【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于区块链，具体属于一种在星型分片架构下的跨片共识方法。
技术介绍
1、随着区块链技术的发展，其应用场景也日益扩大。但由于区块链的本质机制，即所有节点都要验证和存储所有交易数据，导致在高负载情况下区块链网络可能出现交易延迟、堵塞和手续费增加等问题，限制了其应用场景的扩展。导致目前区块链技术仍主要应用于版权保护和产品溯源等存证类应用和低频的数字资产交易场景中。面对物联网、实时支付等高频交易场景，区块链的单位时间内处理的交易量(transactions per second,tps)严重不足，无法满足现实需求。因此，提升区块链的扩展性是当今研究的焦点之一。
2、分片技术是一种有效解决区块链可扩展性问题的技术，最早在数据库领域被提出，它的基本思想是分而治之。将分片技术应用于区块链网络，就是将区块链网络分成几个较小的网络，每个网络包含一部分节点，称为“分片”。不同的分片可以并行处理事务，这可以提高事务处理和验证的并发性，从而提高整个网络处理速度的吞吐量。
3、在设计区块链分片系统的架构时，选择合适的架构对于系统的性能和效率至关重要。现有的分片方案根据网络架构分为星型架构与平行架构两类。星型架构是一种主链-分片架构，其中一个主链与多个分片相连。星型架构引入主链来专门负责跨片交易，主链在跨片交易的流程流转中起到持续跟进和多方确认的作用，保证了跨片交易的一致性和原子性。因此，在本专利技术中，我们选择了星型架构来构建区块链分片系统。
4、在分片系统中不可避免的会出现跨片交易，因此，研究跨片交易非常必
5、cn110287205a，一种区块链跨分片交易数据处理方法及装置，该方法包括获取用户发送的交易数据，并对交易数据进行解析，得到交易数据涉及的账号并确定账号对应的分片信息，根据账号对应的分片信息，确定分片执行表，分片执行表包括各分片执行预处理的顺序以及预处理时间阈值，将交易数据根据分片执行表在各分片间传递并预处理，根据各分片对应的共识节点对交易数据的预处理结果以及预处理时间，确定交易数据的处理结果。通过对交易数据进行解析得到账号信息并确定账号对应的分片信息，从而确定出各分片执行预处理的顺序，然后依次在各分片间传递并预处理，可以实现去中心化的交易数据跨分片执行。
6、cn110287205a专利将发起的跨片交易放入分片执行表中等待预处理，意味着该专利技术的跨片交易需要按顺序执行，如果前面有跨片交易发生异常，后面的交易可能会陷入无休止的等待当中，无法正常执行。而本专利将跨片交易存储在跨片交易索引表中，分片中的节点通过索引定位跨片交易的位置，跨片交易不必按照顺序执行，业务流转过程快的交易会被先行处理。
7、cn110287205a专利实现跨片交易需要在各分片间传递信息，可能会造成通讯负担、网络拥堵，导致跨片交易信息丢失。而本专利提出跨片模型引入mainchain来帮助实现跨片交易，mainchain会持续跟进各个跨片交易，流程流转过程超出响应时间的交易会重新确认，保证跨片交易的一致性和原子性。
8、cn110287205a专利实现跨片交易需要在各分片间传递和处理交易数据，影响区块链系统的效率。本专利实现跨片交易只涉及交易发起方所在分片、交易接收方所在分片以及mainchain，与其余分片无关，增加了跨片交易的执行效率。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种基于星型分片架构的区块链跨片共识方法。本专利技术的技术方案如下：
2、一种基于星型分片架构的区块链跨片共识方法，其包括以下步骤：
3、构建基于星型架构的区块链分片模型，所述星型架构是一种主链-分片架构；主链是模型的中心，若干个分片围绕在主链的四周，各个分片通过主链实现跨片交易，整个模型呈现星型辐射状；
4、设计一种基于星型分片架构的区块链跨片共识方法，所述共识方法的作用在于依靠mainchain帮助处于不同分片的两个用户之间实现跨片交易，并且保证整个区块链系统能对交易达成共识。
5、进一步的，所述设计一种基于星型分片架构的区块链跨片共识方法具体包括以下步骤：
6、(1)发起跨片交易请求
7、交易发起者在片内发起跨片请求；
8、(2)相互锚定账本状态
9、分片通过锚定主链的账本来了解其余分片的交易情况和账户状态；在执行跨片交易之前，交易发起者所在分片和mainchain主链相互锚定账本状态；
10、(3)智能合约检查交易是否合法
11、交易发起方所在分片收到跨片交易请求后，通过通用智能合约检查跨片交易发起者的账户有无异常，账户余额是否足够完成此次跨片交易；检查合法后触发合约锁定交易发起者请求交易部分的账户金额，防止双花攻击；并将跨片交易加入交易发起者所在分片的跨片交易索引表中；
12、(4)路由广播交易
