[发明专利]一种超级账本Fabric纵向可扩展方法与系统

说明书

本发明立足于超级账本横向扩展机制提出一种超级账本Fabric纵向可扩展方法和系统。包括：步骤1，将新节点加入超级账本区块链并将其作为母链，判断该母链的节点数量是否大于第一阈值，若是则判断该母链是否有子链，若是则执行步骤2，否则新建两条子链，将当前母链中的节点均匀加入该两条子链；步骤2，判断该母链的是否存在一条节点数量不超过预设阈值的子链，若是，则将该新节点加入节点数量低于该阈值的子链，否则判断子链个数是否达到系统预设阈值，若是则将该新节点随机加入子链或将该新节点加入节点数量最少的子链，并将加入该新节点的子链作为母链，重新开始分裂检查，否则新建一条子链供该新节点加入。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，可直接应用于超级账本区块链平台的可扩展性改进优化。

背景技术

许可式区块链平台在近些年的受欢迎程度显著上升，超级账本区块链(Hyperledger Fabric)是其中代表性的一个，受到了学术界和工业界的广泛关注。超级账本区块链节点指参与超级账本交易相关业务的功能性单元，例如：共识节点、背书节点、提交节点等。节点可以是一台物理服务器、虚拟机或容器等。总的来说，节点对应的是区块链上具有一定功能且可以独立运行的一个服务单元。

与其它区块链平台类似，超级账本同样面临可扩展性的问题，极大限制了其运用前景。因此，有许多研究纷纷围绕超级账本的可扩展性展开了深入分析，以期提升超级账本区块链的服务性能。

区块链可扩展性的研究方法主要包括四类：第一、区块链参数调和技术；第二、基于分片技术的链上扩展技术；第三、基于通道技术的链下扩展技术；第四、区块链以及协议设计。目前，围绕超级账本的可扩展性相关研究主要集中在参数调和、基于通道技术的可扩展性研究以及协议设计与分析上。例如：通过提升合约参数、通道数量和节点数量等方式分析对可扩展性的影响，调试区块大小、背书策略分析对系统交易延迟和吞吐量的影响。或对超级账本的背书节点的背书过程、提交节点的交易验证等环节进行分析，定位影响性能的关键因素。基于通道技术的可扩展性研究是超级账本的核心特色，通过横向扩展新链不断提升超级账本的并行服务能力，提高系统可扩展性。

参数调和方法一方面存在上限会制约可扩展水平，另外一方面可能引发过度中心化的危机。例如：高算力节点始终占据出块垄断地位，形成以高算力节点为核心的状况，不利于公平性。区块链协议相关研究主要围绕共识机制以及交易流程展开分析和优化，同样存在制约可扩展水平的情况。基于通道技术的可扩展性方法则允许超级账本不断通过横向增加新链的方式，不断提升系统并行服务能力。理论上，在不考虑软硬件限制的情况下，超级账本通过通道技术可以实现无限的横向扩展能力。

超级账本基于通道技术的横向扩展机制，主要通过横向扩展新链的方法提升系统的可扩展性，灵活的适应应用需求。最终，会形成扁平的多链结构。这种扁平的多链结构，一方面与应用多级的管理结构不适配，不易于管理；另一方面存在节点资源浪费。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有超级账本横向扩展技术形成的扁平多链结构，难以适配用户期望的层级管理网络和横向扩展机制存在资源浪费问题，提出一种超级账本纵向扩展方法，并运用于超级账本区块链系统。并包括以下两点关键技术点：

关键点1，超级账本的纵向扩展机制；技术效果，一方面可以形成灵活适配应用多级管理需要的层级多链结构；另一方面可以有效节约区块链节点资源，利用有限资源提供更高的TPS；

关键点2，基于纵向扩展机制的超级账本交易流程；技术效果，该改进的交易流程可以有效支撑纵向扩展，形成母链负责监管，子链并发支撑交易服务的层级管理结构。

具体来说针对现有技术的不足，本发明提出一种超级账本Fabric纵向可扩展方法，其中包括：

步骤1、新节点加入超级账本区块链，并将该超级账本区块链作为母链，通过执行步骤2以开启母链分裂检查；

步骤2、判断该母链的节点数量是否大于第一阈值，若是则执行步骤3，否则结束；