CN111524010A - 平行链共识方法、设备和存储介质 - Google Patents

平行链共识方法、设备和存储介质 Download PDF

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CN111524010A CN202010373070.7A CN202010373070A CN111524010A CN 111524010 A CN111524010 A CN 111524010A CN 202010373070 A CN202010373070 A CN 202010373070A CN 111524010 A CN111524010 A CN 111524010A
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Abstract

本发明提供一种平行链共识方法、设备和存储介质，该方法包括：响应于获得区块打包权，打包第一平行链区块并广播至其它平行链节点；与其它平行链节点共同通过不会分叉的共识协议对第一平行链区块进行平行链共识；在平行链共识成功后，生成包括存证信息的第一主链存证交易并发送至主链节点，以供主链节点在执行时验证第一平行链区块和第一主链存证交易是否合法：是，则将存证信息记录到主链上；生成第一平行链存证交易并广播至其它平行链节点，以供各平行链节点在监测到第一主链存证交易在主链上执行成功后将第一平行链存证交易存入本地交易池。本发明保障了平行链的tps不受限于主链的交易处理能力、平行链业务方可快速获取到保障确定性的结果。

Description

平行链共识方法、设备和存储介质
技术领域
本申请涉及互联网技术领域，具体涉及一种平行链共识方法、设备和存储介质。
背景技术
申请人在此前申请的一系列平行链专利申请中构建了一整套平行链架构，在该套架构中，各平行链节点之间无需相互通信，平行链节点通过主链节点将平行链交易记录到主链上，各平行链节点从主链同步平行链交易以生成平行链区块，然后由各平行链节点中的若干共识节点分别生成共识交易并发送至主链节点，由主链节点通过执行各笔共识交易进行平行链共识、将平行链共识结果记录在主链上，再由各平行链节点同步各笔共识交易后在本地进行平行链自共识、将平行链自共识结果记录在平行链上。
上述平行链架构的缺陷在于：
一方面，所有平行链交易必须要记录到主链上，当一条主链配置的平行链数量越多时，主链上需要记录的平行链交易越多，导致主链和每一条平行链的tps(每秒事务处理量)都受限于主链的交易处理能力，无法水平扩展，难以满足某些业务高tps的需求；
另一方面，当主链分叉回滚时，平行链将跟随主链进行回滚，导致平行链的业务方难以快速获取到保障确定性的交易执行结果。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种使平行链的tps不受限于主链的交易处理能力、使平行链的业务方可以快速获取到保障确定性的交易执行结果的平行链共识方法、设备和存储介质。
第一方面，本发明提供一种适用于平行链节点的平行链共识方法，包括：
响应于当前平行链节点获得第一平行链区块高度的区块打包权，打包第一平行链区块并广播至当前平行链的其它平行链节点；
与其它平行链节点共同通过不会发生分叉的第一共识协议对第一平行链区块进行平行链共识；
在第一平行链区块的平行链共识成功后，生成包括第一平行链区块的存证信息的第一主链存证交易并发送至主链节点，以供主链节点在执行第一主链存证交易时验证第一平行链区块和第一主链存证交易是否合法：是，则将存证信息记录到主链上；
生成包括第一主链存证交易的交易哈希的第一平行链存证交易并广播至其它平行链节点，以供各平行链节点在监测到第一主链存证交易在主链上执行成功后将第一平行链存证交易存入本地交易池。
第二方面，本发明提供另一种适用于平行链节点的平行链共识方法，包括：
响应于当前平行链节点未获得第一平行链区块高度的区块打包权，接收获得区块打包权的第一平行链节点所打包并广播的第一平行链区块；
与其它平行链节点共同通过不会发生分叉的第一共识协议对第一平行链区块进行平行链共识；
接收第一平行链节点所广播的第一平行链存证交易；其中，第一平行链存证交易包括第一主链存证交易的交易哈希；第一主链存证交易包括第一平行链区块的存证信息、由第一平行链节点在第一平行链区块的平行链共识成功后生成并发送至主链节点，以供主链节点在执行第一主链存证交易时验证第一平行链区块和第一主链存证交易是否合法：是，则将存证信息记录到主链上；
监测第一主链存证交易在主链上是否执行成功：是，则将第一平行链存证交易存入本地交易池。
第三方面，本发明还提供一种适用于主链节点的平行链共识方法，包括：
执行第一主链存证交易，验证第一主链存证交易请求存证的第一平行链区块是否合法，以及，第一主链存证交易是否合法：是，则将第一平行链区块的存证信息记录到主链上，以供各平行链节点在监测到第一主链存证交易在主链上执行成功后将第一平行链存证交易存入本地交易池。
其中，第一平行链区块由获得第一平行链区块高度的区块打包权的第一平行链节点打包生成并广播至其它平行链节点、由各平行链节点共同通过不会发生分叉的第一共识协议进行平行链共识；
第一主链存证交易包括第一平行链区块的存证信息、由第一平行链节点在第一平行链区块的平行链共识成功后生成；
第一平行链存证交易包括第一主链存证交易的交易哈希、由第一平行链节点生成并广播至其它平行链节点。
