一种云原生区块链处理方法、装置、设备和介质与流程

1.本发明涉及区块链技术领域，特别是涉及一种云原生区块链处理方法、装置、设备和介质。


背景技术：

2.云原生区块链技术是将区块链与云计算相结合的一种创新技术。区块链作为一种去中心化、不可篡改的分布式账本技术，已经在多个领域展现了潜力，如金融、供应链管理和身份验证等。而云计算则提供了高度可扩展的资源管理和强大的计算能力。云原生区块链技术的出现，旨在解决传统区块链技术在性能、可扩展性和部署管理方面的限制。
3.云原生区块链技术的发展受益于云计算和区块链两个领域的快速发展。云计算技术的兴起使得企业和个人可以方便地访问和使用大规模的计算和存储资源，同时降低了硬件和维护成本。区块链技术的兴起则引发了对去中心化信任和安全性的追求，使得多个参与方可以在无需信任第三方的情况下进行可靠的交易和数据共享。
4.云原生区块链技术的不足是缺乏可扩展性。随着区块链网络规模和交易量的增加，传统的共识算法会面临性能瓶颈和延迟问题。这可能导致交易确认时间的延长和系统吞吐量的下降，影响到系统的可用性和用户体验。


技术实现要素：

5.基于上述问题，本发明提供一种云原生区块链处理方法、装置、设备和介质。
6.第一方面，本发明实施例提供一种云原生区块链处理方法，应用于基于云凌容器云平台中，包括：
7.根据分片技术将区块链网络划分为多个子区块链，按照特定的规则或者按照交易的特征将交易分配给不同的子区块链；
8.经过优化的拜占庭容错算法通过预准备、准备、提交阶段的消息交换，确定允许区块链系统中最多故障节点数f的数量；
9.选择验证节点；
10.投票从区块链网络中的节点选举出可信任的共识节点；
11.根据轮流出块的方式，确保参与共识的节点轮流产生区块。
12.进一步地，上述一种云原生区块链处理方法中，通过分片技术将区块链网络划分为多个子区块链包括如下方式之一：
13.子区块链划分规则公式、并行处理能力公式、交易处理速度公式和总交易吞吐量公式；
14.所述子区块链划分规则使用哈希函数和特定的分片算法实现，子区块链划分规则公式表示为：
15.subchainindex＝h(transactionhash)％numofsubchains；
16.其中，subchainindex表示交易所属的子区块链编号，numofsubchains表示总的子
区块链数量，哈希函数h()用于将交易的哈希值映射到一个确定的区块链编号，transactionhash表示交易的哈希值；
17.并行处理能力公式是假设每个子区块链的并行处理能力相同，使用以下公式来表示整个区块链系统的并行处理能力：
18.totalparallelcapacity＝numofsubchains
×
subchaincapacity
19.其中，numofsubchains表示总的子区块链数量，subchaincapacity表示每个子区块链的处理能力，用交易的数量或交易处理速度来衡量；
20.交易处理速度公式是假设每个子区块链的交易处理速度相同，并且每个子区块链以块为单位进行交易处理，使用以下公式来表示每个子区块链的交易处理速度：
21.transactionspeed＝blocksize/blockinterval
22.其中，blocksize表示每个区块包含的交易数量，blockinterval表示每个区块生成的时间间隔；
23.总交易吞吐量公式是假设每个子区块链的交易吞吐量相同，使用以下公式来表示整个区块链系统的总交易吞吐量：
24.totalthroughput＝numofsubchains
×
subchainthroughput
25.其中，numofsubchains表示总的子区块链数量，subchainthroughput表示每个子区块链的交易吞吐量，用交易的数量或交易处理速度来衡量。
26.进一步地，上述一种云原生区块链处理方法中，经过优化的拜占庭容错算法还用于确定达成共识所需的总时间，包括：根据共识节点数n、容错节点数f、消息传递次数m、通信延迟l、新增节点e和节点信任度t确定达成共识所需的总时间。
27.进一步地，上述一种云原生区块链处理方法中，根据共识节点数n、故障节点数f、消息传递次数m、通信延迟l、新增节点e和节点信任度t确定达成共识所需的总时间t是通过如下公式确定的：
28.t＝m*(n-f+ef)*l(1-kt)
