CN110138596A - 一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法 - Google Patents

一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110138596A
CN110138596A CN201910296337.4A CN201910296337A CN110138596A CN 110138596 A CN110138596 A CN 110138596A CN 201910296337 A CN201910296337 A CN 201910296337A CN 110138596 A CN110138596 A CN 110138596A
Authority
CN
China
Prior art keywords
network
block chain
node
common recognition
topological
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910296337.4A
Other languages
English (en)
Inventor
李宝次
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Gongchain Information Technology Co., Ltd.
Original Assignee
Shandong Gongchain Information Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Gongchain Information Technology Co Ltd filed Critical Shandong Gongchain Information Technology Co Ltd
Priority to CN201910296337.4A priority Critical patent/CN110138596A/zh
Publication of CN110138596A publication Critical patent/CN110138596A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/90—Details of database functions independent of the retrieved data types
    • G06F16/901—Indexing; Data structures therefor; Storage structures
    • G06F16/9024—Graphs; Linked lists
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4641—Virtual LANs, VLANs, e.g. virtual private networks [VPN]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/12—Discovery or management of network topologies
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/14—Network analysis or design
    • H04L41/145—Network analysis or design involving simulating, designing, planning or modelling of a network
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/50—Reducing energy consumption in communication networks in wire-line communication networks, e.g. low power modes or reduced link rate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本发明请求保护一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法，=所涉及的建基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法立区块链的主从多链模型，主链与从链的构建采用不同的共识机制，并且分层处理区块链的基础层和拓扑层，共识层和应用层，使之更加适用于面向交易的区块链系统，从而设汁出髙吞吐、低延时、髙效节能的共识算法；此外，本发明基于网络拓扑结构的切换在环境实现异步并行算法，将CPU、存贮器、高速互连通讯链路等多种功能块集成在一起的单片计算机，它有4对双向通讯链路用于处理机之间的链接以形成各种拓扑结构的多处理机系统。

Description

一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法
技术领域
本申请涉及区块链技术领域，具体而言，涉及一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法。
背景技术
