[发明专利]区块链网络划分

说明书

公开了一种将区块链网络划分为分片的计算机实现的方法，该方法包括：识别父区块链交易，所述父交易由与子区块链交易的输入相对应的输出所定义；和将所述父交易和所述子交易分配给相同的分片。

技术领域

本公开涉及一种用于划分(partitioning)区块链网络的方法和一种用于验证经划分的区块链网络交易的方法，并且尤其但非排他地涉及一种用于对比特币区块链的未被花费的交易输出(UTXO)集进行划分的方法和一种对被划分后比特币区块链的UTXO集的交易进行验证的方法。

背景技术

在本文档中，我们使用“区块链”一词来涵盖所有形式的基于计算机的电子分布式账本。包括基于共识的区块链和交易链技术，允许和不允许的分类账，共享分类账及其变体。尽管已经提出并开发了其他区块链实现方式，区块链技术最广为人知的应用仍是比特币分类账。尽管为了方便和说明的目的而在本说明书中涉及比特币，但是应当注意，本公开内容不限于与比特币区块链一起使用，替代性的区块链实施方式和协议落入本公开内容的范围内。术语“用户”在本文中可以指基于人力或基于处理器的资源。本文所使用的术语“比特币”包括任何衍生自或基于比特币协议的版本或变体。

区块链是一种点对点的电子分类账，其实现为基于计算机的分散式分布式系统，该系统由多个块组成，而多个块又由多个交易组成。每个交易是一种数据结构，该数据结构对参与者之间对区块链系统中数字资产控制权的转移进行编码，并包括至少一个输入和至少一个输出。每个区块都包含前一个区块的哈希值，因此区块被链接在一起以创建自区块链创建以来一直写入区块链的所有交易的永久，不可更改的记录。交易包含嵌入到其输入和输出中的称为脚本的小程序，这些程序指定如何以及由谁访问交易的输出。在比特币平台上，这些脚本是使用基于堆栈的脚本语言编写的。

为了将交易写入区块链，必须对其进行“验证”。网络节点(矿工)执行工作以确保每笔交易均有效，而无效交易则被网络拒绝。安装在节点上的软件客户端通过执行其锁定和解锁脚本来对未被花费的交易(UTXO)执行此验证工作。如果锁定和解锁脚本的执行评估为TRUE，则该交易有效，并将该交易写入区块链。因此，为了将交易写入区块链，必须：i)由接收该交易的第一个节点验证–如果交易被验证，则该节点将其中继到网络中的其他节点；并且ii)添加到由矿工建造的新区块中；iii)挖矿，即添加到以往交易的公共分类账中。

尽管区块链技术因实现了加密货币的使用而被广为人知，但数字企业家已经开始探索同时使用比特币所基于的加密安全系统以及可以存储在区块链上的数据来实施新系统。如果区块链可以用于不限于加密货币领域的自动化任务和流程，那将是非常有利的。这样的解决方案能够利用区块链的好处(例如，事件，分布式处理等的永久性，防篡改证据性记录)，同时在其应用程序中更具通用性。

如上所述，区块链网络，例如比特币区块链网络，是一种安全的分布式计算系统。系统的所有节点都将保留并管理整个区块链的副本，发送和接收交易，对其进行验证，并基于共享的去中心化共识协议向区块链添加块。这种方法虽然安全，但确实存在与每个交易都由每个完整节点验证和存储这一事实有关的需要克服的缺陷。在验证方面，这会导致交易网络传播的延迟，因为每个交易都需要先进行验证，然后才能继续向矿工传播。此外，归因于验证导致的网络延迟，使得更容易受到“双花(double-spend)”相关的攻击，例如女巫(Sybil)攻击。

发明内容

本公开旨在通过使用水平划分(也称为分片(sharding))以及在经过分片的区块链网络上分配和/或验证交易相关的技术或协议来改善区块链网络的可扩展性、速度、可靠性以及安全性。在此公开的是：

·分片后区块链的网络结构；和

·分片后UTXO和内存池的结构。