[发明专利]一种基于多链分片的区块链聚合架构

说明书

本发明公开了一种基于多链分片的区块链聚合架构，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；在多链元系统基于跨链消息传递协议实现跨链消息同步，基于统一共识机制进行交易并行验证；在分片元系统基于多线程并发处理技术划分分片结构，进而形成分片网络，设置适配分片网络共识验证机制。利用本方案开发多链元系统和分片元系统，并基于分片元系统与多链元系统组建链局域网，创建多个链局域网构建多链并行的区块链生态系统，解决目前区块链性能瓶颈问题，进而实现整个区块链生态的性能无限扩展模式。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，具体涉及一种基于多链分片的区块链聚合架 构。

背景技术

区块链由于去中心化，公开透明和防篡改的特点，逐渐引起人们注意。然而 区块链作为一种分布式账本技术，可以被应用诸多领域，但是受吞吐量、网络孤 立性、监管、伸缩性等因素的制约，目前的区块链项目并不能很好的服务于商业 应用。

在当前区块链应用场景下，区块链系统最首要的性能瓶颈是区块数据的广 播延迟造成的，本质上受限于互联网的带宽和通讯延迟，这一点直接制约了吞 吐量。

分析区块链的性能瓶颈的原因强一致性，目前的区块链架构是基于多个分 布式节点达到共识进而产生区块，所有同时运行一套相同的代码，处理一样的 结构排序的数据，这样导致的结构是性能只能为单节点的最高值，普通机器每 秒只能到10000次交易。

而区块链技术营养也从中心化到多中心化模式最后去中心化跨链依次展 开：

单点中心化服务，有授权唯一中心互联网模式统一管理，例如：主流的证 券交易所；

多中心化模式，采取各类密码学多签算法或者链上合约多签且由多个中心共 同托管，目前大部分跨链属于这类；

SPV/轻节点模式，完全去信任化，不需要外部人员的加入和输入，例如：A 链到B链的跨链，需要在B链上实现完整的A链轻客户端代码，B链可以完整 的验证A链的任何信息。

为突破当前区块链性能瓶颈，当前亟需一种新型区块链架构，从网络性能、 存储容量以及计算与处理性能等方面实现区块链性能扩展优化。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种基于多链分片的区块链聚合架构，结合多链 并行场景，利用多链、分片跨链并行技术，基于传统互联网路由转接模式，设 计新型的链式互联架构，实现当前区块链运行性能的优化扩展。

一种基于多链分片的区块链聚合架构，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。

传统的局域网自身的组成大体由计算机设备、网络连接设备、网络传输介 质3大部分构成，其中，计算机设备又包括服务器与工作站，网络连接设备则 包含了网卡、集线器、交换机。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打 印机共享等功能，在使用过程当中，通过维护局域网网络安全，能够有效地保 护资料安全，保证局域网网络能够正常稳定的运行。