Multiple Atomic Chain（简称MAC，多原链）是开发在比特币和以太坊之外的第三种区块链底层生态系统，致力于拓展区块链技术的商业应用边界和技术边界，让大众用户用户能够真实的感受到区块链技术的价值，让区块链不在停滞于学术理论层面而是更加直接的应用到开发应用的实践中去，多原链的开发将是商业应用和区块链技术碰撞的火花，也是对区块链现有技术的一种挑战，跳跃出了现有技术领域思维，为区块链3。0生态应用体系的开创先锋。多原链系统中，可以通过价值传输协议来实现点对点的价值转移，高性能、高吞吐量、快速安全是多原链的特性，从而用多原链的底层构建出一个支持多个行业领域（金融、物联网、供应链、社交、游戏、电商、溯源、交易等）的去中心化的场景应用开发生态平台。
在多原链的公链（PublicBlockchain 系统中，全世界任何人都可读取、任何人都能发送交易且交易能获得有效确认、任何人都能参与其中共识过程的区块链（共识过程决定哪个区块可被添加到区块链中和明确当前状态）。作为中心化或者准中心化信任的替代物，公共区块链的安全由“加密数字经济”采取工作量证明机制或权益证明机制等方式，将经济奖励和加密数字验证结合了起来，并遵循着一般原则：每个人从中可获得的经济奖励，与对共识过程作出的贡献成正比。这些区块链通常被认为是“完全去中心化”的。
离散转连续由传统离散型共识算法投票确认，升级成了连续型随机取样，只选取所有节点中的一部分来获得一个结果，往复多轮取样，实现全覆盖。当随机取样的结果收敛到一个可信值，共识达成。并行共识提升异步系统的运行效率，配合异步系统多节点设计，进一步提升系统的并发性能。不需在共识过程中与大多数节点连接，并获取投票，节省系统数据传输，降低节点对网体依赖，节点随机选择，使用随机可计算函数，用户根据计算得知其是否被选择中，并将结果反馈和广播给其它用户。
在业务数据上链所经历的三个阶段中，共识阶段是需要区块链网络中的其 他区块链节点参与的。经研究发现，在对业务数据进行共识处理时，随着参与 共识的区块链节点的数量增加，对业务数据进行共识处理的时间延长，进而导 致业务数据的共识处理效率低的问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分 地解决上述问题的一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法。
本发明请求保护一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法，其特征在于：
建立区块链的主从多链模型，主链与从链的构建采用不同的共识机制，并且使用时间阈值作为延迟边界约束各个共识机制协作过程，所述区块链分为上层区块链和下层区块链；
多台计算机或网络设备通过与对应切换单元的网络接口连接，将拓扑结构发送至切换单元的网络隔离变压器信号输入端，网络隔离变压器对模拟的拓扑结构进行信噪滤波处理，发送至上端所连接的物理层芯片，物理层芯片接收网络隔离变压器发送的模拟拓扑结构，进行对模拟的拓扑结构采样处理，并生成对应的数字拓扑结构发送至上端所连接的网络交换芯片；
将主链节点筛选后，可参与构建验证区块的节点被称为验证节点，验证节点群组动态构建策略，保证主链的初始共识节点集中至少存在(K+1)/2个可信节点；
基于节点算力、信誉值以及作为验证节点的次数的约束，节点随机从全网节点中选择部分主链节点作为主链的验证节点集；
切换单元的网络交换芯片接收物理层片发送的数字拓扑结构，学习介质访问控制多原链（Multiple Atomic Chain），实时维护并索引介质访问控制多原链（Multiple AtomicChain）与切换单元的网络接口对应关系表，每个网络接口都具有一个对应的VLAN ID值；
前台触发单元的拓扑切换按键向控制单元的微处理器输入控制信号，触发微处理器分别向前台控制触发单元的液晶显示屏发送寄存器中对应第N+1种网络拓扑结构信息，及向切换单元的网络交换芯片发送控制信号；
网络交换芯片受控于控制单元的控制信号，应用网络交换芯片片内支持的虚拟局域网(VLAN)技术，所述下层区块链的每个节点需要维护一个共同的全局路由表结构来存储整个区块链集群的拓扑结构，协调全网中所有数据一致性的算法协议，区块链中的各个节点按照该算法协议对数据进行验证确认，当得到大部分(不必全部节点)节点认可后，才算真实有效的数据，才能写入到区块链中，形成不可篡改的数据；
将从局部链中选择的共识节点广播给局部链中的其他节点，以使其他节点对是否同意由选择的共识节点提供共识服务进行投票；
由区块链权益持有人按其持股比例投票选举出“共识记账代表”节点，并在以后加入“升降级”规则，动态更新评级低的共识记账节点。
本发明所涉及的建基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法立区块链的主从多链模型，主链与从链的构建采用不同的共识机制，并且分层处理区块链的基础层和拓扑层，共识层和应用层，将面向分布式文件系统的更加底层的PBFT加1^>1改进，使之更加适用于面向交易的区块链系统，从而设汁出髙吞吐、低延时、髙效节能的共识算法；此外，本发明基于网络拓扑结构的切换在环境实现异步并行算法，将CPU、存贮器、高速互连通讯链路等多种功能块集成在一起的单片计算机，它有4对双向通讯链路用于处理机之间的链接以形成各种拓扑结构的多处理机系统。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需 要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些 实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了根据本发明一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法的流程示意图；
