CN114338455B - 一种多机构分布式冲突检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多机构分布式冲突检测系统及方法，与客户端通信连接，包括：第一机构冲突检测模块和其他机构冲突检测模块，k大于1；所述第一机构冲突检测模块从所述客户端获取冲突检测任务，将所述冲突检测任务分发给本机构执行并将所述冲突检测任务分发到所述其他机构冲突检测模块，还用于收集并核验区块链网络内各机构冲突检测执行结果，以及合并所有冲突检测执行结果并输出至所述客户端；所述其他机构冲突检测模块接收所述第一机构冲突检测模块分配的所述冲突检测任务并完成冲突检测执行并反馈；本发明充分利用区块网络中各机构冗余算力，每个节点不需要计算全量的冲突，可降低检测耗时，同时可节省单一机构节点的计算资源。
Description
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，更具体的说是涉及一种多机构分布式冲突检测系统及方法。
背景技术
区块链系统中通常可以设置有多个节点，多个节点之间可以互相通信，一般来说，客户端设备可以向区块链系统中的某一个节点发送交易请求，该节点接收到交易请求后，可以处理交易，并可以通过与其它节点的共识，生成交易对应的区块信息。在实际操作中，由于业务类型的多样性，区块链系统在一段时间内处理的交易会非常多，因此，如何合理处理每一个交易，对于区块链系统的发展是非常重要的。
现有技术中，节点在接收到客户端发送的交易请求后，通常可以对交易请求进行解析，获取交易数据；进一步地，节点可以将交易数据与区块链系统处理的历史交易的交易数据进行对比，若确定交易与历史交易发生冲突，则可以根据区块链系统中预设的冲突处理指令对交易进行处理。然而，采用该种方式，交易数据中包括的数据量较多，可能需要耗费较长的时间完成交易数据与历史交易的交易数据的对比过程，通常情况下，区块链系统中的交易可以被频繁触发，因此采用上述方式可能并不能及时地处理多个交易，导致区块链系统中交易处理的效率较差。
因此，如何提供一种冲突检测系统及方法能够节省单机构计算资源，降低检测耗时，提升检测效率是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种多机构分布式冲突检测系统及方法，通过分批次将交易冲突检测执行任务分别发送给区块链网络各个机构节点进行执行，充分利用各个机构冗余算力，且每个节点不需要计算全量的冲突，从而可降低检测耗时，同时可节省单一机构节点的计算单元。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种多机构分布式冲突检测系统，与客户端通信连接，包括：k个机构冲突检测模块，k大于1；选取k个所述机构冲突检测模块中的任意一个为第一机构冲突检测模块，其余k-1个所述机构冲突检测模块为其他机构冲突检测模块；
所述第一机构冲突检测模块，用于从所述客户端获取交易并按照预定规则分组，每组交易任务对应一个冲突检测任务，将所述冲突检测任务分发给所述第一机构冲突检测模块本身和所述其他机构冲突检测模块执行；还用于收集并核验区块链网络内各机构冲突检测执行结果，以及合并所有冲突检测执行结果并输出至所述客户端；
所述其他机构冲突检测模块，用于接收所述第一机构冲突检测模块分配的所述冲突检测任务并完成冲突检测执行，将冲突检测执行结果发送至所述第一机构冲突检测模块。
优选的，所述第一机构冲突检测模块和所述其他机构冲突检测模块中的每个所述冲突检测模块均包括：冲突检测任务管理调度单元、计算单元、存储管理调度单元和存储单元；所述计算单元包括m个节点服务器，m不小于1；
所述冲突检测任务管理调度单元，用于接收所述冲突检测任务并分发给所述计算单元的各个节点服务器，收集、核验执行结果并反馈；
所述计算单元的各个节点服务器，用于向所述存储管理调度单元发送读取资源请求并接收所述存储单元管理调度单元的读取数据，执行冲突检测计算并将冲突检测执行结果发送至所述存储管理调度单元和所述冲突检测任务管理调度单元；
