[发明专利]一种基于区块链的并行交易执行方法

摘要

本发明公开了一种基于区块链的并行交易执行方法，首先对链上的数据单元进行索引编号，用户的并发交易除了基本的交易内容外，需再提供交易执行所需读取和写入的数据索引。用户的串行交易只需提供基本的交易内容。节点根据并发交易的数据依赖关系，安排并发处理，并发处理完成后，再将无法并发的交易和串行交易进行顺序执行。

主权项

一种基于区块链的并行交易执行方法，其特征在于，该方法中，首先对区块链中的交易所涉及的数据单元进行划分，每个数据单元产生唯一性索引index。各用户节点实时同步出块节点的最新区块，保持本地最新的链状态备份。用户发起交易时，选择交易类型，如果选择的交易类型为“串行执行”，直接将交易内容Data签名广播；如果选择的交易类型为“并行执行”，根据本地最新状态，对交易内容进行模拟执行，获得状态依赖信息State,并签名广播。其中State包含如下内容：上述模拟执行过程中会读取的数据单元的索引集合read_indexes；模拟执行过程会写入的数据单元的索引集合write_indexes；以及状态冲突处理方法：“交易报错”或“改为串行”。出块节点执行交易、打包出块的方法如下：(1)出块节点生成一个空的列表serial_txs用于存放串行交易。(2)构建一个空的集合rely_txs,用于存放多组并行交易列表；构建一个空的集合rely_indexes用于存放一系列子集。rely_txs中的每组并行交易列表会生成一组对应的依赖数据单元，rely_indexes的每一个子集就是用于存放这组依赖数据单元的索引集合的。具体如下：出块节点逐个选择交易类型为“并行执行”的交易。假设当前选择的“并行执行”交易为tx，当前已生成的rely_indexes子集个数为N个，出块节点对这N个子集进行遍历。假设当前正在遍历的子集为rely_indexes_％i％，如果该子集对应的并行交易列表rely_indexes_％i％为空列表，即子集rely_indexes_％i％为空，或tx的read_indexes和write_index的并集与rely_indexes_％i％存在交集，则将tx加入到rely_txs_％i％中，将tx的write_indexes加入到rely_indexes_％i％中。如果对所有子集遍历完成，均不存在交集或空元素，则新建子集，将tx中的write_indexes中的数据单元索引加入到rely_indexes的N+1个子集中，并在rely_txs中建立新的并行交易列表，将该交易tx加入到该新建的交易列表中。(3)出块节点并行执行rely_txs中的的并行交易列表，串行执行每个并行交易列表内部的交易。在执行某交易的过程中，如果该交易所读取的数据单元信息集合read_indexes’和写入的数据单元索引集合write_indexes’，与该交易的状态依赖信息State中声明的read_indexes或write_indexes不一致，则根据状态冲突处理方法进行处理，如果是“交易报错”则按照错误交易处理，如果是“改为串行”，将该交易添加到串行交易列表serial_txs中。(4)所有并发交易执行完毕后，逐个选择类型为“串行执行”的交易添加到串行交易列表serial_txs中，并串行执行serial_txs中的所有交易。(5)出块节点在执行完rely_txs的所有并行交易和serial_txs中的所有串行交易后，将这些列表分别存储于块中，并广播区块。同步节点验证交易的方法如下：(1)同步节点收到出块节点的新块后，首先并行执行所有并行交易列表，串行执行每个列表内部的交易，如果在执行过程中出现下列情况，则判断该区块中止执行。(a)如果交易的类型为“串行执行”。(b)如果交易所读取的数据单元信息集合read_state’和写入的数据单元索引集合write_index’，与用户发起的交易中的read_state或write_index不一致，且状态冲突处理方法字段为“改为串行”。(2)同步节点串行执行serial_txs中的所有交易，完成后，该区块即同步完成。