13、交易发起者所在分片将跨片交易信息路由广播到mainchain中；
14、(5)路由广播交易
15、mainchain将跨片交易信息路由广播到交易接收者所在分片中；
16、(6)将跨片交易加入跨片交易索引表中
17、交易接收者所在分片收到mainchain路由广播的跨片交易信息后，将跨片交易加入跨片交易索引表中；
18、(7)互相锚定账本状态并发送确认
19、交易接收者所在分片中的节点将跨片交易放入跨片交易索引表中后，也需要和main chain互相锚定账本状态，了解其他分片的账本状态；然后将带着交易接收者签名的确认信息发送给mainchain；
20、(8)打包跨片交易
21、得到交易接收者所在分片发出的确认信息后，mainchain将这笔交易的完整信息打包进账本中；
22、(9)交易已打包
23、mainchain打包跨片交易后会将已打包信息发送给交易发送方和交易接收方所在分片，通知他们交易完成，更新各自的账本；
24、(10)更新本分片账本
25、交易发送方和交易接收方得知交易完成后，会更新自己的账本状态和账户信息。
26、进一步的，所述步骤(1)中交易发起者在片内发起跨片交易请求的数据结构具体为：源分片号：交易发起者所在分片；源id：交易发起者公钥；目的分片号：交易接收者所在分片；目的id：交易接收者公钥；交易金额：n；发起时间：t1；交易发起者签名。
27、进一步的，所述步骤(3)通过智能合约实现。
28、进一步的，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于星型分片架构的区块链跨片共识方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于星型分片架构的区块链跨片共识方法，其特征在于，所述设计一种基于星型分片架构的区块链跨片共识方法具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于星型分片架构的区块链跨片共识方法，其特征在于，所述步骤(1)中交易发起者在片内发起跨片交易请求的数据结构具体为：源分片号：交易发起者所在分片；源ID：交易发起者公钥；目的分片号：交易接收者所在分片；目的ID：交易接收者公钥；交易金额：N；发起时间：T1；交易发起者签名。
4.根据权利要求2所述的基于星型分片架构的区块链跨片共识方法，其特征在于，所述步骤(3)通过智能合约实现。
5.根据权利要求1所述的基于星型分片架构的区块链跨片共识方法，其特征在于，所述基于星型架构的区块链分片模型具体包括：
6.根据权利要求5所述的基于星型分片架构的区块链跨片共识方法，其特征在于，所述每个Sharing的内部都有交易账本和跨片交易索引表；交易账本用于记录Sharing的片内交易、跨片交易以及账户状
7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述基于星型分片架构的区块链跨片共识方法。
8.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述基于星型分片架构的区块链跨片共识方法。
9.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述基于星型分片架构的区块链跨片共识方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于星型分片架构的区块链跨片共识方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于星型分片架构的区块链跨片共识方法，其特征在于，所述设计一种基于星型分片架构的区块链跨片共识方法具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于星型分片架构的区块链跨片共识方法，其特征在于，所述步骤(1)中交易发起者在片内发起跨片交易请求的数据结构具体为：源分片号：交易发起者所在分片；源id：交易发起者公钥；目的分片号：交易接收者所在分片；目的id：交易接收者公钥；交易金额：n；发起时间：t1；交易发起者签名。
4.根据权利要求2所述的基于星型分片架构的区块链跨片共识方法，其特征在于，所述步骤(3)通过智能合约实现。
5.根据权利要求1所述的基于星型分片架构的区块链跨片共识方法，其特征在于，所述基于星型架构的区块链分片模型具体包括：
6.根据权利要求5所述的基于星型分片架构的区块链跨片共识方法，其特征在于，所述每个sharing的内部都有交易账本和跨片交易索引表；交易账本用于记录sharing的片内交易、跨片交...
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