[发明专利]一种基于有向无环图的智能合约冲突检测方法

说明书

本发明公开了一种基于有向无环图的智能合约冲突检测方法，包括以下步骤：S1、背书节点提取交易模拟执行结果的读写集；S2、根据读写集更新智能合约冲突关系图，并进行冲突检测，生成有向无环图的冲突关系映射表；S3、在完成交易验证并将交易添加到链上后，对智能合约冲突关系图以及冲突关系映射表进行更新。本发明的有益效果在于，提供一种区块链智能合约的冲突检测方法，能够使交易中的智能合约在背书阶段进行冲突检测，提前判断无效交易，避免无效交易进入排序、验证阶段。本发明使用有向无环图进行智能合约的冲突检测，可极大地减少系统资源的消耗，能够有效地提高区块链系统的交易吞吐率并减少系统资源开销。

技术领域

本发明属于区块链领域，具体涉及区块链智能合约的冲突检测方法。

背景技术

区块链是一种多中心、防篡改、防抵赖的分布式账本，该账本由网络中的各方节点共同维护，并且具有多中心化、不可篡改、可溯源等特点。在分布式网络中的各个节点通过执行由共识算法验证过的交易来维护各自账本的副本，账本是以区块的形式进行存储，每个区块通过之前区块的哈希值相连。

最早广泛应用的区块链应用是比特币这一加密货币，之后由其衍生了诸多应用，并且区块链作为其底层技术也由此进入了人们的视野。以太坊是另一类的加密货币，其最大的创新点在于提出了智能合约，将智能合约部署到区块链上可以实现各类应用，使得区块链能够更加广泛地使用，由此开启了区块链的新时代。比特币和以太坊都以及许多的区块链系统都是以顺序执行架构来执行智能合约的，以保证执行智能合约结果的确定性，但是这种执行架构无法有效利用当前的高性能处理器的并行处理能力，因此需要并行处理智能合约的架构。

超级账本作为联盟链的代表，针对以上问题采用了一种新的架构，即执行-排序-验证。但是该架构对于由智能合约冲突而造成的无效交易的处理放在了验证阶段，这就导致系统将使用大量的资源对一笔无效交易进行处理，极大地限制了区块链网络的交易处理能力。

基于以上技术背景可知，如何有效地对区块链智能合约进行冲突检测成为提升区块链性能的关键问题。区块链相关的专家和学者也对此类问题提出了各自的解决方案。如在顺序执行架构的基础上多次执行智能合约并对比智能合约执行结果，从而判断智能合约冲突等，此类方案在一等程度上可以解决冲突检测的问题，但是对系统资源的消耗依然很大，无法提供一个高效率、高性价比的智能合约冲突检测方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于有向无环图的智能合约冲突检测方法，可以有效地进行冲突检测，避免在无效交易上的资源消耗，提高了区块链系统的交易吞吐率。

本发明是一种基于有向无环图的智能合约冲突检测方法，该方法包括以下具体步骤：

S1、背书节点提取交易模拟执行结果的读写集。

S2、根据读写集更新智能合约冲突关系图，并进行冲突检测，生成有向无环图的冲突关系映射表。

S3、在完成交易验证并将交易添加到链上后，对智能合约冲突关系图以及冲突关系映射表进行更新。

所述步骤S1中提取读写集阶段，具体包括以下步骤：

S11、背书节点将客户端发来的交易进行模拟执行，并缓存智能合约调用后的相关结果；

S12、背书节点提取交易中所调用智能合约对应的读写集并将其缓存。

所述步骤S2中的冲突检测阶段，根据读写集更新智能合约冲突关系图，并进行冲突检测，生成冲突关系映射表，具体包括以下步骤：

S21、根据提取出的读写集对在通道上创建的冲突关系图进行更新，其中冲突关系图的顶点M代表名称为M的智能合约，有向边

M,N代表键值key同时存在于智能合约M的写集中和智能合约N的读集中，冲突关系图使用邻接矩阵存储，如果存在有向边M,N，则矩阵的M行N列赋值为1；