29.其中，k表示系数。
30.进一步地，上述一种云原生区块链处理方法中，所述选择验证节点包括：
31.采用动态调整的方式，根据节点的计算能力、存储容量、带宽、网络延迟和负载情况，选择节点参与验证和共识过程；
32.通过资源管理和调度机制，实现对节点资源的动态分配和优化；
33.节点间的通信和消息传递优化；
34.验证节点的动态调整和扩展。
35.进一步地，上述一种云原生区块链处理方法中，投票从区块链网络中的节点选举出可信任的共识节点，包括：
36.通过身份验证和信任机制，识别出具有良好声誉和高可靠性的节点，将具有良好声誉和高可靠性的节点纳入共识过程中；
37.采用不同的投票协议和机制进行共识达成；
38.进行投票结果的验证和确认。
39.进一步地，上述一种云原生区块链处理方法中，根据轮流出块的方式，确保参与共识的节点轮流产生区块，包括：
40.设计出块轮次和轮流机制；
41.对节点的轮次进行调度和同步；
42.对轮流产生的区块进行验证和确认。
43.第二方面，本发明实施例还提供一种云原生区块链处理装置，应用于基于云凌容器云平台中，包括：
44.划分模块和分配模块：用于根据分片技术将区块链网络划分为多个子区块链，按照特定的规则或者按照交易的特征将交易分配给不同的子区块链；
45.确定模块：用于经过优化的拜占庭容错算法通过预准备、准备、提交阶段的消息交换，确定允许区块链系统中最多故障节点数f的数量；
46.选择模块：用于选择验证节点；
47.投票模块：用于投票从区块链网络中的节点选举出可信任的共识节点；
48.产生区块模块：用于根据轮流出块的方式，确保参与共识的节点轮流产生区块。
49.第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器；
50.所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行如上所述任一项一种云原生区块链处理方法。
51.第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行如上所述任一项一种云原生区块链处理方法。
52.本发明实施例的优点在于：本发明通过将区块链网络划分为多个子区块链，使得每个子区块链可以处理一部分交易，提升了并行处理能力和吞吐量，利用优化的拜占庭容错算法降低了的计算和通信成本，通过节点选择、投票和轮流出块机制，实现了共识的快速达成。通过评估和选择具备足够资源的节点参与验证和共识过程，确保网络中的节点具备足够的计算和存储资源来支持高吞吐量的交易处理。通过投票和选举过程，网络中的节点可以共同选举出可信任的共识结果，通过投票机制减少了单个节点的影响力，增加了区块链系统的去中心化程度，提高了区块链系统的稳定性和安全性；通过轮流出块的方式，确保参与共识的节点轮流产生区块，避免某个节点垄断出块权益，提高区块链系统的公平性和稳定性。
附图说明
53.为了更清楚地说明本发明实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
54.图1为本发明实施例提供的一种云原生区块链处理方法示意图一；
55.图2为本发明实施例提供的一种云原生区块链处理方法示意图二；
56.图3为本发明实施例提供的一种云原生区块链处理方法示意图三；
57.图4为本发明实施例提供的一种云原生区块链处理方法示意图四；
58.图5为本发明实施例提供的一种云原生区块链处理装置示意图；
59.图6是本公开实施例提供的一种电子设备的示意性框图。
具体实施方式
60.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵时做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
61.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
62.图1为本发明实施例提供的一种云原生区块链处理方法示意图一。
63.第一方面，本发明实施例提供一种云原生区块链处理方法，应用于基于云凌容器云平台中，结合图1，包括s101至s105五个步骤：
64.s101：根据分片技术将区块链网络划分为多个子区块链，按照特定的规则或者按照交易的特征将交易分配给不同的子区块链。
