[发明专利]一种面向云计算的高性能区块链的构建方法

权利要求书

1.一种面向云计算的高性能区块链的构建方法，其特征在于，包括构建面向云计算的区块链网络架构和面向云计算的区块链系统架构，

构建面向云计算的区块链网络架构，使各区块链节点通过RDMA适配器直接通信，可以绕过操作系统内核实现直接与网卡进行通信；

构建面向云计算的区块链系统架构，包含网络层、共识层、区块链层；

网络层为共识层提供通信服务，共识层设有基于共享内存设计的区块链共识算法，用于对新提议的区块达成共识，区块链层用于存储数据，保持系统的数据稳定性；

所述网络层包含RDMA代码库、基础通信API和链路管理器；RDMA代码库提供了RDMA基础的技术支撑，定义了远程存储访问所需的函数；基础通信API是区块链针对RDMA通信方式，规定统一的通信接口，也是对于RDMA代码库的实例化；链路管理器负责管理节点之间的通信信道；

所述共识层包含密码学库、共享内存管理器、区块链共识核心；密码学库支持区块链所需的基础密码学功能；共享内存管理器负责共享内存的建立、使用、销毁操作；

所述区块链层包含钱包、客户端、区块链数据库；钱包是区块链数字资产的存储空间，用于告知用户账户余额、数字资产状态信息；客户端负责收发交易、提供前端操作界面，进行身份验证；区块链数据库存储区块链所需数据；

共识协议为：每个区块链节点利用共享内存管理器在云服务器中获取属于自己的共享内存区域m_i，并获取对m_i的最高权限，可以执行读、写操作，除了节点i之外的其他任何节点只能读取m_i，但并不能修改m_i中的数据，上述操作由密码学库与共享内存管理器共同负责；

共识过程分为四个阶段：领导人选举、生成区块、验证区块与投票、区块上链；具体过程为，

领导人选举：领导人选举过程需要节点共同执行基于共享内存的领导人选举算法，保证仅有一个节点在本轮胜出，领导人将负责领导后续的共识过程；

生成区块：在领导人选举完成后，由领导人打包交易、生成区块，并将区块写入共享内存区域，其他节点可读取该共享内存区域以获得区块信息；

验证区块与投票：除领导人外的其他节点在获取区块信息后，对区块进行正确性验证，若区块无误，可对区块进行多轮投票，最终对区块链形成统一意见，即接收或抛弃；

区块上链：在共识达成后，如果共识结果为接收，节点将会把新区块存入区块链数据库，更新相关信息；否则，抛弃该区块，进入下一轮。

2.根据权利要求1所述的一种面向云计算的高性能区块链的构建方法，其特征在于，其系统部署包括以下步骤：

S1.建立系统运行环境；

S2.注册区块链节点；

S3.区块链节点配置，对新注册的区块链节点分配指定的共享内存区域，配置好的区块链节点将会参与共识过程；每轮共识过程中，区块链节点通过基于共享内存的领导者选举算法选取主节点，最终存在唯一的区块链节点成功竞争为主节点并生成区块，其它区块链节点对该区块进行验证并进行投票；系统中的区块链节点根据投票意见，统一决定是否进行区块链的上链，满足上链条件则本地区块链更新，系统进入新一轮的共识阶段。