所述存储管理调度单元，用于读取所述存储单元的数据并发送至所述计算单元的m个节点服务器，接收所述计算单元的m个节点服务器的所述冲突检测执行结果并写入所述存储单元；
所述存储单元，用于以分片存储的方式进行数据存储。
优选的，所述第一机构冲突检测模块还包括算力注册及跨机构冲突检测任务调度单元；
所述算力注册及跨机构冲突检测任务调度单元，用于统计调配已注册算力的所述其他机构冲突检测模块的计算单元情况，并反馈至所述第一机构冲突检测模块的所述冲突检测任务管理调度单元。
优选的，所述第一机构冲突检测模块的所述冲突检测任务管理调度单元，用于从所述客户端获取所述冲突检测任务并将所述冲突检测任务分发给所述计算单元的不同节点服务器，并按照所述计算单元情况将所述冲突检测任务分发给所述其他机构冲突检测模块的所述冲突检测任务管理调度单元，同时将同一组交易冲突检测任务分发给至少两个不同机构冲突检测模块的节点服务器；
还用于收集和核验所述第一机构冲突检测模块内的执行结果和所述其他机构冲突检测模块的所述冲突检测任务管理调度单元的执行结果，并发送至所述客户端。
优选的，所述其他机构冲突检测模块的所述冲突检测任务管理调度单元，用于接收所述第一机构冲突检测模块的所述冲突检测任务管理调度单元分发的所述冲突检测任务；
还用于将冲突检测执行结果发送至所述第一机构冲突检测模块的所述冲突检测任务管理调度单元。
优选的，所述至少两个不同机构冲突检测模块的节点服务器，包括同一个机构冲突检测模块内的至少两个节点服务器和区块网络内分属于不同的机构冲突检测模块的至少两个节点服务器。
一种多机构分布式冲突检测方法，具体步骤包括：
S1.获取交易并按照预定规则分组，每组交易任务对应一个冲突检测任务，将所述冲突检测任务分发给第一机构冲突检测模块本身来执行，同时将所述冲突检测任务分发给其他机构冲突检测模块；
S2.所述其他机构冲突检测模块接收所述第一机构冲突检测模块分发的所述冲突检测任务并完成冲突检测执行，收集和核验冲突检测执行结果并反馈至第一机构冲突检测模块；
S3.收集并核验区块链网络内各机构冲突检测执行结果，以及合并所有冲突检测执行结果并输出至所述客户端。
优选的，所述S1的具体内容还包括：统计调配已注册算力的所述其他机构冲突检测模块的计算单元情况，按照所述计算单元情况将所述冲突检测任务分发给所述其他机构冲突检测模块，同时将同一组交易冲突检测任务分发给至少两个不同机构冲突检测模块的节点服务器。
优选的，所述将同一组交易冲突检测任务分发给至少两个不同机构冲突检测模块的节点服务器的具体包括：同一组交易冲突检测任务分发给同一个机构冲突检测模块内的至少两个节点服务器和同一组交易冲突检测任务分发给区块网络内分属于不同的机构冲突检测模块的至少两个节点服务器。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种多机构分布式冲突检测系统及方法，通过将交易冲突检测分批分配给机构内节点及区块链网络第k机构节点并行执行，同时对同一批交易分别发送不同机构的至少两个节点进行冲突检测，以对检测执行结果交叉核验，确保执行结果正确性，而后收集并合并各节点冲突检测执行结果，最终得到所有交易的冲突检测执行结果，充分利用第k机构冗余算力，且每个节点不需要计算全量的冲突，从而可降低检测耗时，同时，由于充分利用第k机构冗余算力，可节省单一机构节点的计算资源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得第k的附图。
图1附图为本发明提供的多机构分布式冲突检测系统架构图；
图2附图为本发明提供的多机构分布式冲突检测流程图；
图3附图为本发明提供的单机构分布式冲突检测架构示意图；
图4附图为本发明提供的单机构分布式冲突检测流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有第k实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种多机构分布式冲突检测系统，如图1，与客户端通信连接，包括：k个机构冲突检测模块，k大于1；选取k个机构冲突检测模块中的任意一个为第一机构冲突检测模块，其余k-1个机构冲突检测模块为其他机构冲突检测模块；
