一种基于区块链分组节点并行验证交易信息的方法与流程

1.本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种基于区块链分组节点并行验证交易信息的方法。


背景技术：

2.区块链是一种分布式数据存储的新型存储技术，区块链在对交易信息数据进行存储时需要对交易信息数据的合法性进行验证。
3.区块链对交易信息数据的合法性进行验证的方法为：区块链上的每个记账节点均需要比较自己的账本，对交易信息进行验证，并将验证的结果在区块链网络广播，区块链通过统计一个交易信息合法记账节点的数量是否超过2/3确定该交易信息是否合法，若该交易信息合法，则区块链同意将该交易信息写入新形成的区块中；若该信息不合法则区块链将拒绝该笔交易信息的进一步访问。
4.上述区块链对交易信息的验证需要每个记账节点对所有交易信息进行验证，在区块链节点越多的时候，则对交易信息验证的时间就越长，因此随着区块链的区块不断增加，区块链的对交易信息的验证性能不断降低。


技术实现要素：

5.为克服以上技术中存在的问题，本发明提供一种基于区块链分组节点并行验证交易信息的方法，该方法包括：
6.首先，根据区块链中各记账节点在上一轮交易信息验证中的验证速度和验证结果的正确性，计算出各节点的计算能力，将区块链中的节点按照总计算能力进行平均分组；
7.将交易信息进行分组，分组数与区块链的记账节点分组数相同，将分组后的交易信息随机分配到分组的节点中；
8.各分组节点对分配的交易信息进行验证，并在所述分组内对交易信息达成共识；
9.各分组把达成共识的交易信息广播到区块链网络，各分组的节点接受其他分组对所有交易信息的共识结果。
10.进一步地，所述根据区块链中各记账节点在上一轮交易信息验证中的验证速度和验证结果的正确性，计算出各节点的计算能力包括：区块链中各记账节点的计算能力公式为：其中λ为记账节点对应的计算能力，αi为记账节点对第i笔交易信息的验证速度，βi为记账节点对第i笔交易信息验证结果的正确性。
11.进一步地，所述αi与验证时间t成反比，所以区块链各记账节点的计算能力公式为：其中a为常数ti为记账节点对第i笔交易信息进行验证的时间；所述βi的值为：当记账节点对第i笔交易信息的验证和共识算法验证结果一致，则βi等于1；当记账节点对第i笔交易信息的验证和共识算法验证的结果不一致，则βi等于0。
12.进一步地，所述将区块链中的节点按照总计算能力进行平均分组包括：按照一定的算法规则，将区块链中的节点按照总计算能力进行平均分组，分组后的每组中节点的总计算能力近似；所述总计算能力指每组中的所有节点的计算能力的总和。
13.进一步地，所述将交易信息进行分组包括：根据对节点的分组数，确定交易信息的分组数，交易信息的分组数等于节点的分组数，将区块链中某段时间需要验证的交易信息平均分成与节点分组数相同的组数，并将分组后的交易信息按照一一对应的关系，分配到区块链的分组节点上。
14.进一步地，所述各分组节点对分配的交易信息进行验证，并在所述分组内对交易信息达成共识包括：分组节点对该分组节点分配到的交易信息进行验证，验证交易信息的合法性，并将验证结果在区块链网络进行广播，区块链系统对该组内的所有节点对交易信息验证的结果进行统计，最终确定该组内该交易信息是否合法，达成该交易信息的组内共识，并将对交易信息的组内共识结果在区块链网络中广播。
15.进一步地，所述各分组的节点接受其他分组对所有交易信息的共识结果包括：区块链的各分组中的节点接受其他分组节点对所有交易信息的共识结果，达成区块链上所有节点对交易信息的共识。
16.本发明的有益效果是：
17.通过本发明建立的分组节点对分组交易信息并行进行验证，各分组能够快速对分配的分组交易信息进行验证，将区块链每个节点需要对大量交易信息进行验证转化为每个节点对小部分交易信息进行验证，加快了区块链的交易信息验证速度，进而能够快速达成区块链节点对交易信息的共识，提高区块链的性能。
