本發明專利技術公開了支持多種共識協議與跨分片機制的區塊鏈協議驗證平臺，采用模塊化的分層架構，包括：通信連接的客戶端和區塊鏈仿真模塊；客戶端設置區塊鏈仿真模塊的實驗參數，獲取交易數據并注入區塊鏈仿真模塊中，獲取并顯示區塊鏈仿真模塊對交易數據的實驗結果，實驗參數至少包括共識協議和分片參數；區塊鏈仿真模塊根據實驗參數構建若干個仿真區塊鏈分片網絡，仿真區塊鏈分片網絡根據共識協議對交易數據進行共識，將達成共識的交易數據打包成區塊并上鏈；其中，共識協議至少包括片內共識協議，能對仿真區塊鏈分片網絡的交易數據進行共識。本發明專利技術能快速搭建用于驗證區塊鏈新協議的實驗環境，能高效地對區塊鏈新協議進行正確性驗證與性能測試。驗證與性能測試。驗證與性能測試。
【技術實現步驟摘要】
支持多種共識協議與跨分片機制的區塊鏈協議驗證平臺
[0001]本專利技術屬于區塊鏈
，尤其是涉及支持多種共識協議與跨分片機制的區塊鏈協議驗證平臺。
技術介紹
[0002]區塊鏈技術是一種去中心化的分布式賬本數據庫，具有數據隱私保護、防篡改、可追溯等優點。共識協議作為區塊鏈的核心技術，能夠讓區塊鏈的多個節點共同決策并最終達成統一的共識。區塊鏈分片技術是一種區塊鏈擴容技術，它將整個區塊鏈分成多個分片，每個分片可以獨立地處理一部分的交易和狀態轉換，可以提高區塊鏈的處理能力和吞吐量，同時保持分布式和去中心化的特點，是重要的區塊鏈擴容手段之一。
[0003]當區塊鏈研究者提出新的共識協議或者新的分片擴容機制時，通常需要進行充足的實驗以驗證新的共識協議或者新的分片機制是否可行。然而，從零開始打造一個符合實驗要求的區塊鏈需要耗費較大的時間和精力；一些商用的區塊鏈的系統十分龐大，對其進行使用、改造以及部署的難度較大、成本較高。
技術實現思路
[0004]本專利技術的目的是提供支持多種共識協議與跨分片機制的區塊鏈協議驗證平臺，以解決現有技術中驗證新的共識協議或分片機制時難度大、耗時長的技術問題。
[0005]本專利技術的目的，可以通過如下技術方案實現：
[0006]支持多種共識協議與跨分片機制的區塊鏈協議驗證平臺，所述平臺采用模塊化的分層系統架構，包括：
[0007]通信連接的客戶端和區塊鏈仿真模塊；
[0008]其中，客戶端設置所述區塊鏈仿真模塊進行仿真的實驗參數，獲取交易數據并將所述交易數據注入所述區塊鏈仿真模塊中，獲取并顯示所述區塊鏈仿真模塊對所述交易數據的實驗結果，所述實驗參數至少包括共識協議和分片參數；
[0009]所述區塊鏈仿真模塊根據所述實驗參數構建若干個仿真區塊鏈分片網絡，所述仿真區塊鏈分片網絡根據所述共識協議對所述交易數據進行共識，將達成共識的所述交易數據打包成區塊并上鏈；
[0010]其中，所述共識協議至少包括片內共識協議，所述片內共識協議對所述仿真區塊鏈分片網絡內部的所述交易數據進行共識。
[0011]可選地，所述分層系統架構包括：
[0012]依次通信連接的存儲層、數據層、網絡層、共識層和系統層；
[0013]其中，所述存儲層存儲數據，所述數據層定義各類數據的數據結構并提供數據操作功能，所述網絡層對網絡傳輸進行控制，所述共識層對交易數據進行共識，所述系統層保證實驗系統的正常運行。
[0014]可選地，所述共識層的共識協議還包括：片間共識協議，用于對所述仿真區塊鏈分
片網絡之間的所述交易數據進行共識。
[0015]可選地，所述分片參數至少包括分片數量、各分片中的區塊鏈節點數量。
[0016]可選地，所述片內共識協議為拜占庭容錯協議。
[0017]可選地，所述片間共識協議包括預設的第一片間共識協議和所述客戶端自定義的第二片間共識協議。
[0018]可選地，所述第一片間共識協議為Monoxide中的relay機制。
[0019]可選地，還包括：
[0020]代碼接口模塊，用于所述客戶端來自定義所述第二片間共識協議。
[0021]可選地，所述仿真區塊鏈分片網絡根據所述共識協議對所述交易數據進行共識包括：
[0022]為各所述仿真區塊鏈分片網絡設置主節點，所述主節點根據出塊時間從所在分片的交易池中打包預設數量的交易數據生成新區塊并發起拜占庭共識；
[0023]判斷所述新區塊中是否存在跨分片交易數據，若存在，則將所述跨分片交易數據發送給對應的目標分片，等待所述目標分片打包所述跨分片交易數據并由所述目標分片上鏈。
[0024]可選地，獲取并顯示所述區塊鏈仿真模塊對所述交易數據的實驗結果包括：
[0025]獲取實驗中得到的協議性能數據和觀測數據，根據所述協議性能數據和觀測數據生成對應的實驗圖表，生成協議調試的日志文件，所述觀測數據至少包括各分片新生成區塊的信息、交易以及吞吐量。
