[发明专利]一种基于多路芯片扩展的区块链处理架构及其方法

说明书

本发明公开了一种基于多路芯片扩展的区块链处理架构及其方法，该架构与区块链服务器相连接，用于处理区块链服务器分配的交易申请；所述架构设置多个扩展芯片，其中，至少一个扩展芯片与区块链服务器主机设备接口相连接，其余扩展芯片按照树形拓扑结构相互级联，每个扩展芯片内置处理引擎，用于处理分配给该扩展芯片的交易申请。与现有技术相比较，本发明通过多路芯片的级联扩展处理引擎，提升区块链并发处理能力，在提升处理效率的同时降低硬件成本；同时采用低功耗的扩展芯片承担区块的交易运算处理任务，分担主机CPU资源压力，从而降低功耗，减少区块链运行维护成本。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种基于多路芯片扩展的区块链处理架构及其方法。

背景技术

近年来区块链技术火爆发展，并逐渐走进各个行业领域。区块链技术通过去中心化、去信任的方式，由密码学原理来保证已有数据不被更改，然后通过共识算法对新增数据达成共识。整个运行过程完全透明，而所有的数据信息也是公开的。这种结构保证了数据的完整性和安全性，但是数据却一直不停地增长，所以对数据的吞吐量和处理效率的要求也不断在提高。

中本聪设计比特币系统(区块链应用之一)时预留了一个解决方案：默克尔树(Merkle Tree)算法，用它来解决区块链数据吞吐量过大的问题。在每台机器上构造一棵Merkle Tree，这样，在两台机器间进行数据比对时，从Merkle根开始进行比对，如果根节点一样，则表示两个副本目前是一致的，不再需要任何处理；如果不一样，则沿着hash值不同的节点路径查询，很快就能定位到数据不一致的叶节点，只用把不一致的数据同步即可，这样大大节省了比对时间以及数据的传输量。

随着区块链技术的火爆，交易申请的数目和频率也都在提升，默克尔树算法在一定程度上降低了区块链数据吞吐量，但是由于服务器的处理器和内存能力限制，现有区块链技术处理效率仍然是技术难点。例如比特币每秒只能进行大约7笔交易,以太坊稍微好一些,也就10-20笔。当交易数量膨胀后，由于服务器的处理器和内存能力限制，无法避免区块链处理效率低、功耗高等问题。

故，针对现有技术的缺陷，实有必要提出一种技术方案以解决现有技术存在的技术问题。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种基于多路芯片扩展的区块链处理架构及其方法。通过多路芯片的级联，扩展处理引擎，提升区块链并发处理能力，在提升处理效率的同时降低硬件成本。

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于多路芯片扩展的区块链处理架构，该架构与区块链服务器相连接，用于处理区块链服务器分配的交易申请；所述架构设置多个扩展芯片，其中，至少一个扩展芯片与区块链服务器主机设备接口相连接，其余扩展芯片按照树形拓扑结构相互级联，每个扩展芯片内置处理引擎，用于处理分配给该扩展芯片的交易申请。

作为优选的技术方案，每个扩展芯片内还设置主设备接口和从设备接口以基于主从接口协议实现芯片级联扩展；所述主设备接口用于级联下一层的扩展芯片，所述从设备接口用于接入上一层的扩展芯片。

作为优选的技术方案，每个扩展芯片内置唯一标识的芯片ID，服务器主机生成该架构的负载能力映射表用于记录芯片ID及其引擎状态，直接以芯片ID为每个扩展芯片分配交易申请并更新所述负载能力映射表；所述扩展芯片接收交易申请时先验证芯片ID，如果芯片ID相匹配，处理该交易申请；否则，将该交易申请发送给与其级联的下一层扩展芯片。

作为优选的技术方案，每个扩展芯片内置M个处理引擎，其中，M为大于1的自然数；每个处理引擎均可作为扩展子节点。

作为优选的技术方案，该架构为T层树形结构，每个扩展芯片级联N路扩展芯片，其中，T、N为大于1的自然数。

作为优选的技术方案，所述扩展芯片采用SD接口、USB接口、SATA接口等实现多路级联扩展。