第一机构冲突检测模块，用于从客户端获取交易并按照预定规则分组，每组交易任务对应一个冲突检测任务，将冲突检测任务分发给第一机构冲突检测模块本身和其他机构冲突检测模块执行；还用于收集并核验区块链网络内各机构冲突检测执行结果，以及合并所有冲突检测执行结果并输出至客户端；
其他机构冲突检测模块，用于接收第一机构冲突检测模块分配的冲突检测任务并完成冲突检测执行，将冲突检测执行结果发送至第一机构冲突检测模块。
为了进一步实施上述技术方案，如图3，第一机构冲突检测模块和其他机构冲突检测模块中的每个冲突检测模块均包括：冲突检测任务管理调度单元、计算单元、存储管理调度单元和存储单元；计算单元包括m个节点服务器，m不小于1；
冲突检测任务管理调度单元，用于接收冲突检测任务并分发给计算单元的各个节点服务器，收集、核验执行结果并反馈；
计算单元的各个节点服务器，用于向存储管理调度单元发送读取资源请求并接收存储单元管理调度单元的读取数据，执行冲突检测计算并将冲突检测执行结果发送至存储管理调度单元和冲突检测任务管理调度单元；
存储管理调度单元，用于读取存储单元的数据并发送至计算单元的m个节点服务器，接收计算单元的m个节点服务器的冲突检测执行结果并写入存储单元；
存储单元，用于以分片存储的方式进行数据存储。
为了进一步实施上述技术方案，第一机构冲突检测模块还包括算力注册及跨机构冲突检测任务调度单元；
算力注册及跨机构冲突检测任务调度单元，用于统计调配已注册算力的其他机构冲突检测模块的计算单元情况，并反馈至第一机构冲突检测模块的冲突检测任务管理调度单元。
为了进一步实施上述技术方案，第一机构冲突检测模块的冲突检测任务管理调度单元，用于从客户端获取冲突检测任务并将冲突检测任务分发给计算单元的不同节点服务器，并按照计算单元情况将冲突检测任务分发给其他机构冲突检测模块的冲突检测任务管理调度单元，同时将同一组交易冲突检测任务分发给至少两个不同机构冲突检测模块的节点服务器；
还用于收集和核验第一机构冲突检测模块内的执行结果和其他机构冲突检测模块的冲突检测任务管理调度单元的执行结果，并发送至客户端。
为了进一步实施上述技术方案，其他机构冲突检测模块的冲突检测任务管理调度单元，用于接收第一机构冲突检测模块的冲突检测任务管理调度单元分发的冲突检测任务；
还用于将冲突检测执行结果发送至第一机构冲突检测模块的冲突检测任务管理调度单元。
为了进一步实施上述技术方案，至少两个不同机构冲突检测模块的节点服务器，包括同一个机构冲突检测模块内的至少两个节点服务器和区块网络内分属于不同的机构冲突检测模块的至少两个节点服务器。
一种多机构分布式冲突检测方法，图2，具体步骤包括：
S1.获取交易并按照预定规则分组，每组交易任务对应一个冲突检测任务，将冲突检测任务分发给第一机构冲突检测模块本身来执行，同时将冲突检测任务分发给其他机构冲突检测模块；
S2.其他机构冲突检测模块接收第一机构冲突检测模块分发的冲突检测任务并完成冲突检测执行，收集和核验冲突检测执行结果并反馈至第一机构冲突检测模块；
S3.收集并核验区块链网络内各机构冲突检测执行结果，以及合并所有冲突检测执行结果并输出至客户端。
为了进一步实施上述技术方案，S1的具体内容还包括：统计调配已注册算力的其他机构冲突检测模块的计算单元情况，按照计算单元情况将冲突检测任务分发给其他机构冲突检测模块，同时将同一组交易冲突检测任务分发给至少两个不同机构冲突检测模块的节点服务器。
为了进一步实施上述技术方案，将同一组交易冲突检测任务分发给至少两个不同机构冲突检测模块的节点服务器的具体包括：同一组交易冲突检测任务分发给同一个机构冲突检测模块内的至少两个节点服务器和同一组交易冲突检测任务分发给区块网络内分属于不同的机构冲突检测模块的至少两个节点服务器。
本实施例中，冲突检测执行结果核验规则需与冲突检测任务分发规则相匹配，具体包括：
