System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种区块链事务并行化执行方法、装置和电子设备制造方法及图纸_技高网
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一种区块链事务并行化执行方法、装置和电子设备制造方法及图纸

技术编号:40576410 阅读:8 留言:0更新日期:2024-03-06 17:17
本发明专利技术公开了一种区块链事务并行化执行方法、装置和电子设备,其中方法包括:用户向区块链网络发起事务请求,事务经区块链网络节点设备验证合法后形成新区块事务;各节点设备将新区块中事务划分为无关联性事务集;各节点设备对无关联性事务集进行事务分配;各节点设备根据分配结果确认自身需执行的无关联性事务集构成的事务集集合;各节点设备调用双重并行化执行方案,并行化执行各自事务集集合和自身事务集集合中无关联性事务集;各节点设备执行节点设备内事务执行结果合并和节点设备间事务执行结果合并,获得新区块事务执行的最终结果;本发明专利技术可以并行化加速执行过程,大幅提升区块链吞吐量上限,打破事务执行速度带来的区块链吞吐瓶颈。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种并行化执行方法、装置和电子设备,尤其涉及一种区块链事务并行化执行方法、装置和电子设备,属于区块链。


技术介绍

1、区块链是一种基于分布式账本技术的带有数据“散列验证”功能的数据库。区块可以认为是数据块,区块链技术就是按照时间顺序将数据区块组合成一种链式结构,形成区块链。区块链利用密码学算法以分布式记账的方式,集体维护数据库的可靠性,保证了数据的高度安全性和可信性。

2、目前,区块链共识技术通常依赖于一个主节点来负责事务的收集、执行与验证。例如,practical byzantine fault tolerance(pbft)、delegated proof of stake(dpos)等共识机制要求主节点负责对区块链事务进行合法性验证和打包,随后通过共识机制将其传递给各个节点以完成事务的执行。然而,事务的执行过程通常需要较长的时间,从而导致区块链的吞吐量(每秒事务处理量,transaction per second,tps)降低。

3、目前已有解决方案针对区块链事务的并行加速仍然局限于单节点内部的并行处理或者跨链交互等方式,未能充分发挥分布式节点系统资源的优势。因此,亟需解决如何利用区块链的分布式特性,整合分布式系统资源,实现节点间并行事务处理以及单节点内部并行事务处理,从而全面提升事务处理速度,打破区块链事务吞吐瓶颈,提高区块链事务吞吐量。

4、现有技术中,公布号cn109951547a的申请公共开了一种应用于区块链节点的事务请求并行处理方法、装置、设备和介质,该方法包括:获取在区块链网络中传输的至少两个基于智能合约的事务请求:根据各事务请求的输入依赖数据集合和输出变更数据集合,确定各事务请求之间的依赖、关系;其中每一事务请求中的输入依赖数据集合和输出变更数据集合是该事务请求的发起节点在本地对该事务请求进行预执行得到;根据各事务请求之间的依赖关系,对无依赖关系的事务请求进行并行处理。采用该申请实施例的技术方案,能够有效确定事务请求之间的依赖关系,进而可最大化实现事务请求的并行处理,加快处理速度。但是该申请中对事务的并行处理局限与于单个节点对智能合约中无依赖事务的并行处理,没有充分利用到区块链分布式的特点,利用分布式节点共同进行并行化事务处理。

5、公布号cn116501799a的申请公开了一种多链场景下的跨链事务分组并行处理方法,包括:根据是否与跨链有关,将中继链区块事务数据分为无关事务组和跨链相关事务组;无关事务组和跨链相关事务组并行执行,无关事务组内的事务串行执行;根据事务类型将跨链相关事务组分为普通事务和跨链事务,每个普通事务单独为一组;普通事务和跨链事务串行执行;对在普通事务间的跨链事务,检查其跨链参与方的交集,交集为空的跨链事务分为一组,组内跨链事务在跨链事务的验证信息阶段并行,各组间串行执行。该申请对跨链事务有良好的并行处理,但是对单链事务的并行优化和加速处理能力不足。

6、公布号cn111026511b的专利技术提供了一种基于事务数据分区-链间融合的区块链并行系统及方法。该专利技术依据事务数据中包含的源地址及目的地址属性,将并发的事务划分到不同的区块链子网中处理,在各个子网内并行进行共识验证过程,并提出了区块链数据融合方法,将分区后的各个子区块链异步融合为一条融合链。各个客户端调用区块链平台提供的数据服务接口,下载融合链区块头,并通过各个分片链的完整区块链数据,获得全网历史事务数据的全局视图,从而保证了客户端能够生成当前时间合法事务数据。该专利技术将全局事务数据分区处理,解决了原始区块链技术架构中的优化性能瓶颈问题,提升了全局事务处理的通量上限。但该专利技术中的事务并行依赖于事务的分片以及多链之间的协同、异步融合,其不具备常用共识亲和性和普适性,兼容性较低。


技术实现思路

1、专利技术目的:针对上述现有技术存在的问题,本专利技术目的在于提供一种可以并行化加速执行过程、大幅提升区块链吞吐量上限、打破事务执行速度区块链吞吐瓶颈的区块链事务并行化执行方法、装置和电子设备。

2、技术方案:为实现上述专利技术目的,本专利技术采用如下技术方案:

3、本专利技术所述的区块链事务并行化执行方法,所述方法应用于区块链中的任一节点设备,包括如下步骤:

