河北大学田俊峰获国家专利权
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龙图腾网获悉河北大学申请的专利一种分片区块链状态分配方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120743549B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511211527.3,技术领域涉及:G06F9/50;该发明授权一种分片区块链状态分配方法是由田俊峰;田进;齐鎏岭;刘凡鸣设计研发完成,并于2025-08-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种分片区块链状态分配方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种分片区块链状态分配方法,包括如下步骤,S1.在区块链的重配置阶段获取分片区块链中的历史交易,并构建交易账户图;S2.根据交易账户图,确定优化问题函数;S3.建立LSTM模型;根据LSTM模型和历史交易,预测每个分片网络中活跃账户在下一时刻的状态;S4.根据LSTM模型的预测状态和优化问题函数,对账户进行全局分配;S5.对账户进行全局分配后,在该重配置阶段的下一纪元的重配置阶段之前实时获取跨分片交易,并确定每个账户的候选分片以及移动至候选分片的收益,确定需要迁移的账户以及其对应的迁移分片。本发明结合LSTM模型和PPO,在负载均衡的条件下对账户全局分配,在之后的区块链运行过程中,只对新提交交易中的账户迁移,降低了计算的复杂性。
本发明授权一种分片区块链状态分配方法在权利要求书中公布了:1.一种分片区块链状态分配方法,其特征在于,包括如下步骤: S1.在区块链的重配置阶段获取分片区块链中的历史交易,并构建交易账户图,所述交易账户图的顶点为账户地址,边为账户之间关系; S2.根据交易账户图中的交易数量和负载,确定优化问题函数; S3.建立LSTM模型;LSTM模型的输入为历史账户数量和历史交易账户图,根据LSTM模型和历史交易,预测每个分片网络中活跃账户在下一时刻的状态;所述状态包括活跃账户的跨分片交易数量,所述活跃账户为预设时间段内交易数量达到预设数量的账户;在预测账户的交易数量时,仅预测活跃账户与各个分片的交易数量,其余非活跃账户看作为一个整体,称为聚合账户,此类账户以整体的方式来预测其与各个分片之间的交易数量; S4.建立PPO模型,根据PPO模型、LSTM模型预测的状态和优化问题函数,对账户进行全局分配; S5.对账户进行全局分配后,在该重配置阶段的下一纪元的重配置阶段之前实时获取跨分片交易,确定跨分片交易中每个账户的候选分片;计算账户移动至候选分片时的收益,根据收益确定需要迁移的账户以及其对应的迁移分片; 步骤S4中对账户进行全局分配的具体方式为: 建立PPO模型,所述PPO模型包括状态空间、奖励函数和动作空间;将包含预测状态和历史交易数据的状态信息确定为状态空间St:;其中,为LSTM模型输出的账户的预测状态,包括活跃账户与各个分片的交易数量;为在时刻t获取的交易账户图,为时刻t统计的活跃账户集,为在时刻t未确认的交易数量;根据优化问题函数确定奖励函数rtst,at:,,其中,FX为优化问题函数;,其中,表示当前区块链的账户总数量;,其中,是分片的平均工作负载;将账户迁移到目标分片作为动作空间at:,其中,,其中,xi,k=1为账户ai分配到分片k,否则,xi,k=0;PPO智能体根据当前状态输出动作决策,通过状态转移函数模拟环境变化;在完成预设轮次的训练后,利用训练好的PPO模型,实现账户在分片间的全局分配; 步骤S5中确定需要迁移的账户以及其对应的迁移分片的具体方式为: S5a-1.将目标账户的所有跨分片交易中的关联账户所在分片作为候选分片,所述关联账户为与目标账户存在跨分片交易的账户; S5a-2.将候选分片中收益最大的分片作为目标分片,并将最大收益作为增量; 账户从源分片移动到其余分片的收益为: , 其中,为账户离开源分片s后源分片s中的跨分片交易数量,为账户加入候选分片t时候选分片t中的跨分片交易数量,为账户离开源分片s后源分片s中的工作负载,是账户加入候选分片t时候选分片t中的工作负载; S5a-3.将目标分片作为源分片,在其他候选分片中收益最大的分片作为新的目标分片,并将最大收益与增量相加,更新增量; S5a-4.循环执行步骤S5a-3,直至目标账户从源分片迁移到其他候选分片的收益均小于等于0时,且更新后的增量大于迁移阈值时,目标账户为需要迁移的账户;所有候选分片的收益均小于等于0时所对应的源分片为迁移分片。
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