[发明专利]基于层叠网络的区块链分片方法、系统、设备及存储介质

权利要求书

1.基于层叠网络的区块链分片方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、节点随机均匀分配至分片中；

S2、节点在随机均匀地分配到一个分片后，再加入多个其他分片，形成层叠网络模型；确定每个分片消除51%的攻击难度需满足的前置条件以及每个节点加入不同分片数量的最小值和最大值；

S3、对邻居节点进行管理，对节点加入的每个分片中的邻居节点进行存储管理。

2.根据权利要求1所述的基于层叠网络的区块链分片方法，其特征在于，步骤S1中节点随机均匀分配至分片中具体步骤如下：

S11、在一个新的网络分片周期的开始，各节点随机加入不同的分片；

S12、在每个节点基于节点ID和所述分片周期随机性解决一个PoW难题之后，参与所述分片周期；最后，基于节点ID和所述分片周期的随机性，节点被随机分配到不同的分片。

3.根据权利要求1所述的基于层叠网络的区块链分片方法，其特征在于，步骤S2包括，按照随机分配方法确定其区域的节点，每个区域被划分为个子区域，子区域中的每个节点按顺序加入其他分片，其中是整个区块链系统的分片数。

4.根据权利要求1所述的基于层叠网络的区块链分片方法，其特征在于，步骤S2中最小值和最大值分别为

,

其中是整个区块链系统的分片数，是加入分片数量上下限的比例，由区块链系统自行设定。

5.根据权利要求4所述的基于层叠网络的区块链分片方法，其特征在于，步骤S2中还包括平均值

。

6.根据权利要求1所述的基于层叠网络的区块链分片方法，其特征在于，确定每个分片消除51%的攻击难度需满足的前置条件的步骤为：

如果恶意节点想要控制一个分片，挖矿能力必须超过,即

其中是整个区块链系统的算力，是一个节点加入的分片数；

如果分片区块链系统的安全性没有降低，则满足以下不等式：

即。

7.根据权利要求1所述的基于层叠网络的区块链分片方法，其特征在于，步骤S3中采用分布式哈希表对节点加入的每个分片中的邻居节点进行存储管理。

8.使用权利要求1-7任意一项所述的基于层叠网络的区块链分片方法的系统，其特征在于，包括以下模块，

层叠网络模型，所述模型中的节点被随机均匀地分配到不同的分片中后，再加入其他不同分片，任何节点与所在分片内的节点之间进行通信，获取区块、交易、状态数据；

节点分布单元，节点在随机均匀地分配到一个分片后，再加入多个其他分片；

安全管理模块，确定每个分片消除51%的攻击难度需满足的前置条件以及每个节点加入不同分片数量的最小值和最大值；

邻居节点存储单元，用于存储节点在每个分片中的邻居节点。

9.一种设备，包括存储器和处理器；其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现如权利要求1～7任一项所述的方法。

10.一种存储介质，其上存储有计算机指令，该计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1～7任一项所述的方法。