[发明专利]一种基于树状结构的分片区块链生成方法

说明书

本申请公开了一种基于树状结构的分片区块链生成方法，所述方法包括：将服务端系统划分为至少一个分组，并分别选取各分组的领导者；所述领导者根据自身本地数据库状态打包生成至少一区块，并将所述至少一区块广播至其所在分组的所有成员；验证所述至少一区块的一致性，并根据所述一致性的验证结果执行所述区块，并将所述区块同步至其他分组。本方法通过树状分组架构提高区块链框架生成区块时的效率，并且根据领导者自身本地数据库状态生成区块，改善了系统生成区块时的资源浪费现象并减小了生成区块时产生的时延。

技术领域

本申请涉及区块链技术领域，特别涉及一种基于树状结构的分片区块链生成方法。

背景技术

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链的最大特点是无需中心化的服务节点。借助区块链技术可以降低维护高性能中心化设备的人力物力。去中心化意味着在分布式服务集群中没有中心化的配置管理节点负责确定网络中消息的顺序。但是，去中心化结构由于缺失配置管理中心使得分布式服务集群中的成员节点可能会因为网络通信信道的不可靠性导致节点之间的状态不一致，因此区块链引入了一致性协议（共识算法）用于处理去中心化的分布式集群的一致性问题。

传统的共识算法包括2PC，3PC，paxo和基于paxos算法衍生出的一系列算法。共识算法被用于保证分布式系统的一致性。但是传统的共识算法往往需要集群中产生一个领导者节点用于减小用户发往集群的消息量并确定消息的顺序。但由于区块链系统没有中心节点，所以客户端需要将自己的请求发送给所有的服务节点。而不可靠信道和网络延时会使得各个节点对收到的客户端请求的视角不一致，所以区块链的一致性协议首先需要让集群内部的节点确定客户端请求的顺序，然后再决定是否能够执行客户端请求。

传统的区块链是采用了选举领导者的思想，通过选举领导者并让领导者决定执行哪些客户端的请求。此外，为了保证系统的一致性和可验证性，区块链采用了单链表的形式存储已经执行的客户端请求。此外，为了避免系统中的领导者带来过多的中心化，传统区块链采用了工作量证明（proof of work）的方式选举领导者。服务节点会根据规则尝试着找到一个满足要求的客户端请求的集合。同时，为了保证区块链网络中节点的一致性，基于单链表存储形式的一致性协议要求整个区块链服务网络每次只会产生一个客户端请求的集合，并且区块链系统要求每次生成客户端请求的集合时需要利用单向散列函数对该集合进行验证，只有符合要求的集合才能被写入数据库。而由于单向散列函数具有不可逆性，所以服务节点只能利用穷举的方式去暴力寻找符合要求的集合，找寻集合的过程往往耗时很长且需要消耗大量的计算力。

申请内容

鉴于现有技术的不足，本申请旨在提供一种基于树状结构的分片区块链生成方法。

本申请所采用的技术方案如下：

一种基于树状结构的分片区块链生成方法，其包括：

将服务端系统划分为至少一个分组，并分别选取各分组的领导者；

所述领导者根据自身本地数据库状态打包生成至少一区块，并将所述至少一区块广播至其所在分组的所有成员；

验证所述至少一区块的一致性，并根据所述一致性的验证结果执行所述区块，并将所述区块同步至其他分组。

所述基于树状结构的分片区块链生成方法，其中，所述将服务端系统划分为至少一个分组，并分别选取各分组的领导者具体为：

根据预设条件将所述服务端系统划分为至少一个分组，其中，各分组的成员数量均为预设数量阈值；

根据各分组包含的成员的工作量证明选取领导者，其中，所述领导者为具有最小工作证明量的成员。

所述基于树状结构的分片区块链生成方法，其中，所述领导者根据自身本地数据库状态打包生成至少一区块，并将所述至少一区块广播至其所在分组的所有成员具体包括：