[发明专利]一种基于智能合约优化模型的并行区块链分片方法

权利要求书

1.一种基于智能合约执行优化的并行区块链分片方法，其特征在于包括：

在区块链分片环境中，每个矿工节点从对等网络获取一组合约交易，并将获取的合约交易送入预处理模块；

预处理模块将接收的合约交易与历史交易进行对比后分组优化，将优化后的交易序列送入智能合约调度模块；

智能合约调度模块基于SV-SCC算法对交易序列进行并发的执行智能合约，并计算最终状态，所述SV-SCC算法为利用执行时间E_t，冲突率C_r及可用资源R动态计算合约交易所需的影子数N，具体公式为：

其中φ为常系数，e为常数，R(T_sc)₀为系统中平均空闲资源的数量，R(T_sc)表示执行交易T_sc可用的空闲资源数，C_r(T_sc)表示交易T_sc的冲突率，E_t(T_sc)表示交易T_sc的执行时间；

并发执行的矿工节点生成一个新的区块，该区块包括合约交易集，冲突记录，最终状态及上一个区块的哈希值；

矿工节点生成的新的区块送入所有网络节点进行验证，并在验证有效后添加到区块链内，同时新的冲突记录同步送入预处理模块，预处理模块进行特征信息统计表FIS的更新。

2.根据权利要求1所述的基于智能合约执行优化的并行区块链分片方法，其特征在于：所述预处理模块包括特征信息获取单元和分类监视单元，其中：

特征信息获取单元对智能合约调度模块中发生冲突的合约特征信息进行实时统计，根据统计的特征信息生成特征信息统计表FIS，该特征信息统计表记录两种类型数据，分别为冲突的合约用户地址集和高冲突率成员函数集；

分类监视单元通过关联系数将合约交易分配到不同的集合中，优化并发性，同时限制合约交易的执行数量，减少交易冲突的可能性。

3.根据权利要求2所述的基于智能合约执行优化的并行区块链分片方法，其特征在于：所述分类监视单元的分配步骤为：

将后续合约交易分为set_δ、set_λ、set_μ三个集合，三个集合中合约交易的在执行时间关系为set_δ＜set_λ＜set_μ，三个集合中合约交易的冲突概率关系为set_δ＜set_λ＜set_μ；

对于新获取的合约交易，通过对比特征信息统计表FIS，将没有特征信息的合约交易记录在set_δ集合中；

对于有特征信息的合约交易，将其阈值P与指定阈值β进行比对，若P≥β，则将合约交易记录在set_λ集合中，否则合约记录在set_μ集合中。

4.根据权利要求3所述的基于智能合约执行优化的并行区块链分片方法，其特征在于：合约交易的阈值P由以下公式获得：

其中α为参数，E_t交易估计的执行时间，C_r为交易的冲突率，w_t为执行时间E_t的权重，w_r为C_r的权重。

5.根据权利要求1所述的基于智能合约执行优化的并行区块链分片方法，其特征在于：区块在网络节点中的验证方法为：验证节点根据矿工节点提供的冲突记录以并发的确定性方式验证合并的交易，并将计算出的最终状态与其他并发矿工节点给出的最终状态进行比较，最终状态相匹配就表示矿工节点生成的区块有效，否则表示无效。