附图说明
18.图1：一种基于区块链分组节点并行验证交易信息的方法的流程图。
19.图2：分组节点并行达成全网共识示意图。
具体实施方式
20.以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应该理解的是此处所给出的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不能用来限制本发明。
21.如图1所示：一种基于区块链分组节点并行验证交易信息的方法的流程图；该流程图包括如下步骤：步骤s100，首先，根据区块链中各记账节点在上一轮交易信息验证中的验证速度和验证结果的正确性，计算出各节点的计算能力，将区块链中的节点按照总计算能力进行平均分组；步骤s101，将交易信息进行分组，分组数与区块链的记账节点分组数相同，将分组后的交易信息随机分配到分组的节点中；步骤s102，各分组节点对分配的交易信息进行验证，并在所述分组内对交易信息达成共识；步骤s103，各分组把达成共识的交易信息广播到区块链网络，各分组的节点接受其他分组对所有交易信息的共识结果。
22.具体地，本发明适用于区块链对交易信息的验证，将区块链节点对交易信息的验证，分成若干份并行进行验证，缩减了区块链对交易信息的验证时间。
23.具体地，该方法通过上一轮各记账节点对交易信息验证的效率，包括验证速度和验证结果的正确性，计算出各记账节点的计算能力；根据各记账节点的计算能力，对记账节
点进行分组，分组后要求各分组的记账节点计算能力之和近似；将交易信息进行与记账节点相同分组数的分组，并将分组后的交易信息匹配到各个分组的记账节点；各分组记账节点对分配到的交易信息进行验证，并将验证结果在区块链网络中广播，区块链网络对验证结果进行统计，达成对各交易信息的共识，将共识结果反馈给交易信息对应的记账节点，达成记账节点对交易信息的组内共识；将组内共识的结果传递到其他分组的记账节点，其他分组接受该分组的共识结果，通过该方式达成对交易信息的全网共识。
24.步骤s100，首先，根据区块链中各记账节点在上一轮交易信息验证中的验证速度和验证结果的正确性，计算出各节点的计算能力，将区块链中的节点按照总计算能力进行平均分组；具体地，在一轮记账周期将要结束时，提取该轮中记账节点对交易信息的验证速度和验证结果的正确性，并通过验证速度和验证结果的正确性，计算出各记账节点的计算能力。
25.具体地，根据区块链中各记账节点在上一轮交易信息验证中的验证速度和验证结果的正确性，计算出各节点的计算能力的方法：区块链中各记账节点的计算能力公式为：其中λ为记账节点对应的计算能力，αi为记账节点对第i笔交易信息的验证速度，βi为记账节点对第i笔交易信息验证结果的正确性。
26.具体地，αi与验证时间t成反比，所以区块链各记账节点的计算能力公式为：其中a为常数，ti为记账节点对第i笔交易信息进行验证的时间；所述βi的值为1或0，当记账节点对第i笔交易信息的验证和共识算法验证结果一致，则βi等于1，当记账节点对第i笔交易信息的验证和共识算法验证的结果不一致，则βi等于0。
27.优选地，一个节点验证总共验证三个交易信息，三个交易信息的计算时间分别是0.01、0.02和0.01，对三个交易信息验证的正确性分别是1、1和0，常数a的值为2，则该记账节点的计算能力为：即该节点的计算能力为300。
28.将区块链中的节点按照总计算能力进行平均分组的方法：按照一定的算法规则，将区块链中的节点按照总计算能力进行平均分组，分组后的每组中节点的总计算能力近似；所述总计算能力指每组中的所有节点的计算能力的总和。
29.优选地，分组后的每组中节点的总计算能力近似的方法：首先，计算出所有节点的总的计算能力之和，随后根据想要分组的个数，将总计算能力尽量平均分配到几个分组中。
