[发明专利]一种基于区块链分片技术的共识方法

说明书

本发明公开了一种基于区块链分片技术的共识方法，包括单个分片链共识过程和多个分片链共识过程结合实现多个分片链之间的并发机制，所述单个分片链共识过程基于权重和VRF的PoS共识算法，所述多个分片链共识过程基于树图的共识算法；本发明基于权重和VRF的PoS共识算法和基于树图的共识算法的二者结合，来完美得解决分片链的共识和管理，以分片链的方式让共识可以并发执行来提高它的性能，并引入树图的区块存储结构来解决区块之间的全序问题。

技术领域

本发明属于区块链技术应用领域，具体地，涉及一种基于区块链分片技术的共识方法。

背景技术

现有技术中，一个区块链的共识过程一般包括：竞争一个随机性出块的机会、把一个新出的区块向全网进行广播和其余节点对新接收到的区块进行验证和存储三个步骤，但是按照上面方式进行串行执行，性能较低；现在普通x86服务器的计算和存储能力，可以很轻松得支持节点每秒处理10000+的事务的验证和存储，所以节点的计算和存储性能不是一个区块链的性能的瓶颈所在，也为一个联盟链系统的运行提供了充足的硬件条件。

区块链的分片技术主要包括网络分片，即网络按照一定规则选取节点形成分片；实施分片的第一步就是创建分片，因此网络分片是事务分片、计算分片和状态分片的基础；事务分片，即按一定规则将事务分配到同一个分片处理，则既能够达到并行处理的目的又能避免双花问题的出现；状态分片，即特定的分片只存储部分状态，而不是完整的区块链状态，状态分片能够减少状态储存冗余，状态分片是最为理想化的分片方式，但是分片技术的难点在于跨分片链的事务的处理和管理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于区块链分片技术的共识方法，解决了网络分片、事务分片二种分片技术在跨分片链的事务处理和管理的问题，具体的通过基于权重和VRF的PoS共识算法和基于树图的共识算法的二者结合，来完美得解决分片链的共识和管理，以分片链的方式让共识可以并发执行来提高它的性能，并引入树图的区块存储结构来解决区块之间的全序问题。

本发明为了解决现有技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种基于区块链分片技术的共识方法，包括单个分片链共识过程和多个分片链共识过程结合实现多个分片链之间的并发机制，所述单个分片链共识过程基于权重和VRF的PoS共识算法，所述多个分片链共识过程基于树图的共识算法；具体包括：

T1.用户构建事务的执行请求，请求数据中包含了发送者的签名，并根据发送者的账户地址计算出事务的分片标识值；

T2.用户把事务提交给对应分片上的一个节点；

T3.分片节点确认交易的发送者的账户地址是否属于本分片，拒绝不属于本分片的事务请求数据；本分片的数据进入“已接受”队列；

T4.分片节点对“已接受”队列的数据进行验证和预执行，丢弃验证和预执行失败的数据；验证和预执行通过的数据进入到“等待打包”队列并完成事务转发工作；

T5.参与分片链的共识过程的节点，如果它获得了出块的机会，它从“等待打包”队列中执行事务，并根据当前已经接收和存储的区块的树图拓扑规则打包为一个新区块，并向全网广播这个新区块；所有参与分片链的共识过程的节点按照共识算法来验证新区块；

T6.网络中的其余分片链的节点，接收到一个新区块后，验证所述新区块的有效性，执行事务并更新相关的状态存储数据。