[发明专利]基于ZYNQ异构计算平台的以太坊部署方法及系统

说明书

本公开提供了一种基于ZYNQ异构计算平台的以太坊部署方法及系统，包括以下步骤：获取待部署的各密码算法的调用频率以及在ARM端和FPGA端的运行速度；将获取的调用频率和运行速度数据输入到预设整数线性规划模型中，求解得到各密码算法在ARM端和FPGA端的部署方案；其中，预设整数线性规划模型为各密码算法的运行速度、决策因子和调用频率三者乘积的和的最大值；本公开考虑了待部署算法的性能指标和每种算法的不同运行方式，极大的提高了部署后的运行速度和资源的利用率。

技术领域

本公开涉及区块链技术领域，特别涉及一种基于ZYNQ异构计算平台的以太坊部署方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

以太坊(Ethereum)作为开源的有智能合约功能的公共区块链平台，通过其专用的加密货币以太币(Ether)来提供去中心化的以太虚拟机(Ethereum Virtual Machine)来处理点对点合约。以太坊可视作区块链2.0版本，与区块链系统相比较，在软件层面，以太坊新加入了智能合约，在实际应用中则加入了通证这一重要元素。作为以太坊的基础，比特币区块链常常被分为网络层和数据层两个层次，而更上层次的则是作为比特币协议的应用层、激励层与共识层(如图2所示)。

在比特币区块链的最底层数据层包括散列函数(hash)，非对称加密函数等多种不同的密码算法函数以及梅克尔树、链式结构等数据结构。

在以太坊中也同样使用众多加密算法，主要包括SHA系列的SHA-256和SHA-512、基于ECDSA(椭圆曲线数字签名算法)的secp256k1、AES算法(高级加密标准)、PBKDF2(密钥导出函数)、ECIES(椭圆曲线集成加密方案)等等，他们大多放于以太坊源码的文件“crypto”下。众多的加密算法在以太坊中具有不同的使用场景与使用频率，这些加密算法的具体实现方式与部署方案都影响着整个以太坊系统的运行效率。

比特币挖矿的芯片已经经过几轮演变，其计算能力也越来越强：从CPU演变到GPU(显卡)，再到现场可编程门阵列(FPGA)以及专用集成电路技术(ASIC)，即只能进行比特币挖矿所需的哈希计算的专用芯片中。并且随着矿机的升级迭代和数量增多，接入比特币区块链网络、参与挖矿竞争的计算力也越来越大。将以太坊部署到FPGA平台上可以有效提高以太坊系统中各密码算法的运行速率，还可以通过合理部署FPGA资源，提高基于FPGA平台运行的以太坊系统的资源利用率。

但是，本公开发明人发现，现有的以太坊部署方式大多采用随机部署的方式，没有考虑各种算法的特性，也没有考虑各种算法的不同运行方式，从而使得得到的部署方案运行速度较慢，而且无法达到较高的资源利用率。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种基于ZYNQ异构计算平台的以太坊部署方法及系统，考虑了待部署算法的性能指标和每种算法的不同运行方式，极大的提高了部署后的运行速度和资源的利用率。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种基于ZYNQ异构计算平台的以太坊部署方法。

一种基于ZYNQ异构计算平台的以太坊部署方法，包括以下步骤：

获取待部署的各密码算法的调用频率以及在ARM端和FPGA端的运行速度；

将获取的调用频率和运行速度数据输入到预设整数线性规划模型中，求解得到各密码算法在ARM端和FPGA端的部署方案；

其中，预设整数线性规划模型为各密码算法的运行速度、决策因子和调用频率三者乘积的和的最大值。

作为可能的一些实现方式，预设整数线性规划模型的约束条件为：仅有一种密码算法部署到ARM端，各个密码算法的决策因子与某一成本型指标资源占用量的乘积的和小于此成本型指标在FPGA端的资源量。