30.步骤s101，将交易信息进行分组，分组数与区块链的记账节点分组数相同，将分组后的交易信息随机分配到分组的节点中；具体地，将交易信息进行分组的方法为：根据对记账节点的分组数，确定交易信息的分组数，交易信息的分组数等于节点的分组数，将区块链中某段时间需要验证的交易信息平均分成与节点分组数相同的组数，并将分组后的交易信息按照一一对应的关系，分配到区块链的分组节点上。
31.具体地，交易信息的分组要在不损害交易信息内容的前提下，随机对交易信息进行尽量平均的分组；尽量平均的分组指交易信息每组所占的比特数相比其他分组不要差距太大。
32.步骤s102，各分组节点对分配的交易信息进行验证，并在所述分组内对交易信息
达成共识；具体地，各分组节点对分配的交易信息进行验证，并在所述分组内对交易信息达成共识的方法：分组节点对该分组节点分配到的交易信息进行验证，验证交易信息的合法性，并将验证结果在区块链网络进行广播，区块链系统对该组内的所有节点对交易信息验证的结果进行统计，最终确定该组内该交易信息是否合法，达成该交易信息的组内共识，并将对交易信息的组内共识结果在区块链网络中广播。
33.具体地，各分组节点验证交易信息的合法性的方法：各分组节点验证该交易信息的余额信息是否充足和身份信息是否正确，若余额信息充足且身份信息正确则证明该交易信息合法，并将合法的交易信息广播到区块链的网络中；若余额信息不充足或身份信息不正确，则证明该交易信息不合法，区块链将该节点验证不合法的交易信息在区块链网络中广播。
34.优选地，区块链接收到分组的全部成员对交易信息的合法性验证结果，统计验证一个交易信息合法的记账节点数量是否超过该分组记账节点总数的2/3，若该交易信息合法的记账节点数量超过该分组记账节点总数的2/3，则证明区块链达成共识，该交易信息在整条区块链上合法；若该交易信息合法的记账节点数量不超过该分组记账节点总数的2/3，则证明该交易信息在整条区块链上不合法；区块链将在整条区块链上合法的交易信息在区块链上广播，所有组内节点接收到该共识，则达成该交易信息在区块链记账节点的组内共识。
35.步骤s103，各分组把达成共识的交易信息广播到区块链网络，各分组的节点接受其他分组对所有交易信息的共识结果；具体地，各分组的节点接受其他分组对所有交易信息的共识结果包括：区块链的各分组中的节点接受其他分组节点对所有交易信息的共识结果，达成区块链上所有节点对交易信息的共识。
36.优选地，各分组节点将达成组内共识的交易信息传递给其他分组的相邻区块上，其他分组收到该分组的交易信息后，通过验证分组信息，确认分组信息后，将接受该交易信息的合法性，通过该方式达成全网节点对交易信息的共识。
37.如图2所示：分组节点并行达成全网共识示意图；具体地，根据记账节点的分组数，将交易信息按照节点分组数进行分组；该图中，交易信息a1、a2、
…an
为交易信息的一个分组，记账节点a1、a2、
…an
为记账节点的一个分组；将交易信息分组a1、a2、
…an
匹配到记账节点分组a1、a2、
…an
上；同理将交易信息分组b1、b2、
…bn
匹配到记账节点分组b1、b2、
…bn
上；通过该交易信息分组和记账节点分组的匹配方式，将交易信息分组匹配到记账节点分组，一个记账节点分组匹配一个交易信息分组。
38.在上述实施例中，分组成功后，分组内的记账节点对分组的所有交易信息进行验证，验证交易信息的合法性，并将验证的结果发送到区块链网络中；区块链网络对各分组的验证交易信息的结果进行统计，统计一个交易信息验证合法的记账节点数量是否超过该分组总的记账节点总数的2/3，若超过则证明该交易信息在整个分组内合法，若不超过则证明该交易信息在整个分组内不合法；将在整个分组内交易信息合法的信息传递到区块链其他分组内的记账节点，达到整条区块链上的记账节点对该交易信息的共识。
39.需要理解的是，上述实施例为本发明的一个或多个实施例，基于本发明还有很多其他实施例及其变形；本行业的普通技术人员在没有作出开拓性的创新的时候，通过本发明进行的变形和修改，均属于本发明的保护范围。