[0026]本專利技術提供了一種支持多種共識協議與跨分片機制的區塊鏈協議驗證平臺，采用模塊化的分層系統架構，包括：通信連接的客戶端和區塊鏈仿真模塊；其中，客戶端設置所述區塊鏈仿真模塊進行仿真的實驗參數，獲取交易數據并將所述交易數據注入所述區塊鏈仿真模塊中，獲取并顯示所述區塊鏈仿真模塊對所述交易數據的實驗結果，所述實驗參數至少包括共識協議和分片參數；所述區塊鏈仿真模塊根據所述實驗參數構建若干個仿真區塊鏈分片網絡，所述仿真區塊鏈分片網絡根據所述共識協議對所述交易數據進行共識，將達成共識的所述交易數據打包成區塊并上鏈；其中，所述共識協議至少包括片內共識協議，所述片內共識協議對所述仿真區塊鏈分片網絡內部的所述交易數據進行共識。
[0027]有鑒如此，本專利技術帶來的有益效果是：
[0028]本專利技術利用客戶端設置區塊鏈仿真模塊仿真的實驗參數，獲取交易數據并注入區塊鏈仿真模塊以獲取對交易數據的實驗結果；利用區塊鏈仿真模塊根據實驗參數構建一個或多個簡單且實際可運行的仿真區塊鏈分片網絡，仿真區塊鏈分片網絡能根據共識協議對片內或片間的交易數據進行共識，區塊鏈仿真模塊僅提供基礎且必要的區塊鏈組件，本專利技術僅實現區塊鏈的核心功能，系統設計更加輕量化，使得搭建一個區塊鏈實驗系統的成本與難度降低，能支持用戶快速搭建驗證區塊鏈新協議的實驗環境，能夠高效地對區塊鏈新協議進行正確性驗證與性能測試，同時支持跨操作系統使用，方便快速進行本機或多機實驗部署。
[0029]本專利技術提供了一個輕量化的分布式區塊鏈架構，不僅支持傳統的單分片區塊鏈系統實驗，同時支持多分片區塊鏈實驗，能對多種區塊鏈中新的共識協議進行驗證，能支持對多種區塊鏈片內共識協議和多種跨分片交易機制的正確性驗證以及性能測試，便于使用者
直接使用或進行二次開發。
附圖說明
[0030]圖1是本專利技術的架構示意圖；
[0031]圖2是本專利技術實施例的分層系統架構模塊示意圖；
[0032]圖3是本專利技術實施例的運行過程示意圖。
具體實施方式
[0033]術語解釋：
[0034]區塊鏈協議：區塊鏈協議是一組定義區塊鏈如何工作的底層規則。它定義了網絡的許多特性，包括安全性、去中心化、可擴展性、可用性、技術成熟度、生態系統開發和治理，是區塊鏈系統性能和安全性的核心影響因素之一。
[0035]共識協議：讓多個節點共同決策并最終達成統一的共識。共識協議大體上可以分為兩步:出塊節點選舉和主鏈共識。出塊節點選舉機制和主鏈共識共同保證了區塊鏈數據的正確性和一致性，從而為分布式環境中的不可信主體間建立信任關系提供技術支撐。
[0036]區塊鏈分片技術：區塊鏈分片是一種區塊鏈擴容技術，它將整個區塊鏈分成多個部分(分片)，每個分片可以獨立地處理一部分的交易和狀態轉換。這種技術可以提高區塊鏈的處理能力和吞吐量，同時保持分布式和去中心化的特點，是重要的區塊鏈擴容手段之一。
[0037]狀態樹：用于存本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.支持多種共識協議與跨分片機制的區塊鏈協議驗證平臺，其特征在于，所述平臺采用模塊化的分層系統架構，包括：通信連接的客戶端和區塊鏈仿真模塊；其中，客戶端設置所述區塊鏈仿真模塊進行仿真的實驗參數，獲取交易數據并將所述交易數據注入所述區塊鏈仿真模塊中，獲取并顯示所述區塊鏈仿真模塊對所述交易數據的實驗結果，所述實驗參數至少包括共識協議和分片參數；所述區塊鏈仿真模塊根據所述實驗參數構建若干個仿真區塊鏈分片網絡，所述仿真區塊鏈分片網絡根據所述共識協議對所述交易數據進行共識，將達成共識的所述交易數據打包成區塊并上鏈；其中，所述共識協議至少包括片內共識協議，所述片內共識協議對所述仿真區塊鏈分片網絡內部的所述交易數據進行共識。2.根據權利要求1所述的支持多種共識協議與跨分片機制的區塊鏈協議驗證平臺，其特征在于，所述分層系統架構包括：依次通信連接的存儲層、數據層、網絡層、共識層和系統層；其中，所述存儲層存儲數據，所述數據層定義各類數據的數據結構并提供數據操作功能，所述網絡層對網絡傳輸進行控制，所述共識層對交易數據進行共識，所述系統層保證實驗系統的正常運行。3.根據權利要求2所述的支持多種共識協議與跨分片機制的區塊鏈協議驗證平臺，其特征在于，所述共識層的共識協議還包括：片間共識協議，用于對所述仿真區塊鏈分片網絡之間的所述交易數據進行共識。4.根據權利要求1或3所述的支持多種共識協議與跨分片機制的區塊鏈協議驗證平臺，其特征在于，所述分片參數至少包括分片數量、各分片中的區塊鏈節點數量。5.根據權利要求1所述的支持多種共識協議...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃華威，陳欽德，鄭子彬，
申請(專利權)人：中山大學，
類型：發明
國別省市：
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