第四方面，本发明还提供一种设备，包括一个或多个处理器和存储器，其中存储器包含可由该一个或多个处理器执行的指令以使得该一个或多个处理器执行根据本发明各实施例提供的平行链共识方法。
第五方面，本发明还提供一种存储有计算机程序的存储介质，该计算机程序使计算机执行根据本发明各实施例提供的平行链共识方法。
本发明诸多实施例提供的平行链共识方法、设备和存储介质提供了一套由各平行链节点通过不会发生分叉的共识协议对平行链区块进行平行链共识、在共识成功后由出块的平行链节点发送主链存证交易，以供主链进行验证，并在验证成功后将该平行链区块的存证信息记录到主链上的平行链共识机制，由于该机制无需将每一笔平行链交易记录到主链上(只有主链存证交易需要记录到主链上)，因此可以保障平行链的tps扩展不受主链交易处理能力的限制，同时还通过采用不会发生分叉的共识协议保障了平行链交易的执行结果的确定性，从而保障了平行链的业务方可以快速获取到保障确定性的交易执行结果。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一实施例提供的一种平行链共识方法的流程图。
图2为本发明一实施例提供的另一种平行链共识方法的流程图。
图3为本发明一实施例提供的又一种平行链共识方法的流程图。
图4为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1为本发明一实施例提供的一种平行链共识方法的流程图。
如图1所示，在本实施例中，本发明提供一种适用于平行链节点的平行链共识方法，包括：
S11：响应于当前平行链节点获得第一平行链区块高度的区块打包权，打包第一平行链区块并广播至当前平行链的其它平行链节点；
S13：与其它平行链节点共同通过不会发生分叉的第一共识协议对第一平行链区块进行平行链共识；
S15：在第一平行链区块的平行链共识成功后，生成包括第一平行链区块的存证信息的第一主链存证交易并发送至主链节点，以供主链节点在执行第一主链存证交易时验证第一平行链区块和第一主链存证交易是否合法：是，则将存证信息记录到主链上；
S17：生成包括第一主链存证交易的交易哈希的第一平行链存证交易并广播至其它平行链节点，以供各平行链节点在监测到第一主链存证交易在主链上执行成功后将第一平行链存证交易存入本地交易池。
具体地，以下以主链M配置有若干条平行链m1、m2…，其中平行链m1配置有4个平行链节点a0、a1、a2、a3，平行链节点a0-a3和主链M的主链节点分别通过本发明提供的各平行链共识方法进行平行链共识为例，对图1所示的方法进行示例性的阐述。
在本实施例中，平行链m1的各平行链节点a0-a3通过PBFT共识协议进行平行链共识，在更多实施例中，还可以通过tendermint共识协议等不同共识协议进行平行链共识，只要该共识协议采用的算法可以保障共识不会发生分叉，即可实现相同的技术效果。
需要说明的是，相较于背景技术所介绍的平行链架构，在本发明提供的方案中，平行链的各节点相互之间可直接或间接进行通信，可互相广播平行链交易。
当平行链节点a0获得平行链区块高度Hm1＝H1的区块打包权时，平行链节点a0执行步骤S11，打包平行链区块高度为H1的平行链区块block1，将block1广播至a1-a3。
在步骤S13中，平行链节点a0-a3共同通过PBFT共识协议对block1进行平行链共识。具体地，本领域技术人员可以理解多个区块链节点基于PBFT协议对一个区块进行共识的具体过程，此处不再具体赘述详细的共识过程。
在步骤S15中，在block1的平行链共识成功后，平行链节点a0生成一笔用于在主链上存证block1的主链存证交易tx1，将tx1发送至主链节点。在本实施例中，tx1所包括的block1的存证信息包括block1的区块高度H1、block1的区块哈希blockhash1，以及，block1的父区块哈希blockhash0(即，block1的上一区块block0的区块哈希)；在更多实施例中，上述存证信息还可以进一步包括block1的状态哈希，block1中各平行链交易的交易哈希，block1中各平行链交易执行结果的成功失败表，等其它一项或多项信息。
主链节点广播、打包、执行tx1，验证tx1请求存证的block1是否合法，以及，tx1是否合法：
任一项验证失败，则tx1执行失败；
两项验证均通过，则tx1执行成功，将block1的存证信息记录到主链上，在主链上完成对block1的平行链共识结果的存证。
在本实施例中，验证tx1请求存证的block1是否合法包括：验证tx1中block1的父区块哈希blockhash0与主链上所存证的block1的父区块block0的区块哈希是否相同；验证tx1是否合法包括：验证tx1的发送地址addra0是否具有发送主链存证交易的权限。在更多实施例中，还可以根据tx1提交的不同存证信息进一步配置上述验证，例如，根据block1中各平行链交易的交易哈希验证是否存在重复的平行链交易，等等。
在步骤S17中，平行链节点a0生成包括hash(tx1)的平行链存证交易tx2，将tx2广播至a1-a3。
平行链节点a0-a3分别根据hash(tx1)监测tx1在主链上是否执行成功：是，则将tx2存入本地交易池，完成在平行链上对“block1的平行链共识结果已在主链存证”的存证。
上述实施例提供了一套由各平行链节点通过不会发生分叉的共识协议对平行链区块进行平行链共识、在共识成功后由出块的平行链节点发送主链存证交易，以供主链进行验证，并在验证成功后将该平行链区块的存证信息记录到主链上的平行链共识机制，由于该机制无需将每一笔平行链交易记录到主链上(只有主链存证交易需要记录到主链上)，因此可以保障平行链的tps扩展不受主链交易处理能力的限制，同时还通过采用不会发生分叉的共识协议保障了平行链交易的执行结果的确定性，从而保障了平行链的业务方可以快速获取到保障确定性的交易执行结果。