图2示出了根据本发明一个实施例的一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法构建的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示 了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不 应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地 理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
参照附图1，根据本发明一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法的流程示意图；
优选的，本发明请求保护一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法，其特征在于：
建立区块链的主从多链模型，主链与从链的构建采用不同的共识机制，并且使用时间阈值作为延迟边界约束各个共识机制协作过程，所述区块链分为上层区块链和下层区块链；
多台计算机或网络设备通过与对应切换单元的网络接口连接，将拓扑结构发送至切换单元的网络隔离变压器信号输入端，网络隔离变压器对模拟的拓扑结构进行信噪滤波处理，发送至上端所连接的物理层芯片，物理层芯片接收网络隔离变压器发送的模拟拓扑结构，进行对模拟的拓扑结构采样处理，并生成对应的数字拓扑结构发送至上端所连接的网络交换芯片；
将主链节点筛选后，可参与构建验证区块的节点被称为验证节点，验证节点群组动态构建策略，保证主链的初始共识节点集中至少存在(K+1)/2个可信节点；
基于节点算力、信誉值以及作为验证节点的次数的约束，节点随机从全网节点中选择部分主链节点作为主链的验证节点集；
切换单元的网络交换芯片接收物理层片发送的数字拓扑结构，学习介质访问控制多原链（Multiple Atomic Chain），实时维护并索引介质访问控制多原链（Multiple AtomicChain）与切换单元的网络接口对应关系表，每个网络接口都具有一个对应的VLAN ID值；
前台触发单元的拓扑切换按键向控制单元的微处理器输入控制信号，触发微处理器分别向前台控制触发单元的液晶显示屏发送寄存器中对应第N+1种网络拓扑结构信息，及向切换单元的网络交换芯片发送控制信号；
网络交换芯片受控于控制单元的控制信号，应用网络交换芯片片内支持的虚拟局域网(VLAN)技术，所述下层区块链的每个节点需要维护一个共同的全局路由表结构来存储整个区块链集群的拓扑结构，协调全网中所有数据一致性的算法协议，区块链中的各个节点按照该算法协议对数据进行验证确认，当得到大部分(不必全部节点)节点认可后，才算真实有效的数据，才能写入到区块链中，形成不可篡改的数据；
将从局部链中选择的共识节点广播给局部链中的其他节点，以使其他节点对是否同意由选择的共识节点提供共识服务进行投票；
由区块链权益持有人按其持股比例投票选举出“共识记账代表”节点，并在以后加入“升降级”规则，动态更新评级低的共识记账节点。
优选的，所述建立区块链的主从多链模型，主链与从链的构建采用不同的共识机制，并且使用时间阈值作为延迟边界约束各个共识机制协作过程，所述区块链分为上层区块链和下层区块链，具体包括：
所述上层区块链包括基础层和拓扑层，所述基础层封装了底层数据区块^式及相关的数据加密和时间戳等技术；所述拓扑层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；所属下层区块链包括了共识层和应用层，所述共识层主要封装网络节点的各类共识算法；所述应用层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济应用的发行机制和分配机制等:合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础:应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。
通过层级结构来组织整个区块链系统，由上层区块链的基础层区块链索引拓扑层的区块链，来实现不同功能分层与定制，构建验证节点，每构建一组验证节点集合，该集合就使用POW算法竞争构建一个主链验证区块，构建完成后验证通过则添加至主链中； 下层区块链的共识层和应用层可以实现不同的处理实现逻辑，来实现不同的功能，通过这样降低了系统的耦合度，同时实现了更加多样性的服务定制。然后筛选下一轮验证节点集合，进行下一个验证区块的构建。当然，网络中可能存在的恶意节点可能会构建不合法的验证区块，那么，该区块无法通过验证，则该轮共识不生效，验证区块高度不变。
由于上层链索引到下层链的节点并不能保 证稳定(故障或退出)，必须设计一套索引机制来确保系统具有足够的健 壮性，透过顶层链记录的种子节点可以正确的索引到下层链。筛选出验证节点集合后，后续区块验证以及分叉剪枝等操作与POW相同。所提出的验证节点集合动态构建，保证主链共识过程总是动态变化的，具有更强的安全性可靠性。客户端 并不用知道链的分布组织结构以及链节点的负载情况，需要通过多层级区 块链的索引来定位对应所提供数据的服务器，要求整个索引过程对用户完全透明。用于构建验证网络的算法的时间复杂度是，其所带来的时间开销可以忽略不计