4、根据用户提交事务打包形成新区块,所述新区块中包含大量待执行区块链事务,且其包含区块链事务已经过合法性验证,等待被执行并存储执行结果;

5、可选的,所述合法性验证包括验证事务中包含合法的发起方签名;验证事务接收方地址合法;

6、向其他节点设备广播所述新区块,并接收其他节点设备广播的新区块;

7、基于生成的新区块,区块链网络节点设备对此新区块达成一致性共识;

8、所述一致性共识,包括:区块链网络中所有节点设备对包含大量区块链事务的新区块没有异议,其包含事务满足执行前要求;

9、基于达成共识的新区块,存储至所述区块链网络中的节点设备上,各节点设备调用第一智能合约,用于将新区块中事务划分为无关联性事务集;

10、所述第一智能合约,利用并查集技术,结合事务的发送方地址和接收方地址,对区块链事务进行事务分组;

11、各节点设备调用第二智能合约,用于对无关联性事务集进行事务分配;各节点设备根据分配结果确认自身需执行的无关联性事务集构成的事务集集合;

12、所述第二智能合约,根据无关联事务集,计算每一个事务集的哈希函数值,并与节点设备id进行映射匹配,实现事务集分配功能;

13、各节点设备调用双重并行化执行方案,用于使各节点设备并行化执行各自事务集集合,以及使节点设备并行化执行自身事务集集合中无关联性事务集;

14、所述双重并行化执行方案,包括节点设备间并行化事务执行及节点设备内并行化事务执行;

15、各节点设备调用事务执行结果合并方案,用于执行节点设备内事务执行结果合并和节点设备间事务执行结果合并,获得新区块事务执行的最终结果。

16、进一步地,所述的第一智能合约,利用并查集技术,结合事务的发送方地址和接收方地址,对区块链事务进行事务分组,具体包括:

17、如果一个事务请求a的输入地址和另一事务请求b的输入地址相同,则两个事务存在依赖关系,分为同一事务集中;

18、如果一个事务请求a的输入地址和另一事务请求b的输出地址相同,则两个事务存在依赖关系,分为同一事务集中;

19、如果一个事务请求a的输出地址和另一事务请求b的输出地址相同,则两个事务存在依赖关系,分为同一事务集中;

20、如果事务请求a、b存在依赖关系,事务请求b、c存在依赖关系,则三个事务请求a、b、c视为存在依赖关系,分为同一事务集中。

21、进一步地,所述第二智能合约,根据无关联事务集,计算每一个事务集的哈希函数值,并与节点设备id进行映射匹配,实现事务集分配功能,若事务集ta的哈希值为hta,节点设备总数为n,则对事务集哈希值取模运算得本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种区块链事务并行化执行方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的区块链事务并行化执行方法,其特征在于,所述的第一智能合约,利用并查集技术,结合事务的发送方地址和接收方地址,对区块链事务进行事务分组,具体包括:

3.根据权利要求1所述的区块链事务并行化执行方法,其特征在于,所述第二智能合约,根据无关联事务集,计算每一个事务集的哈希函数值,并与节点设备ID进行映射匹配,实现事务集分配功能,其中:

4.根据权利要求3所述的区块链事务并行化执行方法,其特征在于,所述映射匹配具体为,根据事务集的哈希函数值,及预先制定的映射规则进行事务分配,各节点设备仅执行自身被分配的事务集集合;

5.根据权利要求1所述的区块链事务并行化执行方法,其特征在于,所述节点设备间并行化事务执行,具体为,各节点设备根据第二智能合约获得的需要执行的事务集集合,各自执行被分配的事务集集合,并获得执行结果;

6.根据权利要求1所述的区块链事务并行化执行方法,其特征在于,所述节点设备内事务执行结果合并,用于合并各节点设备上事务集执行结果,以获得自身事务集集合执行结果;

7.一种区块链事务并行化执行装置,其特征在于,所述装置应用于区块链中的任一节点设备,包括以下模块:

8.根据权利要求7所述的区块链事务并行化执行装置,其特征在于,

9.一种电子设备,其特征在于,包括通信接口、处理器、存储器和总线,所述通信接口、处理器和存储器之间通过总线相互连接;

10.一种机器可读存储介质,其特征在于,所述机器可读存储介质存储有机器可读指令,所述机器可读指令在被处理器调用和执行时,实现权利要求1至6任一项所述的区块链事务并行化执行方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种区块链事务并行化执行方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的区块链事务并行化执行方法,其特征在于,所述的第一智能合约,利用并查集技术,结合事务的发送方地址和接收方地址,对区块链事务进行事务分组,具体包括:

3.根据权利要求1所述的区块链事务并行化执行方法,其特征在于,所述第二智能合约,根据无关联事务集,计算每一个事务集的哈希函数值,并与节点设备id进行映射匹配,实现事务集分配功能,其中:

4.根据权利要求3所述的区块链事务并行化执行方法,其特征在于,所述映射匹配具体为,根据事务集的哈希函数值,及预先制定的映射规则进行事务分配,各节点设备仅执行自身被分配的事务集集合;

5.根据权利要求1所述的区块链事务并行化执行方法,其特征在于,所述节点设备间并行化事务执行,具体为,各节点设备根据第...

【专利技术属性】
技术研发人员:王家恒江毅恒江锐乐煜炜
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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