[发明专利]一种基于区块链的数据持久化和并行处理方法及装置

说明书

本发明提供的一种基于区块链的数据持久化和并行处理方法及装置，可用于金融技术领域，本发明根据数据的特征，把存在关联性和依赖关系的数据行分类、解耦，并配置处理机制，可以实现数据并行处理，提高数据处理速度，减少等待时间；把已解耦数据打包到主区块和微区块，并设置节点处理主区块和微区块，实现区块并行处理，即实现交易数据的并行处理；由于微区块内部交易数据具有较强的关联性和依赖关系，与其他微区块或主区块不存在关联性或极弱关联性，因此节点可以直接把微区块打包成主区块，实现主区块和微区块并行处理，同时也能提高区块的验证速度，本发明将区块链系统对交易数据的处理模式从串行处理转变为并行处理，充分利用计算机资源。

技术领域

本发明涉及互联网金融技术领域，具体涉及一种基于区块链的数据持久化和并行处理方法及装置。

背景技术

区块链本质上是去中心化、分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术的新型应用模式，它被认为是人类社会颠覆性变革的新兴技术之一，其主要应用领域包括：数字资产、数字货币、智能合约、身份验证、电子商务等，应用领域十分广泛。

区块链存在交易确认时间长，数据吞吐量小，网络拥堵等问题。由于区块链是去中心化、分布式存储、点对点传播的系统，因此节点之间需要进行频繁地通信，这将给分布式网络带来巨大的负荷，严重时将导致网络拥堵、通信延时、请求超时等。对多个区块链应用进行统计得出，相比于传统的中心化系统而言，目前区块链网络的吞吐量TPS较低、交易写入数据慢、交易等待时间较长，难以满足短时间内产生大量交易的场景。

制约区块链网络的吞吐量、交易速度的因素主要有：区块容量、共识机制、网络带宽以及网络传播方式等。为了解决以上问题，在不考虑硬件基础设施的情况下，现有技术从以下两方面进行改进：一方面是对区块扩容，另一方面是优化区块的数据结构以及改进共识机制。这两种改进方式都有理论依据和实践，但是依然存在不足。

第一种基于区块扩容的方式，通过直接改变区块的容量，比如将区块容量从1M增加到2M，这是一个可行的方案，但是随着交易量增加，必将不断增加区块容量。大容量区块将导致验证时间增加，也容易导致链分叉，至于块容量标准目前还存在较大分歧，没有形成统一标准。而第二种优化区块的数据结构以及改进共识机制的方法更加丰富，例如工作量共识机制(PoW)、权益共识机制(PoS)、股份授权证明机制(DPoS)以及实用拜占庭容错(PBFT)等。通过改变共识机制算法可以改进共识效率，这些共识算法已经在不同的区块链应用中实现，并且仍在不断探索中。

区块链的交易数据存在关联性和依赖性，因此当逻辑请求被同时处理，或者处理顺序错误，则可能导致区块验证错误或者无法达成共识。如果没有把存在关联或依赖的交易数据放到一起进行归类、解耦，那么进行并行处理无法进行，比如无法验证通过等。

目前区块链只能以串行方式处理区块链数据，无法发挥网络节点多核处理器的优势，造成资源浪费，存在处理速度慢、等待时间长、吞吐量低等不足。

发明内容

针对现有技术中的在不考虑硬件基础设施的情况下，现有技术从以下两方面进行改进：一方面是对区块扩容，另一方面是优化区块的数据结构以及改进共识机制。这两种改进方式都有理论依据和实践，但是依然存在不足的问题，本发明提供一种基于区块链的数据持久化和并行处理方法及装置，根据数据的特征，把存在关联性和依赖关系的数据行分类、解耦，并配置处理机制，可以实现数据并行处理，提高数据处理速度，减少等待时间；把已解耦数据打包到主区块和微区块，并设置节点处理主区块和微区块，实现区块并行处理，即实现交易数据的并行处理；由于微区块内部交易数据具有较强的关联性和依赖关系，与其他微区块或主区块不存在关联性或极弱关联性，因此节点可以直接把微区块打包成主区块，实现主区块和微区块并行处理，同时也能提高区块的验证速度，本发明将区块链系统对交易数据的处理模式从串行处理转变为并行处理，充分利用计算机资源，提高处理交易数据的速度，增加数据吞吐量，减少用户等待时间。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：