进一步地，控制单元集中控制接口一端与微处理器一组输入/输出控制管脚连接，另一端与多种网络拓扑结构切换装置的集中控制接口应用DB-9接口互联，实现装置的集中网络拓扑结构切换指令接收/发送功能。
独创异步排序技术，将共识转化为处理对异步系统大规模并发请求，以及数据的排序问题。优于网络的整体连通性，在非全连通网络的环境下，甚至网络连接比例< 50%的系统中也能够正常运行。 同时配合多隐层网络，用一个隐层网络来逼近任何连续函数。架构由深层网络代替单隐层，在拟合过程中可以更快地收敛归一结果。 判断拥挤达成平衡，数据价值分享决策，无数决策个体组成传导结构模拟Neuron神经元，合力决策。 反向传播算法、多层分区、雾算法、在弱中心化和去中心化之间切换网络拓扑节构，超级节点和监督节点相结合的方式，让异步通讯策略无阻障碍。
区块链是由Block区块组成的单链，只能按出块时间同步依次写入，好像单核单线程CPU；DAG是由交易单元组成的网络，可以异步并发写入交易，好像多核多线程CPU；
优选的，所述拓扑结构包括核心拓扑网络（11）和从属拓扑网络（22），所述的核心拓扑网络（11）包含核心主站1和若干核心从站1到n+1，所述的从属拓扑网络（22）包含从属主站2和若干从属从站n+2到2n+2；
所述的核心主站1和其中一个从属从站2n+2，作为两个核心拓扑节点，通过系统内部总线相互通信，组成核心系统，所述的核心主站1作为核心拓扑网络（11）的主站，所述的从属从站2n+2作为从属拓扑网络（22）的从站；
所述的从属主站2和其中一个核心从站n+1，作为两个从属拓扑节点，通过系统内部总线相互通信，组成从属系统，所述的从属主站2作为从属拓扑网络（22）的主站，所述的核心从站n+1作为核心拓扑网络（11）的从站；
每一个被控设备中，至少同时设置一个核心从站和从属从站；
核心系统中的核心主站1和从属系统中的核心从站n+1之间设置心跳计数，用于监测核心拓扑网络（11）的通讯线路是否正常；
从属系统中的从属主站2和核心系统中的从属从站2n+2之间设置心跳计数，来监测从属拓扑网络（22）的通讯线路是否正常。
当节点存储的账本数据不完整，无法查验交易内容，需向其他节点请求数据检索服务。由于网络中可能存在拜占庭节点，故需研宄一种数据检索服务正确性保证机制。MPT-Chain数字资产状态树的Merkel根哈希值存储在微区块的区块头中，随着区块广播至全网，网络中的其他节点利用区块中的交易集合重构MPT-Chain，Merkel树的构建具备唯一性以及不可逆性，该特征能够保证MPT-Chain的全网一致性。当获得检索结果后，数据服务请求服务节点发送需验证的交易信息，其他节点收到消息后返回Merkel证明，数据服务请求服务节点利用从多个节点收到的Merkel证明，重新计算Merkel根哈希值，进行比对，以验证数据服务的准确性。
优选的，切换单元的电可擦可编程存储器存储介质访问控制及其它状态参数，应用两线式串行总线连接网络交换芯片，实现计算机通过切换单元的网络接口查阅装置身份标识的信息查询。
异步通讯策略在并行处理技术中，任务之间的信息通讯通常采用2种策略，异步通讯策略和同步通讯策略，由此引出了异步并行算法和同步并行算法。所谓同步并行算法就是在执行过程中的数个任务，会有某个任务在某段处于等待状态，直到另一个任务完成某一段运算后，它才能被激活，而在异步并行算法中就不存在这种现象，任务间的通讯是通过全局变量(共享数据)进行的，不像在同步算法中有任务间的依赖关系，各任务间可不必等待输入，而是根据当前从全局变量得到的信息，可以不断地执行任务和中断获取数据，因而异步算法可以带来的优点就是避免任务间的同步通讯开销，从而改善加速比。然而区块链环境仅支持同步通讯机制，同一通道连接的2个节点进程(任务)只有当分别处于输入/输出准备就绪状态时才能发生通讯，否则已经处于就绪状态的进程(任务)(不管是输入进程还是输出进程)将一直处于等待通讯状态。
进一步地，采用异步排序技术将共识转化，独创异步排序技术，将共识转化为处理对异步系统大规模并发请求，以及数据的排序问题，优于网络的整体连通性，在非全连通网络的环境下，甚至网络连接比例< 50%的系统中也能够正常运行；
多隐层网络，用一个隐层网络来逼近任何连续函数，架构由深层网络代替单隐层，在拟合过程中可以更快地收敛归一结果
反向传播算法、多层分区、雾算法、在弱中心化和去中心化之间切换网络拓扑节构，超级节点和监督节点相结合的方式。
优选的，控制单元的拨码开关组与微处理器一组输入/输出控制管脚连接，输入控制信号；Transputer一oeeAM环境实现RungeKutta异步并行算法，通过计算机操作系统的集成开发平台(IDE)实现对微处理器片内闪速存储单元程序调试、更新、烧写操作，将CPU、存贮器、高速互连通讯链路等多种功能块集成在一起的单片计算机，它有4对双向通讯链路，用于处理机之间的链接以形成各种拓扑结构的多处理机系统。
基于哈希锚定的主从多链模型，构建多个从链使数字资产的不同类型可分类处理，从链区块并行构建提高了交易吞吐量。从主从多链模型的区块数据结构以及区块体中的数据的数据结构出发，详细描述了所提出的主从多链模型的架构；其次，描述了基于哈希值的主链锚定方法，该方法为保障交易数据的安全不可篡改性，利用代价计算方式，杜绝拜占庭节点可能对数据发起的篡改行为。
进一步地，控制端计算机应用反转信号线向控制单元的RJ-45连接器发送指令信号，串口通信控制芯片通过接收RJ-45连接器的指令信号转换成RS-232通信协议信号，发送至微处理器通用同步和异步串行接收/转发接口管脚(USART)，实现远程配置功能。