图2为本发明一实施例提供的另一种平行链共识方法的流程图。图2所示的方法可配合图1所示的方法执行。
如图2所示，在本实施例中，本发明还提供另一种适用于平行链节点的平行链共识方法，包括：
S21：响应于当前平行链节点未获得第一平行链区块高度的区块打包权，接收获得区块打包权的第一平行链节点所打包并广播的第一平行链区块；
S23:与其它平行链节点共同通过不会发生分叉的第一共识协议对第一平行链区块进行平行链共识；
S25：接收第一平行链节点所广播的第一平行链存证交易；其中，第一平行链存证交易包括第一主链存证交易的交易哈希；第一主链存证交易包括第一平行链区块的存证信息、由第一平行链节点在第一平行链区块的平行链共识成功后生成并发送至主链节点，以供主链节点在执行第一主链存证交易时验证第一平行链区块和第一主链存证交易是否合法：是，则将存证信息记录到主链上；
S27：监测第一主链存证交易在主链上是否执行成功：是，则将第一平行链存证交易存入本地交易池。
优选地，存证信息包括第一平行链区块的平行链区块高度和区块哈希，以及，第一平行链区块的父区块哈希；
验证第一平行链区块是否合法包括：验证第一平行链区块的父区块哈希与主链上存证的第一平行链区块的父区块的区块哈希是否相同；
验证第一主链存证交易是否合法包括：验证第一主链存证交易的发送地址是否具有主链存证交易的发送权限。
具体地，图2所示的方法即上述图1所示方法的示例中平行链节点a1/a2/a3所执行的方法，图2所示方法的平行链共识原理可参照图1所示的方法，此处不再赘述。
图3为本发明一实施例提供的又一种平行链共识方法的流程图。图3所示的方法可配合图1-2所示的方法执行。
如图3所示，在本实施例中，本发明还提供一种适用于主链节点的平行链共识方法，包括：
S31：执行第一主链存证交易，验证第一主链存证交易请求存证的第一平行链区块是否合法，以及，第一主链存证交易是否合法：是，则将第一平行链区块的存证信息记录到主链上，以供各平行链节点在监测到第一主链存证交易在主链上执行成功后将第一平行链存证交易存入本地交易池。
其中，第一平行链区块由获得第一平行链区块高度的区块打包权的第一平行链节点打包生成并广播至其它平行链节点、由各平行链节点共同通过不会发生分叉的第一共识协议进行平行链共识；
第一主链存证交易包括第一平行链区块的存证信息、由第一平行链节点在第一平行链区块的平行链共识成功后生成；
第一平行链存证交易包括第一主链存证交易的交易哈希、由第一平行链节点生成并广播至其它平行链节点。
优选地，存证信息包括第一平行链区块的平行链区块高度和区块哈希，以及，第一平行链区块的父区块哈希；
验证第一主链存证交易请求存证的第一平行链区块是否合法包括：验证第一平行链区块的父区块哈希与主链上存证的第一平行链区块的父区块的区块哈希是否相同；
验证第一主链存证交易是否合法包括：验证第一主链存证交易的发送地址是否具有主链存证交易的发送权限。
具体地，图3所示的方法即上述图1所示方法的示例中主链节点所执行的方法，图3所示方法的平行链共识原理可参照图1所示的方法，此处不再赘述。
图4为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。
如图4所示，作为另一方面，本申请还提供了一种设备400，包括一个或多个中央处理单元(CPU)401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的程序或者从存储部分408加载到随机访问存储器(RAM)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM403中，还存储有设备400操作所需的各种程序和数据。CPU401、ROM402以及RAM403通过总线404彼此相连。输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。
以下部件连接至I/O接口405：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分407；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分409。通信部分409经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器410也根据需要连接至I/O接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器410上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分408。
特别地，根据本公开的实施例，上述任一实施例描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，计算机程序包含用于执行上述任一方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分409从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。
