[发明专利]基于分层异构动态拓扑分片的区块链记录方法

说明书

本发明公开了一种基于分层异构动态拓扑分片的区块链记录方法，该方法是通过在本地网络中利用模拟植物生长算法(PGSA)为每一次区块链的数据记录构建分层异构动态拓扑分片，所构建成的双层异构动态拓扑分片由公链片和主网片两部分组成，且公链片承担不大于节点总数49％的记录权重，主网片承担不小于节点总数51％的记录权重；主网片的节点用来分布式存储数据，公链片的节点用于记录特定加密方法(如MD5、SHA‑256、SHA‑512等)后的256位Hash值；本发明把分层异构动态拓扑分片算法与区块链记录相结合，在保证区块链技术用于实现现有的分布式记录技术前提下，还可有效解决区块链数据记录所普遍面临的“三元悖论“问题。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，涉及一种基于分层异构动态拓扑分片的区块链记录方法。

背景技术

区块链技术，又称为“分布式账本技术”，是一种去中心化、集体维护分布式账本的技术方案，区块链技术通过加密算法、共识机制、时间戳的链式区块结构存储数据，从而为数据增加了时间维度，在分布式系统中实现了依赖于某个信用中心的点对点交易、协调和协作手段，达到高效、安全、防篡改，并具有极强的可验证性和可追溯性等特性。

一直以来区块链技术是以比特币为代表的虚拟数字货币而发展起来的，数字货币应用是一套账本体系和货币发行机制，但是存在很严重的“三元悖论”问题：数字货币应用一般在去中心化和安全性上追求极致，于是每个节点都要储存全部交易数据，大量算力浪费在达成共识的过程中，比如比特币就是将所有的节点全部存储到公链上，平均产生一个区块的时间达到了10分钟，牺牲了高效性；

有一些数字货币为了实现高效性，采用私有链，私有链通过将区块掌握在一个实体手上，让参与节点有限且可控，实现了极快的交易速度和更好的隐私保护，但显然，这已经几乎是一种“中心化”的技术了；

当区块链技术应用到一个可以自由上传视频的去中心化网络，随着上传和播放量越来越多，为了保证运行效率，系统必须舍弃一些次要数据，这就在“安全性”上做了妥协。在金融等对数据安全要求极高的系统中，是无法接受的。

同时，此前应用区块链技术的网路节点虽然达到了去中心化，但是这些节点的拓扑结构都是相同的，在面对具有超大规模算力的攻击时，还是不够安全；

1.所以，针对如何解决目前区块链技术面临的难题：(1)实现高效率；(2)实现去中心化；(3)达到较高的安全性；(4)让每个网络节点都拥有不同的拓扑结构等；本发明提出了一种基于分层异构动态拓扑分片算法的区块链记录方法，该方法把分层异构动态拓扑分片算法与区块链记录结合，在保证区块链技术用于实现现有的分布式记录技术前提下，极大程度上解决了数据记录记录一开始就面临的“三元悖论“问题，即本发明方法可同时实现高效低能、去中心化以及安全这三个要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种基于分层异构动态拓扑分片的区块链记录方法，用于解决现有技术存在的难以同时(1)实现高效率；(2)实现去中心化；(3)达到较高的安全性；(3)让每个网络节点都拥有不同的拓扑结构等问题。

为了解决上述问题，本发明的一种基于分层异构动态拓扑分片的区块链记录方法，是通过在本地网络中利用模拟植物生长算法(PGSA)为每一次区块链的数据记录构建分层异构动态拓扑分片；所构建成的双层异构动态拓扑分片由公链片和主网片两部分组成，且公链片承担不大于节点总数49％的记录权重α，主网片承担不小于节点总数51％的记录权重β；主网片中的节点用来分布式存储数据，公链片中的节点作用是记录特定加密方法(如MD5、SHA-256、HMAC等)后的256位Hash值；同时，主网片与公链片的记录节点之间的节点重合率不大于主网片的26％，作为安全机制。