其采用OpenFlow协议、OpenDaylight控制器与深度包检测技术，应用路径映射表的结构和应用场景，最后利用控制器对网络的集中控制和应用路径映射表来实现根据应用进行资源调度功能的应用感知网络，解决拓扑切换后的网络中负载不均、拥塞的问题，为不同的用户和应用提供更优质的共识效果。
优选的，控制单元的拨码开关组向微处理器输入状态置位控制信号，微处理器读取片内对应软件版本模式中包含的网络拓扑结构，并将对应的该软件版本模式载入片内寄存器单元，运行载入的该软件版本模式包含的网络拓扑结构。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法，其特征在于：
建立区块链的主从多链模型，主链与从链的构建采用不同的共识机制，并且使用时间阈值作为延迟边界约束各个共识机制协作过程，所述区块链分为上层区块链和下层区块链；
多台计算机或网络设备通过与对应切换单元的网络接口连接，将拓扑结构发送至切换单元的网络隔离变压器信号输入端，网络隔离变压器对模拟的拓扑结构进行信噪滤波处理，发送至上端所连接的物理层芯片，物理层芯片接收网络隔离变压器发送的模拟拓扑结构，进行对模拟的拓扑结构采样处理，并生成对应的数字拓扑结构发送至上端所连接的网络交换芯片；
将主链节点筛选后，可参与构建验证区块的节点被称为验证节点，验证节点群组动态构建策略，保证主链的初始共识节点集中至少存在(K+1)/2个可信节点；
基于节点算力、信誉值以及作为验证节点的次数的约束，节点随机从全网节点中选择部分主链节点作为主链的验证节点集；
切换单元的网络交换芯片接收物理层片发送的数字拓扑结构，学习介质访问控制多原链（Multiple Atomic Chain），实时维护并索引介质访问控制多原链（Multiple AtomicChain）与切换单元的网络接口对应关系表，每个网络接口都具有一个对应的VLAN ID值；
前台触发单元的拓扑切换按键向控制单元的微处理器输入控制信号，触发微处理器分别向前台控制触发单元的液晶显示屏发送寄存器中对应第N+1种网络拓扑结构信息，及向切换单元的网络交换芯片发送控制信号；
网络交换芯片受控于控制单元的控制信号，应用网络交换芯片片内支持的虚拟局域网(VLAN)技术，所述下层区块链的每个节点需要维护一个共同的全局路由表结构来存储整个区块链集群的拓扑结构，协调全网中所有数据一致性的算法协议，区块链中的各个节点按照该算法协议对数据进行验证确认，当得到大部分节点认可后，才算真实有效的数据，才能写入到区块链中，形成不可篡改的数据；
将从局部链中选择的共识节点广播给局部链中的其他节点，以使其他节点对是否同意由选择的共识节点提供共识服务进行投票；
由区块链权益持有人按其持股比例投票选举出“共识记账代表”节点，并在以后加入“升降级”规则，动态更新评级低的共识记账节点。
2.如权利要求1所述的一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法，其特征在于：
所述建立区块链的主从多链模型，主链与从链的构建采用不同的共识机制，并且使用时间阈值作为延迟边界约束各个共识机制协作过程，所述区块链分为上层区块链和下层区块链，具体包括：
所述上层区块链包括基础层和拓扑层，所述基础层封装了底层数据区块^式及相关的数据加密和时间戳等技术；所述拓扑层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；所属下层区块链包括了共识层和应用层，所述共识层主要封装网络节点的各类共识算法；所述应用层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济应用的发行机制和分配机制等:合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础:应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。
3.如权利要求1所述的一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法，其特征在于：控制单元集中控制接口一端与微处理器一组输入/输出控制管脚连接，另一端与多种网络拓扑结构切换装置的集中控制接口应用DB-9接口互联，实现装置的集中网络拓扑结构切换指令接收/发送功能。
4.如实现权利要求1所述一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法，其特征在于：
所述拓扑结构包括核心拓扑网络（11）和从属拓扑网络（22），所述的核心拓扑网络（11）包含核心主站1和若干核心从站1到n+1，所述的从属拓扑网络（22）包含从属主站2和若干从属从站n+2到2n+2；
所述的核心主站1和其中一个从属从站2n+2，作为两个核心拓扑节点，通过系统内部总线相互通信，组成核心系统，所述的核心主站1作为核心拓扑网络（11）的主站，所述的从属从站2n+2作为从属拓扑网络（22）的从站；
所述的从属主站2和其中一个核心从站n+1，作为两个从属拓扑节点，通过系统内部总线相互通信，组成从属系统，所述的从属主站2作为从属拓扑网络（22）的主站，所述的核心从站n+1作为核心拓扑网络（11）的从站；
每一个被控设备中，至少同时设置一个核心从站和从属从站；
核心系统中的核心主站1和从属系统中的核心从站n+1之间设置心跳计数，用于监测核心拓扑网络（11）的通讯线路是否正常；
从属系统中的从属主站2和核心系统中的从属从站2n+2之间设置心跳计数，来监测从属拓扑网络（22）的通讯线路是否正常。
