[发明专利]高性能智能合约设计

说明书

本发明提供了一种高性能智能合约的实现方法，包括如下步骤：(1)设计智能合约并行执行模型；(2)设计交易去依赖算法；以及(3)设计线程数量分配算法，交易去依赖算法包括如下步骤：(1)构建交易图；(2)分割交易；(3)交易负载平衡；线程数量分配算法根据独立交易集合的数量以及交易在独立交易集合中的分布生成。还提供一种高性能智能合约的实现系统，包括：智能合约并行执行模型形成模块，交易去依赖算法模块以及线程数量分配算法模块使用并行执性模型对合约执行进行提速，提高了合约的整体执行效率，并提高了区块链的交易处理速度。

技术领域

本发明涉及基于区块链的高性能智能合约领域，特别是涉及到智能合约的并发执行模型在高性能智能合约实现方法和实现系统中的应用，用于提升交易速率的方法。

背景技术

合约是指两方面或几方面在共同协作时，为了确定各自的权利和义务而订立的共同遵守的条文。签订合约后就有了法律依靠，双方或多方在信任或者不信任的状态下履行合约承诺，有法可依、有据可寻。合约通过规范承诺与执行合约过程，从而使得合作结果完美化、合法化，对和谐社会治安起到了不可估量的作用，也是法治社会的重要方式、方法。人类社会正在迅速向数字社会发展，数字社会的一个巨大挑战目标就是将现在物理社会中，人们生活模式的依存关系(如协作、交友和法律等关系)转移到虚拟世界上。合约是不同人之间能够协作的重要手段，如何将现实中的合约转移到虚拟世界上，是数字社会的重要研究内容之一。

智能合约的概念在1997年由Nick Szabo首次提出，智能合约是能够自动执行合约条款的可计算交易协议，明确且无歧义，它是人们在虚拟世界中维持安全数字关系的重要手段，是未来数字社会的基础协议，与传统合约相比具有很大的优势。智能合约理论几乎与互联网技术(World Wide Web)同时出现，但应用实践却一直严重地落后于理论，缺乏将这个理念转变现实的清晰路径，智能合约理论的应用实践主要面临两个方面的问题，一是智能合约没有有效的手段来控制实物资产，保证合约的执行，售货机通过将商品保存在内部以控制财产所有权，可是计算机程序很难控制现金、股份等现实世界中的资产；第二是单个计算机很难保证执行这些条款以获得合约方的信任，合约方需要可靠的解释和执行代码的可信环境，它无法亲自检查有问题的计算机，也无法直接观察与验证其他合约方的执行动作，只有让第三方审核各方合约执行的记录，而区块链技术的出现解决了这些问题，奠定了智能合约应用的基础，同时，智能合约也扩大了区块链的应用范围。区块链为完全数字化资产的记录和转移奠定了基础，通过完全数字化的资产，区块链给计算机代码提供直接控制资产的方法，使得智能合约具有执行力。在区块链上，资产的控制就是控制资产对应的密钥权限，而不是任何实物。区块链使计算系统成为受信任系统，它已经不仅限于数据库的功能，同时还是可以执行代码和记录数字资产所有权的分布式计算机，数字资产所有权因此可以被上传和存储在区块链中，并根据指令执行，而一旦区块链记录了合约代码，合约方就可以确定合约不会被更改。如今很多区块链系统，如以太坊(Ethereum)，有可编程的合约语言与可执行的基础设施，以实现智能合约。在Ethereum中，智能合约是存储在区块链上的脚本，通过区块链节点以分布式的形式执行，相当于商业交易、监督管理过程中法律、法规的执行者。区块链以按序、安全、可验证的方式保证合约的执行。相比目前复杂的涉及用户、汽车经销商和银行的贷款行为和手续，智能合约是能够自动执行合约条款的计算机程序，它能够完善现有的商业模式，更重要的是他们可能颠覆现有的商业模式，也大大减少了第三方中介的费用。

现有的基于区块链的智能合约技术还处于一个初级阶段，尚有很多问题还没有解决：如基于区块链的智能合约执行效率低下，智能合约作为区块链的链上代码执行的安全问题，以及智能合约代码与文本的一致性问题等。其中的合约执行效率问题直接影响着区块链交易处理速度，现有的区块链普遍使用串行方式执行智能合约，每次执行时普遍存在大量的IO读取导致合约整体执行速率低下，并没有使用并行执行模型对合约执行进行提速。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能智能合约的实现方法，包括如下步骤：

(1)设计智能合约并行执行模型；