分布式确定性网络的操作制造技术

根据本发明专利技术第一方面的实施例，提供了一种用于操作分布式网络的计算机实现的方法。该分布式网络包括多个节点。该网络包括一个或多个子网。该方法包括以下步骤：运行一组计算单元，以及根据子网指派将每个计算单元指派给多个子网中的一个，从而为每个子网创建该组计算单元的被指派子集。该方法还包括在多个子网的每个节点上运行计算单元的被指派子集，其中计算单元被配置为以确定性方式执行计算，从而跨相应子网在副本上复制计算单元的被指派子集。该方法还包括运行共识组件，该共识组件被配置为就要由相应子网的副本处理的输入区块达成共识。该方法还包括由子网的每个副本测量副本本地数据，由子网的每个副本将副本本地数据报告给子网的共识组件，以及将副本本地数据用于跨相应子网执行的计算的分析，特别是统计分析。本发明专利技术的其他方面涉及对应的分布式网络、节点、计算机程序产品和软件架构。计算机程序产品和软件架构。计算机程序产品和软件架构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分布式确定性网络的操作


[0001]本专利技术涉及一种用于操作分布式网络的方法，该分布式网络包括多个子网。每个子网包括多个节点。
[0002]其他方面涉及对应的分布式网络、分布式网络的节点、对应的计算机程序产品和编码在非瞬态介质上的软件架构。

技术介绍

[0003]在分布式网络中，多个节点以分布式方式布置。在分布式网络计算中，软件和数据分散在多个节点上。节点建立计算资源，并且分布式网络可以使用分布式计算技术。
[0004]分布式网络的示例是区块链网络。区块链网络是基于共识的、基于区块的电子分类账。每个区块包括交易和其他信息。此外，每个区块包含先前区块的散列，以便将区块链接在一起，从而创建已写到区块链的所有交易的永久、不可更改的记录。交易可能包含被称为例如智能合同的小程序。
[0005]为了将交易写到区块链，它必须经过网络的“验证(validate)”。换句话说，网络节点必须获得关于写到区块链的区块的同意。这种同意可以通过各种共识协议来实现。
[0006]一种类型的共识协议是工作证明共识协议。工作证明共识协议通常需要参与共识协议的各方进行一些工作，通常对应于计算机的处理时间。基于工作证明的加密货币系统，诸如比特币，涉及解决计算密集的难题，以验证交易并创建新的区块。
[0007]另一种类型的共识协议是权益证明共识协议。这样的权益证明协议的优势在于，它们不需要耗时且能源密集的计算。在基于权益证明的区块链网络中，例如，通过随机选择以及网络中相应节点的权益的组合来选择下一区块的创建者。<br/>[0008]除了加密货币，分布式网络还可以用于各种其他应用。特别地，它们可以用于提供去集中式和分布式计算能力和服务。
[0009]因此，存在对于具有增强功能的分布式网络的需求。