65.具体的，本发明实施例中，根据分片技术将区块链网络划分为多个子区块链的方式包括：子区块链划分规则公式、并行处理能力公式、交易处理速度公式和总交易吞吐量公式，下文详细介绍。
66.应理解，本发明通过将交易任务分配给多个子区块链，并行处理交易，大大提高了区块链系统的处理能力和吞吐量；通过划分子区块链，每个子区块链只处理一部分交易，有效解决了传统区块链在处理大量交易时的性能瓶颈和延迟问题。结合云凌容器云平台的弹性资源管理能力，根据实际需求动态调整子区块链的数量和规模，实现资源的灵活利用。
67.s102：经过优化的拜占庭容错算法通过预准备、准备、提交阶段的消息交换，确定允许区块链系统中最多故障节点数f的数量。
68.具体的，本发明实施例中，拜占庭容错算法是一种针对分布式系统中存在故障节点或者恶意攻击的容错算法，用于在确保区块链系统在面对故障节点或者攻击时依然能够达成一致的共识；通过引入拜占庭容错算法，区块链系统能够实现更高的吞吐量、更快的交易确认速度、更好的容错性和更强的安全性。
69.s103：选择验证节点。
70.具体的，本发明实施例中，选择验证节点的方法下文详细介绍。
71.应理解，本发明通过合理选择验证节点，确保区块链网络中的节点具备足够的计算和存储资源，以支持高吞吐量的交易处理。
72.s104：投票从区块链网络中的节点选举出可信任的共识节点。
73.具体的，本发明实施例中，投票从区块链网络中的节点选举出可信任的共识节点的方法下文详细介绍。
74.应理解，本发明通过引入投票机制进行共识达成，确保网络中的节点能够通过投票选举出可信任的共识结果，减少单个节点的影响力，提高区块链系统的去中心化程度。
75.s105：根据轮流出块的方式，确保参与共识的节点轮流产生区块。
76.具体的，本发明实施例中，根据轮流出块的方式，确保参与共识的节点轮流产生区块的方法下文详细介绍。
77.应理解，本发明通过轮流出块机制，确保参与共识的节点轮流产生区块，避免某个节点垄断出块权益，提高区块链系统的公平性和稳定性。
78.进一步地，上述一种云原生区块链处理方法中，通过分片技术将区块链网络划分为多个子区块链包括如下方式之一：
79.子区块链划分规则公式、并行处理能力公式、交易处理速度公式和总交易吞吐量公式；
80.所述子区块链划分规则使用哈希函数和特定的分片算法实现，子区块链划分规则公式表示为：
81.subchainindex＝h(transactionhash)％numofsubchains；
82.其中，subchainindex表示交易所属的子区块链编号，numofsubchains表示总的子区块链数量，哈希函数h()用于将交易的哈希值映射到一个确定的区块链编号，transactionhash表示交易的哈希值；
83.并行处理能力公式是假设每个子区块链的并行处理能力相同，使用以下公式来表示整个区块链系统的并行处理能力：
84.totalparallelcapacity＝numofsubchains
×
subchaincapacity
85.其中，numofsubchains表示总的子区块链数量，subchaincapacity表示每个子区块链的处理能力，用交易的数量或交易处理速度来衡量；
86.交易处理速度公式是假设每个子区块链的交易处理速度相同，并且每个子区块链以块为单位进行交易处理，使用以下公式来表示每个子区块链的交易处理速度：
87.transactionspeed＝blocksize/blockinterval
88.其中，blocksize表示每个区块包含的交易数量，blockinterval表示每个区块生成的时间间隔；
89.总交易吞吐量公式是假设每个子区块链的交易吞吐量相同，使用以下公式来表示整个区块链系统的总交易吞吐量：
90.totalthroughput＝numofsubchains
×
subchainthroughput
91.其中，numofsubchains表示总的子区块链数量，subchainthroughput表示每个子区块链的交易吞吐量，用交易的数量或交易处理速度来衡量。
92.进一步地，上述一种云原生区块链处理方法中，经过优化的拜占庭容错算法还用于确定达成共识所需的总时间，包括：根据共识节点数n、容错节点数f、消息传递次数m、通信延迟l、新增节点e和节点信任度t确定达成共识所需的总时间。