当将同一组交易发送区块链网络内的“同一个单机构冲突检测模块内的至少两个节点服务器”执行时，不需要考虑拜占庭容错，核验规则为收集同一个单机构冲突检测模块的节点服务器的执行结果并进行一致性校验并与任务分发机构冲突检测模块执行结果比对，若校验通过，则认为执行结果是正确的；否则，将结果丢弃并重新调度执行；
当将同一组交易发送至区块链网络内中“两个不同单机构冲突检测模块的节点服务器”执行时，则需要考虑拜占庭容错，核验规则为需要在接收到第k机构冲突检测模块签名后的检测执行结果之后，对来自不同机构冲突检测模块的执行结果进行有效性分析，如果大于三分之二的机构冲突检测模块的节点服务器执行结果一致且与任务分发机构的执行结果相同，则认为检测执行结果是正确的，否则，将结果丢弃并重新调度执行。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与第k实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种多机构分布式冲突检测系统，其特征在于，与客户端通信连接，包括：k个机构冲突检测模块，k大于1；选取k个所述机构冲突检测模块中的任意一个为第一机构冲突检测模块，其余k-1个所述机构冲突检测模块为其他机构冲突检测模块；
所述第一机构冲突检测模块，用于从所述客户端获取交易并按照预定规则分组，每组交易任务对应一个冲突检测任务，将所述冲突检测任务分发给所述第一机构冲突检测模块本身和所述其他机构冲突检测模块执行；还用于收集并核验区块链网络内各机构冲突检测执行结果，以及合并所有冲突检测执行结果并输出至所述客户端；
所述其他机构冲突检测模块，用于接收所述第一机构冲突检测模块分配的所述冲突检测任务并完成冲突检测执行，将冲突检测执行结果发送至所述第一机构冲突检测模块；
冲突检测执行结果核验规则需与冲突检测任务分发规则相匹配，当将同一组交易发送至区块链网络内的同一个单机构冲突检测模块内的至少两个节点服务器执行时，不需要考虑拜占庭容错，核验规则为收集同一个单机构冲突检测模块的节点服务器的执行结果并进行一致性校验并与任务分发机构冲突检测模块执行结果比对，若校验通过，则认为执行结果是正确的，否则，将结果丢弃并重新调度执行；
当将同一组交易发送至区块链网络内中两个不同单机构冲突检测模块的节点服务器执行时，则需要考虑拜占庭容错，核验规则为需要在接收到第k机构冲突检测模块签名后的检测执行结果之后，对来自不同机构冲突检测模块的执行结果进行有效性分析，如果大于三分之二的机构冲突检测模块的节点服务器执行结果一致且与任务分发机构的执行结果相同，则认为检测执行结果是正确的，否则，将结果丢弃并重新调度执行。
2.根据权利要求1所述的一种多机构分布式冲突检测系统，其特征在于，所述第一机构冲突检测模块和所述其他机构冲突检测模块中的每个所述冲突检测模块均包括：冲突检测任务管理调度单元、计算单元、存储管理调度单元和存储单元；所述计算单元包括m个节点服务器，m不小于1；
所述冲突检测任务管理调度单元，用于接收所述冲突检测任务并分发给所述计算单元的各个节点服务器，收集和核验执行结果并反馈；
所述计算单元的各个节点服务器，用于向所述存储管理调度单元发送读取资源请求并接收所述存储单元管理调度单元的读取数据，执行冲突检测计算并将冲突检测执行结果发送至所述存储管理调度单元和所述冲突检测任务管理调度单元；
所述存储管理调度单元，用于读取所述存储单元的数据并发送至所述计算单元的m个节点服务器，接收所述计算单元的m个节点服务器的所述冲突检测执行结果并写入所述存储单元；
所述存储单元，用于以分片存储的方式进行数据存储。
3.根据权利要求2所述的一种多机构分布式冲突检测系统，其特征在于，所述第一机构冲突检测模块还包括算力注册及跨机构冲突检测任务调度单元；
所述算力注册及跨机构冲突检测任务调度单元，用于统计调配已注册算力的所述其他机构冲突检测模块的计算单元情况，并反馈至所述第一机构冲突检测模块的所述冲突检测任务管理调度单元。
