[发明专利]一种基于多链分片的区块链聚合架构

权利要求书

1.一种基于多链分片的区块链聚合架构，其特征在于，包括多个链局域网和跨链路由，所述链局域网包括多个分片元系统和多个多链元系统，并设计路由适配器链接多个链局域网，实现并行区块链网络；

所述多链元系统包括第一主链和与多个与第一主链连接的第一副链，在第一主链和第一副链间设置跨链消息传递协议及制定统一共识机制，基于跨链消息传递协议使得第一主链和第一副链之间的跨链消息同步，基于统一共识机制对主链和副链之间进行交易并行验证；

所述分片元系统包括第二主链、分片结构及区块链类状态通道，其中，区块链类状态通道基于多线程并发处理技术设计，基于所述区块链类状态通道将与第二主链配合的多个第二副链转化为以第二主链为中心的分片结构，进而形成分片网络，并设置适配分片网络独立的共识验证机制，其中，所述共识验证机制利用交易链下聚合和链上并行验签识别制定的；

所述第一主链通过所述跨链路由连接第二主链，形成分片多链融合架构体系。

2.根据权利要求1所述的基于多链分片的区块链聚合架构，其特征在于，所述第一副链包括中继副链、系统副链和身份副链；

中继副链用于提供多链元系统内交易并行验证和跨链消息传递，关联主链与副链的中继转接链；

系统副链用于提供多链元系统内跨链通信及统一共识机制；

身份副链为多样化业务链，根据自身不同业务需求持有独立业务架构的区块链体系。

3.根据权利要求2所述的基于多链分片的区块链聚合架构，其特征在于，实现所述跨链消息传递，包括以下步骤：

在中继副链中定义消息队列哈希的Merkle树结构，将多链元系统中各链产生的跨链消息链接在消息队列中，形成消息传递通道，并将通道状态表存储在中继副链状态中；

所述第一主链和第一副链的区块头中存储区块元组，所述区块元组包括所属链的消息根和所在消息传递通道的位字段，关联各链的每个通道都有一个位，表明该链区块向其发送消息的接收链，消息根和位字段将在消息发送链的区块头中，并将用于更新中继链状态，其中，发送链是指在多链元系统中存在发出跨链消息的第一主链或者第一副链；接收链是指在多链元系统中存在与发送链对应的接收跨链消息的第一主链或者第一副链；

中继副链产生区块状态，接收链接收其消息传递通道的最新消息Merkle根，同时将消息Merkle根和Merkle证明提供给发送链消息队列的头部，实现跨链消息同步传递，其中，所述消息队列哈希树结构包括跨链消息、哈希函数以及最后发送消息的中继副链区块号；

所述通道状态表记录最新发送方消息队列根，并与目标的副链ID配对成存储映射，当中继副链处理包括消息根和位字段的链区块头时，相应更新通道状态表中最新消息根目录和区块号。

4.根据权利要求1所述的基于多链分片的区块链聚合架构，其特征在于，所述分片结构包括多个中继分片、系统分片和身份分片；

中继分片作为关联分片体系与单个分片网络的中继转接桥，用于提供分片体系与单个分片网络之间的类状态通道；

系统分片用于提供各分片之间任意数据形式的安全通信；

身份分片能根据自身不同的业务需求持有独立的区块链架构体系。

5.根据权利要求1所述的基于多链分片的区块链聚合架构，其特征在于，所述设置适配分片网络独立的共识验证机制，包括以下步骤：

将分片元系统中的产生的链上交易统一发送到链下POA可信加工模块进行签名验证；

链下签名通过后，集合链下签名提交至链上进行统一验证签名；

在分片元系统设计链上并行模块对验证签名后的交易所涉及账户进行分片，将相关性的交易分为一组；按组并行执行交易。

6.根据权利要求1所述的基于多链分片的区块链聚合架构，其特征在于，所述跨链路由包括接口层、链路层和网络层，接口层设有区块接口和交易接口及其他业务接口；链路层设有块转发器、交易转发器、MMR证明及路由表；网络层用于提供P2P网络协议。