93.具体的，本发明实施例中，信任度可以通过各种方式得出，例如节点的历史行为、声誉等。
94.进一步地，上述一种云原生区块链处理方法中，根据共识节点数n、故障节点数f、消息传递次数m、通信延迟l、新增节点e和节点信任度t确定达成共识所需的总时间t是通过如下公式确定的：
95.t＝m*(n-f+ef)*l(1-kt)
96.其中，k表示系数。
97.具体的，本发明实施例中，拜占庭容错算法要求区块链系统中有超过2f+1个正确的节点，共识节点数n》2f，为了满足区块链系统的稳定性，需要确保增加新节点后，区块链
系统的容错性不降低，也就是n+e》2(f+ef)，其中，ef表示可能出现的新的故障节点；
98.信任度t减少通信延迟；节点的平均信任度提高，通信延迟减少一定的比例，用一个系数k表示这个比例，通信延迟表示为l(1-kt)；
99.因此得到达成共识所需的总时间t＝m*(n-f+ef)*l(1-kt)。
100.应理解，达成共识所需的总时间不仅考虑了节点的信任度而且考虑了系统的容错性，可以有效防止恶意节点的影响，提高区块链系统的安全性，在节点数量变化的情况下，区块链系统仍然能保持稳定。
101.图2为本发明实施例提供的一种云原生区块链处理方法示意图二。
102.进一步地，上述一种云原生区块链处理方法中，选择验证节点包括s201至s204四个步骤：
103.s201：采用动态调整的方式，根据节点的计算能力、存储容量、带宽、网络延迟和负载情况，选择节点参与验证和共识过程。
104.具体的，本发明实施例中，为了确保网络中的节点具备足够的计算和存储资源，需要制定有效的节点选择策略，通过采用动态调整的方式，根据节点的计算能力、存储容量、带宽、网络延迟和负载情况，选择节点参与验证和共识过程。
105.s202：通过资源管理和调度机制，实现对节点资源的动态分配和优化。
106.具体的，本发明实施例中，通过监测和分析节点的资源使用情况，实现资源的弹性分配和调度，确保网络中的节点具备足够的计算和存储资源来处理高吞吐量的交易。
107.s203：节点间的通信和消息传递优化。
108.具体的，本发明实施例中，采用高效的通信协议和数据传输机制，如基于udp的快速传输，可以降低节点间的通信成本和延迟，提高交易处理的效率。
109.s204：验证节点的动态调整和扩展。
110.具体的，本发明实施例中，云凌容器云平台提供了灵活的节点管理和扩展机制，可以根据实际需求动态调整验证节点的数量和规模。
111.图3为本发明实施例提供的一种云原生区块链处理方法示意图三。
112.进一步地，上述一种云原生区块链处理方法中，投票从区块链网络中的节点选举出可信任的共识节点，包括s301至s303三个步骤：
113.s301：通过身份验证和信任机制，识别出具有良好声誉和高可靠性的节点，将具有良好声誉和高可靠性的节点纳入共识过程中。
114.具体的，本发明实施例中，识别出具有良好声誉和高可靠性的节点可以通过公钥基础设施pki和声誉系统实现。
115.s302：采用不同的投票协议和机制进行共识达成。
116.具体的，本发明实施例中，在云凌容器云平台中，可以采用不同的投票协议和机制来进行共识达成。常见的投票机制包括基于权益证明(pos)和拜占庭容错(bft)算法。这些机制通过节点的投票和选举过程，确定可信任的共识结果，并减少恶意节点或故障节点对共识结果的影响。
117.s303：进行投票结果的验证和确认。
118.具体的，本发明实施例中，为了确保投票结果的可靠性，需要进行投票结果的验证和确认。在云凌容器云平台中，可以通过数字签名和多重签名等技术，对投票结果进行验证
和确认，确保其来源可信和一致性。这样可以减少不诚实行为和作弊行为对共识结果的干扰。
119.图4为本发明实施例提供的一种云原生区块链处理方法示意图四。
120.进一步地，上述一种云原生区块链处理方法中，根据轮流出块的方式，确保参与共识的节点轮流产生区块，结合图4，包括s401至s403三个步骤：
121.s401：设计出块轮次和轮流机制。
122.具体的，本发明实施例中，出块轮次是节点按照一定规则轮流产生区块的顺序。轮流机制指定了在每个轮次中哪个节点有权产生区块。通过设计合理的轮次和轮流规则，确保每个节点都有机会参与出块，并避免单一节点垄断出块权益。
123.s402：对节点的轮次进行调度和同步。