技术实现思路

[0010]本专利技术的一方面的一个目的是提供一种用于操作具有增强功能的分布式网络的方法，特别是就安全性、效率和/或公平性而言。
[0011]根据本专利技术第一方面的实施例，提供了一种用于操作分布式网络的计算机实现的方法。该分布式网络包括多个节点和一个或多个子网。该方法包括以下步骤：运行一组计算单元，以及根据子网指派(subnet
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assignment)将每个计算单元指派给一个或多个子网中的一个，从而为每个子网创建该组计算单元的被指派子集。该方法还包括在一个或多个子网的每个节点上运行计算单元的被指派子集，其中计算单元被配置为以确定性方式执行计算，从而跨相应子网在副本上复制计算单元的被指派子集。该方法还包括运行共识组件，该共识组件被配置为就要由相应子网的副本处理的输入区块达成共识。该方法还包括由子网的每个副本测量副本本地数据，以及由子网的每个副本将副本本地数据报告给子网的共识
组件。
[0012]这种所实施的方法提供了有利的网络操作。特别地，这种方法允许由该子网的节点测量副本本地数据，并将该副本本地数据用于跨相应子网执行的计算的分析。
[0013]根据实施例，副本本地数据可以被定义为副本的任何本地数据，特别是相应子网的副本尚未达成共识的任何数据，即，它还没有运行通过该子网的共识组件。
[0014]根据这种所实施的方法，子网的副本本身用来测量副本本地数据，并将这些数据报告给共识组件。然后副本本地数据可以被用于该子网的分析。
[0015]该方法可以用来观察副本，以便检测恶意、不良或被动的行为，例如，搭乘副本的便车。搭便车可以被描述为乐观地遵循协议，但走捷径，以节省资源和/或费用为目标。它并不是主动恶意的。
[0016]此外，这种所实施方法可用于观察在副本上运行的计算单元，以便检测某些计算单元的低于平均的性能。低于平均的性能的原因可能是不良编程或恶意编程的计算单元，或者是用户恶意创造的计算单元输入。特别地，这种所实施的方法可以用于检测和消除计算单元或用户的资源耗尽攻击。
[0017]此外，根据本专利技术的实施例的方法可用于提高针对网络资源的使用向计算单元收费的公平性，尽管存在不确定性影响。
[0018]根据实施例，副本本地数据是与由相应副本本地执行的计算有关的数据。
[0019]虽然计算的结果，即计算单元的执行状态，在所有副本上是相同的，但效率和性能，例如就节点的处理资源的使用而言，例如存储器总线和高速缓存，可能因副本而异。因此，根据实施例，副本本地数据可以特别是与由相应副本本地执行的计算有关的数据。该数据可以特别包括非确定性数据，特别是所执行的计算的非确定性被测物(measurand)。
[0020]根据实施例，副本本地数据是包括数字或可枚举量的数据。这种数字或可枚举数据包括布尔数据。
[0021]测量数字或可枚举数据促进数据的有效分析。更特别地，它允许高效地比较数据，并且进一步促进采取适当动作来改进该子网的操作的动作逻辑的高效实现。
[0022]例如，一个被测物可能与由副本测量的给定计算单元的执行所占用的挂钟时间有关。更准确地说，副本可以测量副本本地挂钟时间与逻辑时间的比率。这里，给定执行所需的逻辑时间是确定性的，并且在所有副本上是相同的，而挂钟时间是非确定性的，并且取决于副本本地效应，例如存储器总线的使用和副本上的高速缓存的状态。
[0023]根据实施例，该方法还包括利用副本本地数据进行分析，特别是统计分析。根据实施例，对跨相应子网执行的计算执行分析。
[0024]根据实施例，该方法还包括根据副本本地数据的分析来采取一个或多个动作。这样的动作通常可以是改进子网的操作的任何动作。根据实施例，动作可以由子网的系统计算单元来执行。这样的系统计算单元接收所报告的副本本地数据，优选是以分析后的形式，并且可以根据该数据来决定要采取的动作。
[0025]根据实施例，动作可以包括例如，调整子网的一个或多个计算单元的界限(bound)和/或价格。这样的界限可能是例如，指派给计算单元的逻辑时间。价格可以是由网络向计算单元收取的使用网络的处理和网络资源的价格。这样的价格可以用网络的当地货币来设定，并且有时也被称为汽油(gas)。
[0026]以相同或相似的方式，子网还可以调整分布式网络的用户的界限和/或价格，特别是对于使用在相应子网上运行的计算单元的用户。
[0027]此外，根据实施例，可以禁止行为不端或行为不良的副本，或者换言之，可以从网络中删除。
[0028]根据实施例，该方法可以包括由相应子网计算跨子网的副本本地数据的一组几何中值(geometric median)的步骤。
[0029]更特别地，子网的每个副本可以提供副本本地数据，然后跨该子网计算相应副本本地数据的中值。取中值的好处是，恶意的或行为不端的副本不会影响用于子网操作的后续分析的最终值。在这方面，本专利技术的实施例提供了如下优点：不能通过由恶意节点或恶意计算单元提供极大或极小的值来过多地歪曲最终值。
[0030]根据实施例，然后可以执行对一组中值的统计分析，并且可以根据统计分析的结果来采取一个或多个动作。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于操作分布式网络的计算机实现的方法，所述分布式网络包括多个节点，所述网络包括一个或多个子网，所述方法包括：运行一组计算单元；根据子网指派将所述计算单元中的每一个指派给所述一个或多个子网中的一个，从而为每个子网创建所述一组计算单元的被指派子集；在所述一个或多个子网的每个节点上运行所述计算单元的被指派子集，其中所述计算单元被配置为以确定性方式执行计算，从而跨相应子网在副本上复制所述计算单元的被指派子集；运行共识组件，所述共识组件被配置为就要由相应子网的副本处理的输入区块达成共识；通过子网的每个副本测量副本本地数据；以及由子网的每个副本向所述共识组件报告所述副本本地数据。2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述副本本地数据是与由相应副本本地执行的计算有关的数据。3.根据权利要求1或权利要求2所述的计算机实现的方法，其中所述副本本地数据是非确定性数据。4.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述副本本地数据包括所执行的计算的非确定性被测物。5.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述副本本地数据是包括数值或可枚举量的数据。6.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实现的方法；还包括将所述副本本地数据用于分析，特别是统计分析，特别是跨相应子网执行的计算的统计分析。7.根据权利要求6所述的计算机实现的方法，所述方法还包括根据所述副本本地数据的分析来采取一个或多个动作。8.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实现的方法，还包括由相应子网计算跨所述子网的所述副本本地数据的一组几何中值。9.根据权利要求8所述的计算机实现的方法，所述方法还包括执行所述一组几何中值的统计分析；以及根据所述一组几何中值的统计分析的结果采取一个或多个动作。10.根据前述权利要求6
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9中任一项所述的计算机实现的方法，所述分析应用被配置为忽略离群值的方法，特别是包括计算几何中值的方法。11.根据前述权利要求8
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10中任一项所述的计算机实现的方法，还包括计算所述一组几何中值与期望值的偏差；以及根据所述偏差采取所述一个或多个动作。12.根据前述权利要求6至11中任一项所述的计算机实现的方法，还包括执行另外的数据的统计分析，所述另外的数据特别是作为可公开核实的区块链数据的数据；以及根据所述副本本地数据、所述一组几何中值和/或所述另外的数据的统计分析来采取
所述一个或多个动作。13.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实现的方法，还包括提供用于由所述子网的副本报告所述副本本地数据的时间窗口。14.根据前述权利要求6
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13中任一项所述的计算机实现的方法，其中将所述副本本地数据用于分析由所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：迪菲尼蒂基金会，
类型：发明
国别省市：