4.根据权利要求3所述的一种多机构分布式冲突检测系统，其特征在于，所述第一机构冲突检测模块的所述冲突检测任务管理调度单元，用于从所述客户端获取所述冲突检测任务并将所述冲突检测任务分发给所述计算单元的不同节点服务器，并按照所述计算单元情况将所述冲突检测任务分发给所述其他机构冲突检测模块的所述冲突检测任务管理调度单元，同时将同一组交易冲突检测任务分发给至少两个不同机构冲突检测模块的节点服务器；
还用于收集和核验所述第一机构冲突检测模块内的执行结果和所述其他机构冲突检测模块的所述冲突检测任务管理调度单元的执行结果，并发送至所述客户端。
5.根据权利要求4所述的一种多机构分布式冲突检测系统，其特征在于，所述其他机构冲突检测模块的所述冲突检测任务管理调度单元，用于接收所述第一机构冲突检测模块的所述冲突检测任务管理调度单元分发的所述冲突检测任务；
还用于将冲突检测执行结果发送至所述第一机构冲突检测模块的所述冲突检测任务管理调度单元。
6.根据权利要求4所述的一种多机构分布式冲突检测系统，其特征在于，所述至少两个不同机构冲突检测模块的节点服务器，包括同一个机构冲突检测模块内的至少两个节点服务器和区块网络内分属于不同的机构冲突检测模块的至少两个节点服务器。
7.一种多机构分布式冲突检测方法，基于权利要求1-6中任意一项所述的一种多机构分布式冲突检测系统，其特征在于，具体步骤包括：
S1.获取交易并按照预定规则分组，每组交易任务对应一个冲突检测任务，将所述冲突检测任务分发给第一机构冲突检测模块本身来执行，同时将所述冲突检测任务分发给其他机构冲突检测模块；
S2.所述其他机构冲突检测模块接收所述第一机构冲突检测模块分发的所述冲突检测任务并完成冲突检测执行，收集和核验冲突检测执行结果并反馈至第一机构冲突检测模块；
S3.所述第一机构冲突检测模块收集并核验区块链网络内各机构冲突检测执行结果，以及合并所有冲突检测执行结果并输出至所述客户端；
冲突检测执行结果核验规则需与冲突检测任务分发规则相匹配，当将同一组交易发送至区块链网络内的同一个单机构冲突检测模块内的至少两个节点服务器执行时，不需要考虑拜占庭容错，核验规则为收集同一个单机构冲突检测模块的节点服务器的执行结果并进行一致性校验并与任务分发机构冲突检测模块执行结果比对，若校验通过，则认为执行结果是正确的，否则，将结果丢弃并重新调度执行；
当将同一组交易发送至区块链网络内中两个不同单机构冲突检测模块的节点服务器执行时，则需要考虑拜占庭容错，核验规则为需要在接收到第k机构冲突检测模块签名后的检测执行结果之后，对来自不同机构冲突检测模块的执行结果进行有效性分析，如果大于三分之二的机构冲突检测模块的节点服务器执行结果一致且与任务分发机构的执行结果相同，则认为检测执行结果是正确的，否则，将结果丢弃并重新调度执行。
8.根据权利要求7所述的一种多机构分布式冲突检测方法，其特征在于，所述S1的具体内容还包括：所述第一机构冲突检测模块统计调配已注册算力的所述其他机构冲突检测模块的计算单元情况，按照所述计算单元情况将所述冲突检测任务分发给所述其他机构冲突检测模块，同时将同一组交易冲突检测任务分发给至少两个不同机构冲突检测模块的节点服务器。
9.根据权利要求8所述的一种多机构分布式冲突检测方法，其特征在于，所述将同一组交易冲突检测任务分发给至少两个不同机构冲突检测模块的节点服务器的具体包括：同一组交易冲突检测任务分发给同一个机构冲突检测模块内的至少两个节点服务器和同一组交易冲突检测任务分发给区块网络内分属于不同的机构冲突检测模块的至少两个节点服务器。
10.根据权利要求7所述的一种多机构分布式冲突检测方法，其特征在于，所述第一机构冲突检测模块和所述其他机构冲突检测模块中的每个所述冲突检测模块的执行冲突检测任务的具体内容均包括：
接收所述冲突检测任务并分发；
发送读取资源请求，读取数据并发送；
接收读取的数据，执行冲突检测计算并将冲突检测执行结果进行发送；
接收所述冲突检测执行结果并以分片存储的方式进行数据存储；
收集和核验执行结果并反馈。
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