[发明专利]一种基于区块链的时间混合队列分片系统与方法

权利要求书

1.一种基于区块链的时间混合队列分片系统，包括：

区块链，具有多个区块，所述区块生成周期内生成的一个区块中包含一个强领导者节点和若干个弱领导节点；

初步分片模块，用于将多个节点初步分为多组不同的预分片，所述预分片为指定所述强领导者节点后将所述区块链的除所述强领导者节点以外的所有节点进行划分获得，每组所述预分片包含多个叶子节点和一个所述弱领导节点，不同组的所述预分片所包含的节点没有交集，每组预分片内的节点数量至少大于或等于所有节点的数量与组数量之比；

计算模块，用于计算将所有节点划分为预定数量的预分片的分配时间以及多个所述预分片之间的通讯时间总和，其中对于所述预定数量的预分片，所述分配时间小于第一阈值，且所有预分片的通讯时间总和最小；以及

时间混合队列分片模块，用于判断多个所述预分片之间的通讯时间总和是否满足最小，如果满足，则当前预分片为最终时间混合队列分片，否则在所述第一阈值的时间内将所有节点重新划分为预定数量的新的预分片并重新判定多个所述新的预分片之间的通讯时间总和是否满足最小。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的时间混合队列分片系统，其特征在于，还包括数据共识模块，用于进行所述预分片之间的数据共识。

3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的时间混合队列分片系统，其特征在于，所述强领导者节点与所述弱领导者节点直接通讯从而实现与不同所述预分片的交互，所述强领导节点搜集并验证来自所述弱领导节点的消息的部分门限签名，并搜集所述弱领导者节点发送的分片内交易信息用以合成区块。

4.根据权利要求3所述的一种基于区块链的时间混合队列分片系统，其特征在于，所述预分片内的所述弱领导者节点与所述叶子节点通讯，搜集所述叶子节点的交易，并将所述强领导节点发送的消息转发给所述叶子节点。

5.一种基于区块链的时间混合队列分片系统的分片方法，应用于根据权利要求1-4任一所述的一种基于区块链的时间混合队列分片系统，其特征在于，包括：

步骤1，初始化分片队列，包括：设置所述区块链内尚未分配的节点集合S_N，其中所述节点集合S_N包含所有尚未分配的节点，分片队列Q为空；

步骤2，基于所述所有尚未分配的节点确定所述区块的一个强领导节点、遍历通讯时间矩阵和若干个弱领导节点，包括：设置所述强领导者节点为N_p后，遍历通讯时间矩阵，选取通讯时间d_(p,q)最短的k个节点作为弱领导节点 N₁,N₂,…,N_k ，其中所述通讯时间矩阵内存储各个节点之间的往返通讯时间；

步骤3，基于所述弱领导节点以及所述通讯时间确定所述分片队列Q，包括：将所述k个节点从所述尚未分配的节点集合S_N中移除，并将所述k个节点按照通讯时间d_(p,q)升序，依次加入所述分片队列Q中，其中所述分片队列Q中的元素q_n=path_n,distance_n分别记录节点路径与通讯时间；若初始情况下与所述强领导节点N_p通讯时间最短的k个节点按照通讯时间升序排列为N₁,N₂,…,N_k，则初始情况下所述分片队列Q可以表示为：

Q={q₁=N₁,d_(1,p),q₂=N₂,d_(2,p),…, q_k=N_k,d_(k,p),q_n=path_n,distance_n}；

步骤4，所述分片队列Q非空时，所述强领导节点N_p依次确定队首依次出队元素的节点路径path_n，并根据path_n中包含的节点数量和所述节点的种类，形成基于区块链的时间混合队列分片。