共识节点为主节点；S2：上传交易请求，并将交易请求划分为Y个分区；S3：在X个主节点中，选定Z个主节点引导Y个分区的交易请求；S4：Z个主节点，对自身引导的交易请求进行排序和标识，并广播至共识节点和正常节点；S5：对Z个主节点排序编号，并令n＝1；S6：共识节点和正常节点分别对第n个主节点引导的交易请求排序；S7：判断共识节点和正常节点对第n个主节点引导的交易请求排序的排序结果是否一致；S8：若不一致，返回步骤S6；S9：若一致，则第n个主节点引导的交易请求交易成功，令n＝n+1；S10：判断n＞Z是否成立；S11，若否，则返回步骤S6，若是则结束；其中，X、Y、Z为正整数，且X＞1；Y＞1；1＜Z≤X。2.根据权利要求1所述的并行交易处理方法，其特征在于，步骤S2，包括，S21：提取交易请求的特征；S22：根据交易请求的特征将交易请求划分为Y个分区。3.根据权利要求1所述的并行交易处理方法，其特征在于，步骤S3，包括：S31：获取每个分区的交易请求的数量；S32：获取每个主节点的当前容量阈值；S33：根据每个分区的交易请求的数量和每个主节点的当前容量阈值，在X个主节点中选定Z个主节点引导Y个分区的交易请求，使得每个主节点引导的交易请求的数量不超过其当前容量阈值。4.根据权利要求3所述的并行交易处理方法，其特征在于，步骤S33，包括：S331：将Y个分区编号为Y
i
，将Z个主节点编号为Z
j
，1≤i≤Y，1≤j≤Z；S332：初始化i＝1，j＝1；S333：判断第i个分区的交易请求的数量y
i
是否超过第j个主节点的当前容量阈值z
j
；S334：若否，则将第i个分区的交易请求分配至第j个主节点；令i＝i+1；判断i＞Y或j＞Z是否成立，若是则结束，若否则返回步骤S333；S335：若是，则将第i个分区的前z
j
个交易请求分配至第j个主节点，令第i个分区当前的交易请求的数量y
i
＝y
i
‑
z
j
；令j＝j+1；返回步骤S332。5.根据权利要求3所述的并行交易处理方法，其特征在于，步骤S33，包括：S331
’
：将Y个分区编号为Y
i
，将Z个主节点编号为Z
j
，1≤i≤Y，1≤j≤Z；S332
’...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭林，涂俊，王如平，姚昱旻，杨征，
申请(专利权)人：湖南天河国云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：