[发明专利]一种高吞吐率的区块链系统及方法

说明书

本申请公开了一种高吞吐率的区块系统，主要涉及区块链技术领域，用以解决现有的区块链系统性能表现仍处于偏低水平，满足不了高并发的用户请求等问题。包括：应用层，用于获取链码部署数据和智能合约部署数据；执行层，用于获取链码部署数据和智能合约部署数据对应的编译代码；数据层，用于获取区块链节点对应的区块参数数据；共识层，用于获取区块链节点间的数据共享协议；其中，数据共享协议用于根据区块链节点上传的节点需求，确定区块链节点间的共识算法；网络层，用于获取区块链节点间数据传播的P2P网络和数据同步方式。本申请通过上述方法提高了区块链的吞吐量，减少了节点冗余。

技术领域

本申请涉及区块链技术领域，尤其涉及一种高吞吐率的区块系统。

背景技术

区块链技术，是一种分布式账本技术。具有去中心化、不可篡改、可溯源等特点。能够在互不可信的节点上保证账本数据一致性的技术。区块链的出现，打破了固有的中心化节点的瓶颈。当前区块链系统层出不穷，最具代表性的是比特币区块链、以太坊区块链、HyperLedger Fabric区块链。

虽然区块链技术的前景十分广阔，但目前技术发展并不成熟，无法支撑现阶段业务的正常运行，其中区块链的低扩吞吐率是最大的瓶颈。区块链系统的性能远远低于分布式数据库。并不能满足区块链的产业化需求。主流的区块链系统性能表现仍处于偏低水平，满足不了高并发的用户请求。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种高吞吐率的区块系统，以解决上述技术问题。

本申请提供了一种高吞吐率的区块系统，系统包括：应用层，用于获取链码部署数据和智能合约部署数据；执行层，用于获取链码部署数据和智能合约部署数据对应的编译代码；数据层，用于获取区块链节点对应的区块参数数据；其中，区块参数数据至少包括内部存储结构、加密哈希形式、默克尔树；共识层，用于获取区块链节点间的数据共享协议；其中，数据共享协议用于根据区块链节点上传的节点需求，确定区块链节点间的共识算法；网络层，用于获取区块链节点间数据传播的P2P网络和数据同步方式。

进一步地，区块链节点包括用户节点和服务器节点；网络层还包括用户服务器通信模块、服务器间通信模块，对等节点间通信模块；用户服务器通信模块，用于基于P2P网络进行用户节点和服务器节点之间的通信；服务器间通信模块，用于基于P2P网络进行服务器节点之间的数据通信；对等节点间通信模块，用于基于P2P网络进行用户节点间发现、同步账本、Leader选举。

进一步地，数据同步方式包括预设zeromq通信协议；用户服务器通信模块还包括zeromq通信单元；zeromq通信单元，用于使用户节点通过预设zeromq通信协议中的订阅方式，进行服务器节点的订阅；以及基于预设zeromq通信协议中的请求回复方式，进行用户节点与服务器节点之间的数据传输。

进一步地，数据同步方式还包括预设gossip数据传播协议；用户服务器通信模块还包括gossip传播单元；gossip传播单元，用于基于预设gossip数据传播协议中的pull/push方式，进行用户节点间发现、同步账本、Leader选举。

进一步地，区块链节点还包括加密通信单元；加密通信单元，用于基于接收方区块链节点生成私钥，进而使发送方区块链节点发送已被私钥加密签名的交易请求至接收方区块链节点；基于X.509证书，进行区块链节点之间的身份验证；在身份验证成功后，完成交易请求的数据传递。

进一步地，服务器节点，用于读取世界状态与版本号，进而执行用户节点发起的交易请求，获取执行结果；生成执行结果对应的读写集；基于生成顺序依次将读写集存储至一级缓存队列中；当检测到一级缓存队列队满后，将后续生成的读写集加入二级缓存队列中。

进一步地，服务器节点还包括冲突上传单元；冲突上传单元，用于当检测到一级缓存队列队满或达到预设时间阈值时，向全部服务器节点发起共识请求并将一级缓存队列队中的读写集作为冲突校验数据上传至全部服务器节点。