[发明专利]一种多域分层物联网联盟链平台及其分片方法、计算机

说明书

本发明属于区块链技术领域，公开了一种多域分层物联网联盟链平台及其分片方法、计算机；可信机构会根据智能设备身份标识将其分配到不同的分片，分片分为主分片和一般分片，主分片和一般分片与平台的中心域和管理域一一映射；分片内的物联网智能设备P2P连接建立网络，网络中身份标识最重要的节点被选举为簇头节点；每个物联网智能设备将产生的交易广播给分片内部的参与者，参与者执行改进的PBFT共识协议；每个分片将产生的分片区块广播给主分片内部的参与者，参与者执行改进的PBFT共识协议。采用本发明在面向海量交易请求时能够几乎线性地提高区块链交易共识性能。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，尤其涉及一种多域分层物联网联盟链平台及其分片方法、计算机。

背景技术

物联网是新一代信息技术的高度集成和综合应用，对新一轮产业变革和经济社会绿色、智能、可持续发展具有重要意义。当前，物联网正进入跨界融合的新阶段，在这个阶段中由不同物联网系统和管理域产生的数据相互融合，形成更强大的工业产业。因此，需要一种专用的、大规模的跨域贡献平台。新兴的区块链技术被认为是构建这种平台的一种极具潜力的技术。

交易共识吞吐量是区块链一种关键性能，由每秒通过共识算法记录在链上的交易数量表示。然而，这种性能远远无法满足海量物联网数据的即时存储。例如，目前主流联盟链平台HyperledgerFabric在规模为4的网络中交易共识吞吐量不超过2000TPS，远小于现有中心化平台，例如Visa，100000TPS的吞吐量。

为提高区块链交易共识吞吐量，已经提出了一些优化方法，其中分片技术是一种将串行交易共识过程优化为并行交易共识过程的方法。例如，Luu等人提出的ELASTICO，一种基于公有链的分片技术。ELASTICO按照网络规模将公有链进行分片，区块链交易性能随网络中节点数量增加几乎线性地提高，但其是基于公有链设计的。Adem等人提出Aspen，一种面向服务的分片技术。Aspen按照服务将公有链进行分片，区块链交易性能有所提高，但其是基于公有链设计的且容易受到但服务限制。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前区块链交易共识吞吐量优化技术难以移植到多域分层物联网联盟链平台，平台依然具有严重的性能限制，例如海量物联网数据无法快速共识存储、数据访问请求无法及时处理反馈等。如何设计一种方法来提高交易共识吞吐量成为多域分层物联网联盟链平台真正落地的最大技术难题之一。

针对物联网联盟链多身份标识、多域混杂等特征，设计一种适用于多域分层物联网联盟链平台的分片技术是本发明最大的难点。其中包括，如何基于多域划分节点的分片归属、如何保持节点动态进出平台特性、如何建立片内节点的P2P网络、如何在有限的计算、存储资源下实现单链式结构。

随着区块链3.0时代的到来，“区块链+”成为区块链技术新的发展方向，区块链去中心化、防篡改、可追溯等特性使其具有良好的应用潜力和前景。分片技术对于提高区块链交易共识吞吐量具有重要意义，也是促进区块链落地的最大推动力之一。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前区块链交易共识吞吐量优化技术难以移植到多域分层物联网联盟链平台，给平台带来很大的性能压力。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种多域分层物联网联盟链平台及其分片方法、计算机。