5.如权利要求4所述的一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法，其特征在于：切换单元的电可擦可编程存储器存储介质访问控制及其它状态参数，应用两线式串行总线连接网络交换芯片，实现计算机通过切换单元的网络接口查阅装置身份标识的信息查询。
6.权利要求4所述的一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法，其特征在于：采用异步排序技术将共识转化，独创异步排序技术，将共识转化为处理对异步系统大规模并发请求，以及数据的排序问题，优于网络的整体连通性，在非全连通网络的环境下，甚至网络连接比例< 50%的系统中也能够正常运行；
多隐层网络，用一个隐层网络来逼近任何连续函数，架构由深层网络代替单隐层，在拟合过程中可以更快地收敛归一结果；
反向传播算法、多层分区、雾算法、在弱中心化和去中心化之间切换网络拓扑节构，超级节点和监督节点相结合的方式。
7.如权利要求4所述的一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法，其特征在于：控制单元的拨码开关组向微处理器输入状态置位控制信号，微处理器读取片内对应软件版本模式中包含的网络拓扑结构，并将对应的该软件版本模式载入片内寄存器单元，运行载入的该软件版本模式包含的网络拓扑结构。
CN201910296337.4A 2019-04-13 2019-04-13 一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法 Pending CN110138596A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910296337.4A CN110138596A (zh) 2019-04-13 2019-04-13 一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910296337.4A CN110138596A (zh) 2019-04-13 2019-04-13 一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110138596A true CN110138596A (zh) 2019-08-16

Family

ID=67569737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910296337.4A Pending CN110138596A (zh) 2019-04-13 2019-04-13 一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110138596A (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110784346A (zh) * 2019-10-18 2020-02-11 深圳供电局有限公司 一种基于信誉值的pbft共识系统及方法
CN111082943A (zh) * 2019-12-06 2020-04-28 西安电子科技大学 一种高效的区块链共识方法
CN111784319A (zh) * 2020-07-02 2020-10-16 吴春香 基于区块链支付网络的通信数据处理方法及大数据服务器
CN111865469A (zh) * 2020-07-31 2020-10-30 江西师范大学 一种基于区块链的工业物联网容错时间同步方法和系统
CN112764917A (zh) * 2020-12-29 2021-05-07 福建万润新能源科技有限公司 多单元系统间无主从并机运行与任务协同方法
CN112866003A (zh) * 2020-12-08 2021-05-28 深圳市一航网络信息技术有限公司 一种区块链多链分层协同技术系统
CN113159333A (zh) * 2021-03-27 2021-07-23 北京邮电大学 一种基于分层分片区块链的联邦学习方法、系统及装置
CN113282798A (zh) * 2021-05-07 2021-08-20 广州中国科学院计算机网络信息中心 一种基于梅克尔树的标识资源版本验证方法及系统
CN113282462A (zh) * 2020-08-28 2021-08-20 许东俊 应用于区块链和大数据的信息处理方法及大数据平台
CN113722683A (zh) * 2021-08-30 2021-11-30 北京百度网讯科技有限公司 模型保护方法、装置、设备、系统以及存储介质
CN113872857A (zh) * 2021-09-02 2021-12-31 咪咕文化科技有限公司 跨机房数据转发方法、设备及计算机程序产品
CN115186035A (zh) * 2022-09-13 2022-10-14 腾讯科技（深圳）有限公司 一种区块处理方法、相关系统及存储介质和服务器
CN115766217A (zh) * 2022-11-15 2023-03-07 武汉大学 一种电网安全稳定控制系统通信业务拓扑认证系统及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101447915A (zh) * 2008-12-30 2009-06-03 吉林中软吉大信息技术有限公司 一种实现自动平滑切换多种网络拓扑结构的方法及网络装置
