[发明专利]一种区块链吞吐量提升系统及方法

说明书

本发明公开了一种区块链吞吐量提升系统及方法，该系统包含负载均衡模块，以及在区块链节点内部部署的预处理模块、标记模块、接收模块、发送模块、动态调速模块和共识模块；该方法包括以下特征：拥有一个本地的全局计数器且其计数可持久化；接收交易后根据计数器计数将交易封装并存入本地存储；定时地向全网发送共识包，使全网实现匀速共识；可实时调整节点的共识发送速度，实现计算资源的综合利用。本发明缓解了区块链网络中单一节点对网络性能的限制，可以在不改变区块链网络共识算法以及网络结构的情况下大幅度提升网络的交易吞吐能力，提高全网计算资源的综合利用率和网络稳定性。

技术领域

本发明属于区块链和分布式系统领域，尤其涉及一种区块链吞吐量提升系统及方法。

背景技术

传统的区块链技术在接收交易时往往采用同步接收的方式，即当节点接收足够量的交易后就将其打包并广播以进行共识。这种接收-共识模式在网络压力较小或网络规模不大时具有较好的效果，同时可以保证所上传交易的及时性以及准确性，但这种技术方案存在以下几个缺陷：

(1)当单一节点压力增大时，整个网络的共识速度受单一节点制约，使网络整体共识速度变慢。

(2)共识速度与吞吐量相同，当网络规模扩大时，网络整体的吞吐量几乎不变，严重浪费了计算资源。

(3)各节点平等地接收交易，而引入性能较差节点会成为网络短板，故网络整体的可扩展性较差，整体成本也较高。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提出了一种区块链吞吐量提升系统及方法，该系统可通过异步方式收发交易数据且可通过对网络全局的监控实现全网计算资源的统一调度，在不改变网络本身共识算法及组网方式的前提下提升网络的交易吞吐能力，增强用户的使用体验。

一方面，本发明提供一种区块链吞吐量提升系统，该系统包含负载均衡模块，以及在区块链节点内部部署的预处理模块、标记模块、接收模块、发送模块、动态调速模块和共识模块；

所述负载均衡模块：根据当前区块链集群负载情况对用户的交易请求进行路由，确定当前交易请求在区块链集群中的具体执行节点；

所述预处理模块：对交易请求进行完整性和合法性验证，并产生交易凭证；

所述标记模块：产生非重复的本地全局计数，且计数值为非易失的；根据交易请求进行计数更新；

所述接收模块：接收交易请求并立即缓存在本地，同时拥有一个内置计数器，用于标记已存储的交易请求数量；

所述发送模块：定时定量地将本地存储的交易请求发送给共识模块，同时拥有两个内置计数器，分别用于标记已发送给共识模块的交易请求数量，以及已处理成功并删除的交易请求数量；

所述动态调速模块包括检测子模块和调速子模块；

所述检测子模块：监测本地节点及区块链集群的资源消耗情况及交易处理情况，并计算得到区块链集群的共识平均速度；

所述调速子模块：根据本地节点自身状态以及检测子模块下发的共识平均速度信息，调整发送模块将交易请求发送给共识模块的速度，即自身共识发送速度；

所述共识模块：对区块链交易请求进行全网广播与共识。

进一步地，所述负载均衡模块根据区块链节点的交易接收权值对交易请求进行转发，权值高的节点将收到更多的交易请求，该过程为动态过程，在集群运行过程中会随着节点的运行状态进行相应的调整。

进一步地，所述预处理模块中，如果发现交易请求为非法请求，将直接丢弃该请求，并返回用户终端错误信息，如果为合法请求，将立即返回交易凭证，此时交易交由系统内部异步处理。

进一步地，所述接收模块具体实现步骤如下：