124.具体的，本发明实施例中，在云凌容器云平台中，可以利用时钟同步和分布式调度算法，确保所有节点按照相同的轮次顺序进行出块。节点可以通过共享时钟和网络时间协议来实现时钟同步，并通过分布式调度算法来确定每个轮次中具体哪个节点有权出块。
125.s403：对轮流产生的区块进行验证和确认。
126.具体的，本发明实施例中，每个节点需要验证轮流产生的区块的合法性和一致性，以确保共识的正确性和区块链的安全性；通过使用数字签名和共识节点的多数确认等技术，可以确保轮流产生的区块被正确验证和确认。
127.图5为本发明实施例提供的一种云原生区块链处理装置示意图。
128.第二方面，本发明实施例还提供一种云原生区块链处理装置，应用于基于云凌容器云平台中，结合图5，包括：
129.划分模块501和分配模块502：用于根据分片技术将区块链网络划分为多个子区块链，按照特定的规则或者按照交易的特征将交易分配给不同的子区块链。
130.具体的，本发明实施例中，划分模块501根据分片技术将区块链网络划分为多个子区块链的方式包括：子区块链划分规则公式、并行处理能力公式、交易处理速度公式和总交易吞吐量公式，下文详细介绍。
131.应理解，本发明通过分配模块502将交易任务分配给多个子区块链，并行处理交易，大大提高了区块链系统的处理能力和吞吐量；通过划分子区块链，每个子区块链只处理一部分交易，有效解决了传统区块链在处理大量交易时的性能瓶颈和延迟问题。结合云凌容器云平台的弹性资源管理能力，根据实际需求动态调整子区块链的数量和规模，实现资源的灵活利用。
132.确定模块503：用于经过优化的拜占庭容错算法通过预准备、准备、提交阶段的消息交换，确定允许区块链系统中最多故障节点数f的数量。
133.具体的，本发明实施例中，拜占庭容错算法是一种针对分布式系统中存在故障节点或者恶意攻击的容错算法，用于在确保区块链系统在面对故障节点或者攻击时依然能够达成一致的共识；通过引入拜占庭容错算法，区块链系统能够实现更高的吞吐量、更快的交易确认速度、更好的容错性和更强的安全性。
134.选择模块504：用于选择验证节点。
135.具体的，本发明实施例中，选择模块504选择验证节点的方法上文已详细介绍。
136.应理解，本发明通过合理选择验证节点，确保区块链网络中的节点具备足够的计
算和存储资源，以支持高吞吐量的交易处理。
137.投票模块505：用于投票从区块链网络中的节点选举出可信任的共识节点。
138.具体的，本发明实施例中，投票模块505投票从区块链网络中的节点选举出可信任的共识节点的方法上文已详细介绍。
139.应理解，本发明通过引入投票机制进行共识达成，确保网络中的节点能够通过投票选举出可信任的共识结果，减少单个节点的影响力，提高区块链系统的去中心化程度。
140.产生区块模块506：用于根据轮流出块的方式，确保参与共识的节点轮流产生区块。
141.具体的，本发明实施例中，产生区块模块506根据轮流出块的方式，确保参与共识的节点轮流产生区块的方法上文详细介绍。
142.应理解，本发明通过轮流出块机制，确保参与共识的节点轮流产生区块，避免某个节点垄断出块权益，提高区块链系统的公平性和稳定性。
143.第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器；
144.所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行如上所述任一项一种云原生区块链处理方法。
145.第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行如上所述任一项一种云原生区块链处理方法。
146.图6是本公开实施例提供的一种电子设备的示意性框图。
147.如图6所示，电子设备包括：至少一个处理器601、至少一个存储器602和至少一个通信接口603。电子设备中的各个组件通过总线系统604耦合在一起。通信接口603，用于与外部设备之间的信息传输。可理解，总线系统604用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统604除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但为了清楚说明起见，在图6中将各种总线都标为总线系统604。