作为又一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例的装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，该程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请提供的方法。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这根据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，各单元可以是设置在计算机或移动智能设备中的软件程序，也可以是单独配置的硬件装置。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离本申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种平行链共识方法，其特征在于，所述方法适用于平行链节点，所述方法包括：
响应于当前平行链节点获得第一平行链区块高度的区块打包权，打包第一平行链区块并广播至当前平行链的其它平行链节点；
与所述其它平行链节点共同通过不会发生分叉的第一共识协议对所述第一平行链区块进行平行链共识；
在所述第一平行链区块的平行链共识成功后，生成包括所述第一平行链区块的存证信息的第一主链存证交易并发送至主链节点，以供主链节点在执行所述第一主链存证交易时验证所述第一平行链区块和所述第一主链存证交易是否合法：是，则将所述存证信息记录到主链上；
生成包括所述第一主链存证交易的交易哈希的第一平行链存证交易并广播至所述其它平行链节点，以供各所述平行链节点在监测到所述第一主链存证交易在主链上执行成功后将所述第一平行链存证交易存入本地交易池。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存证信息包括所述第一平行链区块的平行链区块高度和区块哈希，以及，所述第一平行链区块的父区块哈希；
验证所述第一平行链区块是否合法包括：验证所述第一平行链区块的父区块哈希与主链上存证的所述第一平行链区块的父区块的区块哈希是否相同；
验证所述第一主链存证交易是否合法包括：验证所述第一主链存证交易的发送地址是否具有主链存证交易的发送权限。
3.一种平行链共识方法，其特征在于，所述方法适用于平行链节点，所述方法包括：
响应于当前平行链节点未获得第一平行链区块高度的区块打包权，接收获得所述区块打包权的第一平行链节点所打包并广播的第一平行链区块；
与其它平行链节点共同通过不会发生分叉的第一共识协议对所述第一平行链区块进行平行链共识；
接收所述第一平行链节点所广播的第一平行链存证交易；其中，所述第一平行链存证交易包括第一主链存证交易的交易哈希；所述第一主链存证交易包括所述第一平行链区块的存证信息、由所述第一平行链节点在所述第一平行链区块的平行链共识成功后生成并发送至主链节点，以供主链节点在执行所述第一主链存证交易时验证所述第一平行链区块和所述第一主链存证交易是否合法：是，则将所述存证信息记录到主链上；
监测所述第一主链存证交易在主链上是否执行成功：是，则将所述第一平行链存证交易存入本地交易池。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述存证信息包括所述第一平行链区块的平行链区块高度和区块哈希，以及，所述第一平行链区块的父区块哈希；
验证所述第一平行链区块是否合法包括：验证所述第一平行链区块的父区块哈希与主链上存证的所述第一平行链区块的父区块的区块哈希是否相同；
验证所述第一主链存证交易是否合法包括：验证所述第一主链存证交易的发送地址是否具有主链存证交易的发送权限。
5.一种平行链共识方法，其特征在于，所述方法适用于主链节点，所述方法包括：
执行第一主链存证交易，验证所述第一主链存证交易请求存证的第一平行链区块是否合法，以及，所述第一主链存证交易是否合法：是，则将所述第一平行链区块的存证信息记录到主链上，以供各平行链节点在监测到所述第一主链存证交易在主链上执行成功后将第一平行链存证交易存入本地交易池；
其中，所述第一平行链区块由获得第一平行链区块高度的区块打包权的第一平行链节点打包生成并广播至其它平行链节点、由各平行链节点共同通过不会发生分叉的第一共识协议进行平行链共识；
所述第一主链存证交易包括所述第一平行链区块的存证信息、由所述第一平行链节点在所述第一平行链区块的平行链共识成功后生成；
所述第一平行链存证交易包括所述第一主链存证交易的交易哈希、由所述第一平行链节点生成并广播至所述其它平行链节点。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述存证信息包括所述第一平行链区块的平行链区块高度和区块哈希，以及，所述第一平行链区块的父区块哈希；
所述验证所述第一主链存证交易请求存证的第一平行链区块是否合法包括：验证所述第一平行链区块的父区块哈希与主链上存证的所述第一平行链区块的父区块的区块哈希是否相同；
验证所述第一主链存证交易是否合法包括：验证所述第一主链存证交易的发送地址是否具有主链存证交易的发送权限。
7.一种设备，其特征在于，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1-6中任一项所述的方法。
8.一种存储有计算机程序的存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
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