CN102193543A (zh) * 2011-03-25 2011-09-21 上海磁浮交通发展有限公司 基于现场总线冗余网络拓扑结构的控制系统及其切换方法
CN107395403A (zh) * 2017-07-07 2017-11-24 北京区块链云科技有限公司 一种适用于大规模电子商务的基于信用的区块链共识方法
CN108323232A (zh) * 2017-05-16 2018-07-24 北京大学深圳研究生院 一种多层级区块链系统之间索引与链拓扑结构的维护方法
CN108898453A (zh) * 2018-05-31 2018-11-27 成都华希明商务服务有限公司 去中心化的商务服务网络购物监管方法
CN108921556A (zh) * 2018-07-02 2018-11-30 上海达家迎信息科技有限公司 一种区块链的验证方法、装置、设备及存储介质
CN109508982A (zh) * 2018-11-21 2019-03-22 北京蓝石环球区块链科技有限公司 基于区块链主链加并行多子链的repb共识

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101447915A (zh) * 2008-12-30 2009-06-03 吉林中软吉大信息技术有限公司 一种实现自动平滑切换多种网络拓扑结构的方法及网络装置
CN102193543A (zh) * 2011-03-25 2011-09-21 上海磁浮交通发展有限公司 基于现场总线冗余网络拓扑结构的控制系统及其切换方法
CN108323232A (zh) * 2017-05-16 2018-07-24 北京大学深圳研究生院 一种多层级区块链系统之间索引与链拓扑结构的维护方法
CN107395403A (zh) * 2017-07-07 2017-11-24 北京区块链云科技有限公司 一种适用于大规模电子商务的基于信用的区块链共识方法
CN108898453A (zh) * 2018-05-31 2018-11-27 成都华希明商务服务有限公司 去中心化的商务服务网络购物监管方法
CN108921556A (zh) * 2018-07-02 2018-11-30 上海达家迎信息科技有限公司 一种区块链的验证方法、装置、设备及存储介质
CN109508982A (zh) * 2018-11-21 2019-03-22 北京蓝石环球区块链科技有限公司 基于区块链主链加并行多子链的repb共识

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘肖飞: "基于动态授权的拜占庭容错共识算法的区块链性能改进研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *
徐宇芹: "主从多链模型下的区块链共识性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110784346A (zh) * 2019-10-18 2020-02-11 深圳供电局有限公司 一种基于信誉值的pbft共识系统及方法
CN110784346B (zh) * 2019-10-18 2022-07-29 深圳供电局有限公司 一种基于信誉值的pbft共识系统及方法
CN111082943A (zh) * 2019-12-06 2020-04-28 西安电子科技大学 一种高效的区块链共识方法
CN111082943B (zh) * 2019-12-06 2021-08-27 西安电子科技大学 一种高效的区块链共识方法
CN111784319A (zh) * 2020-07-02 2020-10-16 吴春香 基于区块链支付网络的通信数据处理方法及大数据服务器
CN111865469A (zh) * 2020-07-31 2020-10-30 江西师范大学 一种基于区块链的工业物联网容错时间同步方法和系统
CN113282462B (zh) * 2020-08-28 2022-06-28 深圳市金麦粒传媒科技有限公司 应用于区块链和大数据的信息处理方法及大数据平台
CN113282462A (zh) * 2020-08-28 2021-08-20 许东俊 应用于区块链和大数据的信息处理方法及大数据平台
CN112866003A (zh) * 2020-12-08 2021-05-28 深圳市一航网络信息技术有限公司 一种区块链多链分层协同技术系统
CN112764917A (zh) * 2020-12-29 2021-05-07 福建万润新能源科技有限公司 多单元系统间无主从并机运行与任务协同方法
CN112764917B (zh) * 2020-12-29 2023-06-20 福建万润新能源科技有限公司 多单元系统间无主从并机运行与任务协同方法
CN113159333B (zh) * 2021-03-27 2022-10-11 北京邮电大学 一种基于分层分片区块链的联邦学习方法、系统及装置
CN113159333A (zh) * 2021-03-27 2021-07-23 北京邮电大学 一种基于分层分片区块链的联邦学习方法、系统及装置
CN113282798B (zh) * 2021-05-07 2022-03-25 广州中国科学院计算机网络信息中心 一种基于梅克尔树的标识资源版本验证方法及系统
CN113282798A (zh) * 2021-05-07 2021-08-20 广州中国科学院计算机网络信息中心 一种基于梅克尔树的标识资源版本验证方法及系统