148.可以理解，本实施例中的存储器602可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。
149.在一些实施方式中，存储器602存储了如下的元素，可执行单元或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统和应用程序。
150.其中，操作系统，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序，包含各种应用程序，例如媒体播放器(media player)、浏览器(browser)等，用于实现各种应用业务。实现本发明实施例提供的一种云原生区块链处理方法中任一方法的程序可以包含在应用程序中。
151.在本发明实施例中，处理器601通过调用存储器602存储的程序或指令，具体的，可以是应用程序中存储的程序或指令，处理器601用于执行本发明实施例提供的一种云原生区块链处理方法各实施例的步骤。
152.根据分片技术将区块链网络划分为多个子区块链，按照特定的规则或者按照交易的特征将交易分配给不同的子区块链；
153.经过优化的拜占庭容错算法通过预准备、准备、提交阶段的消息交换，允许区块链系统中最多故障节点数f的数量；
154.选择验证节点；
155.投票从区块链网络中的节点选举出可信任的共识节点；
156.根据轮流出块的方式，确保参与共识的节点轮流产生区块。
157.本发明实施例提供的一种云原生区块链处理方法中任一方法可以应用于处理器601中，或者由处理器601实现。处理器601可以是一种集成电路芯片，具有信号能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器601中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述处理器601可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规器等。
158.本发明实施例提供的一种云原生区块链处理方法中任一方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器602，处理器601读取存储器602中的信息，结合其硬件完成一种云原生区块链处理方法的步骤。
159.本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。
160.本领域的技术人员能够理解，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
161.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种云原生区块链处理方法，应用于基于云凌容器云平台中，其特征在于，包括：根据分片技术将区块链网络划分为多个子区块链，按照特定的规则或者按照交易的特征将交易分配给不同的子区块链；经过优化的拜占庭容错算法通过预准备、准备、提交阶段的消息交换，确定允许区块链系统中最多故障节点数f的数量；选择验证节点；投票从区块链网络中的节点选举出可信任的共识节点；根据轮流出块的方式，确保参与共识的节点轮流产生区块。2.根据权利要求1所述的一种云原生区块链处理方法，其特征在于，所述通过分片技术将区块链网络划分为多个子区块链包括如下方式之一：子区块链划分规则公式、并行处理能力公式、交易处理速度公式和总交易吞吐量公式；所述子区块链划分规则使用哈希函数和特定的分片算法实现，子区块链划分规则公式表示为：subchainindex＝h(transactionhash)％numofsubchains；其中，subchainindex表示交易所属的子区块链编号，numofsubchains表示总的子区块链数量，哈希函数h()用于将交易的哈希值映射到一个确定的区块链编号，transactionhash表示交易的哈希值；所述并行处理能力公式是假设每个子区块链的并行处理能力相同，使用以下公式来表示整个区块链系统的并行处理能力：totalparallelcapacity＝numofsubchains
×
