一种基于最小费用流的最优链下通道网络路由方法技术

本发明专利技术针对现有技术的局限性，提出了一种基于最小费用流的最优链下通道网络路由方法，本发明专利技术通过对链下通道网络进行建模，把链下通道网络中的路由问题转变成络流问题；以凹函数作为边上的费用函数，通过求解两节点间的最大流和最小费用流，实现在链下通道网络中理论上费用最低的路由策略；在费用控制方面有明显优势，可以单独使用，也可以与其他路由策略相结合并降低其路由方案的费用。在确保网络拓扑结构相同，费用函数一致的情况下，本算法可找到总费用最低的路由方案。在各类参数环境下展现出较大的算法性能提升，并在实验仿真环境中表现出良好的鲁棒性和拓展性。现出良好的鲁棒性和拓展性。现出良好的鲁棒性和拓展性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于最小费用流的最优链下通道网络路由方法


[0001]本专利技术涉及区块链交易路由
，具体地，涉及一种基于最小费用流的最优链下通道网络路由方法。

技术介绍

[0002]链下通道网络(PCN:Payment Channel Network)，是目前使用最广泛的提高提升区块链系统性能的技术解决方案。区块链技术是近几年发展十分迅猛的一项技术，并随着各类加密货币的火热而被公众熟知。除了加密货币外，区块链技术也广泛应用于金融，供应链，法律，物流等各行各业，并被认为是构建下一代价值互联网的重要基础设施。但现有区块链系统依赖于全网的一致性共识协议来维持系统信用，这种工作方式导致其天然存在性能难题。比如区块链技术的代表比特币系统，其每秒理论上最多只能处理7笔交易，而在现实运行中只有3到4笔交易。作为对比，美国的Visa信用卡系统可以轻松实现每秒数千到数万笔交易。链下通道网络可以很好的解决区块链系统的性能难题，一个成熟完善的链下通道网络可以轻松支持每秒数百万笔交易。一个典型的链下通道网络主要有互相连通的链下通道及其节点构成。链下通道(Payment C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于最小费用流的最优链下通道网络路由方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将待处理的交易请求所在的链下通道网络建模为有向图，将转账交易映射为所述有向图中的输入流量，以非递减的凹函数作为所述有向图中边的费用函数；S2，获取所述交易请求的源点与汇点之间在所述有向图中的最大流；S3，根据所述最大流以及交易请求，判断所述链下通道网络能否实现所述交易请求；若是则执行步骤S4，否则结束；S4，根据所述最大流，获取所述交易请求的源点与汇点之间在所述有向图中的最小费用流；以所述最小费用流在所述链下通道网络对应的路由方案作为结果。2.根据权利要求1所述的基于最小费用流的最优链下通道网络路由方法，其特征在于，所述有向图表示为G＝(V,E)，其中，V表示有向图G中节点的集合；各个节点v分别代表一个区块链账户，节点之间存在一个或多个链下通道；E表示网络G中边的集合；各条边e∈E分别代表链下通道网络中的一个链下通道，以容量函数u
e
和费用函数c
e
(x)表示边e的容量和费用。3.根据权利要求2所述的基于最小费用流的最优链下通道网络路由方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下过程：初始化设置网络流f为空，流入所述汇点的流量Δ＝U
max
；U
max
表示所述链下通道网络中容量最大的边所具有的容量；消除剩余网络G
f
中的增流环，更新Δ和网络流f，直至以时的网络流f作为所述交易请求的源点与汇点之间在所述有向图中的最大流；其中，表示在链下通道网络中可以进行交易的最小金额。4.根据权利要求3所述的基于最小费用流的最优链下通道网络路由方法，其特征在于，所述步骤S2中通过以下方式更新Δ和网络流f：根据网络流f更新剩余网络G
f
；在更新后的剩余网络G
f
上查找一个费用和最小的增广路径ΔAP；沿着所述增广路径ΔAP增广流量，进行更新操作f＝f+Δf，其中Δf表示新增的流量；重复以上过程直至无法找到所述增广路径ΔAP；在无法找到所述增广路径ΔAP后，设置Δ＝Δ/2。5.根据权利要求4所述的基于最小费用流的最优链下通道网络路由方法，其特征在于，所述步骤S2中通过以下方式更新剩余网络G
f
：根据网络流f，计算在剩余网络G
f
中边的容量U：U
e
＝u
e
‑
f
e
，e∈E，其中，表示边e的反向边；为反向边的集合；f
e
和不能同时为正；以公式G
f
＝(V，E
f
)更新剩余网络，其中，表示在所有的边e和反向边中容量为正的边的集合；更新剩余网络G
f
中边上的代价函数C(x)：边e的代价函数为C
e
(x)＝c
e
(f
e
+x)
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：刘士源，陈林，刘康怀，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：