CN113722683A (zh) * 2021-08-30 2021-11-30 北京百度网讯科技有限公司 模型保护方法、装置、设备、系统以及存储介质
CN113722683B (zh) * 2021-08-30 2023-10-13 北京百度网讯科技有限公司 模型保护方法、装置、设备、系统以及存储介质
CN113872857A (zh) * 2021-09-02 2021-12-31 咪咕文化科技有限公司 跨机房数据转发方法、设备及计算机程序产品
CN115186035A (zh) * 2022-09-13 2022-10-14 腾讯科技（深圳）有限公司 一种区块处理方法、相关系统及存储介质和服务器
CN115186035B (zh) * 2022-09-13 2022-11-22 腾讯科技（深圳）有限公司 一种区块处理方法、相关系统及存储介质和服务器
CN115766217A (zh) * 2022-11-15 2023-03-07 武汉大学 一种电网安全稳定控制系统通信业务拓扑认证系统及方法
CN115766217B (zh) * 2022-11-15 2024-04-30 武汉大学 一种电网安全稳定控制系统通信业务拓扑认证系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110138596A (zh) 一种基于切换网络拓扑方式的区块链共识方法
CN105989539B (zh) 一种金融交易行情获取系统以及获取方法
Rahman et al. Distb-condo: Distributed blockchain-based iot-sdn model for smart condominium
CN100449497C (zh) 并行计算机和定位并行计算机中硬件故障的方法
CN106961445A (zh) 基于fpga硬件并行流水线的报文解析方法及其装置
CN108809857A (zh) 一种基于sdn的流量监控与业务服务质量保障策略的方法
WO2013189110A1 (zh) 一种电力通信故障预警分析方法及系统
CN105323310B (zh) 网络通信方法、设备及网络附属存储设备
Liao et al. Securing collaborative environment monitoring in smart cities using blockchain enabled software-defined internet of drones
CN105022717A (zh) 附加请求数优先级的片上网络资源仲裁方法及仲裁单元
Liao et al. Cognitive balance for fog computing resource in Internet of Things: An edge learning approach
CN106961343A (zh) 一种虚拟映射方法及装置
CN105630733B (zh) 分形树中向量数据回传处理单元的装置、方法、控制装置及智能芯片
CN104243536B (zh) 一种高速列车控制网络半实物仿真系统
CN110995488A (zh) 一种基于分层参数服务器的多机构协同学习系统及方法
CN109302357A (zh) 一种面向深度学习可重构处理器的片上互联结构
WO2023216489A1 (zh) 算力网络节点评价及操作方法和装置
CN107979614A (zh) 数据包检测方法及装置
CN104573720A (zh) 一种无线传感器网络中核分类器的分布式训练方法
CN100550003C (zh) 嵌入式异构多核体系片上通信互连组织层次的实现方法
CN102594924B (zh) 互联网架构及其互联网服务方法和系统
CN108880909A (zh) 一种基于强化学习的网络节能方法及装置
CN112866003A (zh) 一种区块链多链分层协同技术系统
CN107291764A (zh) 一种大数据交换方法及装置、系统
Huang et al. Collective reinforcement learning based resource allocation for digital twin service in 6G networks

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20191225

Address after: 350000 Yuanfu garden, no.196, middle lianjiang Road, Jin'an District, Fuzhou City, Fujian Province

Applicant after: Li Baoci

Applicant after: Shandong Gongchain Information Technology Co., Ltd.

Address before: Room 301, 15 Yanzishan Road, Lixia District, Jinan City, Shandong Province, 250000

Applicant before: Shandong Gongchain Information Technology Co., Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190816

RJ01 Rejection of invention patent application after publication