subchaincapacity；其中，numofsubchains表示总的子区块链数量，subchaincapacity表示每个子区块链的处理能力，用交易的数量或交易处理速度来衡量；所述交易处理速度公式是假设每个子区块链的交易处理速度相同，并且每个子区块链以块为单位进行交易处理，使用以下公式来表示每个子区块链的交易处理速度：transactionspeed＝blocksize/blockinterval其中，blocksize表示每个区块包含的交易数量，blockinterval表示每个区块生成的时间间隔；所述总交易吞吐量公式是假设每个子区块链的交易吞吐量相同，使用以下公式来表示整个区块链系统的总交易吞吐量：totalthroughput＝numofsubchains
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subchainthroughput其中，numofsubchains表示总的子区块链数量，subchainthroughput表示每个子区块链的交易吞吐量，用交易的数量或交易处理速度来衡量。3.根据权利要求1所述的一种云原生区块链处理方法，其特征在于，所述经过优化的拜占庭容错算法还用于确定达成共识所需的总时间，包括：根据共识节点数n、容错节点数f、消息传递次数m、通信延迟l、新增节点e和节点信任度t确定达成共识所需的总时间。4.根据权利要求3所述的一种云原生区块链处理方法，其特征在于，根据共识节点数n、故障节点数f、消息传递次数m、通信延迟l、新增节点e和节点信任度t确定达成共识所需的总时间t是通过如下公式确定的：t＝m*(n-f+ef)*l(1-kt)
其中，k表示系数。5.根据权利要求1所述的一种云原生区块链处理方法，其特征在于，所述选择验证节点包括：采用动态调整的方式，根据节点的计算能力、存储容量、带宽、网络延迟和负载情况，选择节点参与验证和共识过程；通过资源管理和调度机制，实现对节点资源的动态分配和优化；节点间的通信和消息传递优化；验证节点的动态调整和扩展。6.根据权利要求1所述的一种云原生区块链处理方法，其特征在于，所述投票从区块链网络中的节点选举出可信任的共识节点，包括：通过身份验证和信任机制，识别出具有良好声誉和高可靠性的节点，将具有良好声誉和高可靠性的节点纳入共识过程中；采用不同的投票协议和机制进行共识达成；进行投票结果的验证和确认。7.根据权利要求1所述的一种云原生区块链处理方法，其特征在于，所述根据轮流出块的方式，确保参与共识的节点轮流产生区块，包括：设计出块轮次和轮流机制；对节点的轮次进行调度和同步；对轮流产生的区块进行验证和确认。8.一种云原生区块链处理装置，应用于基于云凌容器云平台中，其特征在于，包括：划分模块和分配模块：用于根据分片技术将区块链网络划分为多个子区块链，按照特定的规则或者按照交易的特征将交易分配给不同的子区块链；确定模块：经过优化的拜占庭容错算法通过预准备、准备、提交阶段的消息交换，确定允许区块链系统中最多故障节点数f的数量；选择模块：用于选择验证节点；投票模块：用于投票从区块链网络中的节点选举出可信任的共识节点；产生区块模块：用于根据轮流出块的方式，确保参与共识的节点轮流产生区块。9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行如权利要求1至7任一项所述一种云原生区块链处理方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行如权利要求1至7任一项所述一种云原生区块链处理方法。

技术总结
本发明涉及一种云原生区块链处理方法、装置、设备和介质，该方法包括：根据分片技术将区块链网络划分为多个子区块链，按照特定的规则或者按照交易的特征将交易分配给不同的子区块链；经过优化的拜占庭容错算法通过预准备、准备、提交阶段的消息交换，确定允许区块链系统中最多故障节点数f的数量；选择验证节点；投票从区块链网络中的节点选举出可信任的共识节点；根据轮流出块的方式，确保参与共识的节点轮流产生区块。本发明通过将区块链网络划分为多个子区块链，使得每个子区块链可以处理一部分交易，提升了并行处理能力和吞吐量，利用优化的拜占庭容错算法降低了共识成本，通过节点选择、投票和轮流出块机制，实现了共识的快速达成。速达成。速达成。


技术研发人员：张磊 刘畅 陈兴斌 李春 刘变红 徐畅
受保护的技术使用者：中电信数智科技有限公司
技术研发日：2023.08.04
技术公布日：2023/10/15