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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种基于节点贡献值实现负载均衡的区块链分片方法，属于区块链分片技术领域，包括四个阶段，四个阶段构成一个共识周期，四个阶段分别为节点分配阶段，账户分配阶段，交易处理阶段和数据更新阶段。本发明采用上述的一种基于节点贡献值实现负载均衡的区块链分片方法，兼顾安全和性能的区块链分片协议，针对分片性能的不同实现了分片负载差异化，实现了真正的负载合理分配，为增强区块链系统的广泛应用奠定了坚实基础。

主权项：1.一种基于节点贡献值实现负载均衡的区块链分片方法，其特征在于，包括四个阶段，四个阶段构成一个共识周期，四个阶段分别为节点分配阶段，账户分配阶段，交易处理阶段和数据更新阶段；节点分配阶段是指参与到区块链的节点经过求解PoW答案后确定节点的身份，首先随机选取一部分节点作为分配节点，剩余节点作为工作节点，其次根据安全贡献值确定工作节点所属工作分片，其中分配节点所属分片为分配委员会，工作节点所属分片为工作分片；具体步骤如下：SA1、从分配链的数据更新块中获取节点贡献值、交易数据和交易加权系数；SA2、分配委员会leader根据节点安全贡献值分为四个等级，将个工作节点按照安全贡献值进行从大到小排序，得到工作节点的排名，根据下面公式得到工作节点的等级： ；SA3、将每个等级中的工作节点按照安全贡献值依次分配到个工作分片中，根据下面公式得到节点的所属工作分片， ；SA4、通过PBFT在分配委员会中对分配结果进行共识，分配委员会中通过PBFT共识算法将工作节点分配结果在委员会内部进行投票；SA5、判断是否达成共识，如果达成共识，执行SA6；如果没有达成共识，执行SA7；SA6、广播工作节点分配结果；SA7、更换分配委员会leader，更换分配委员会leader后执行SA1；账户分配阶段是指分配委员会根据上一个共识周期的账户交易数据和本共识周期的工作节点的性能贡献值将账户分配给各个工作分片；具体步骤如下：SB1、根据节点性能贡献值计算工作分片的性能预测值，工作分片的性能预测值由本工作分片的所有工作节点的性能贡献值累加得到；SB2、根据账户交易数据构建账户交易图，账户交易数据包含上一个共识周期中各个账户之间交易的总次数，根据该交易数据构建账户交易图，结点为账户，边代表上个共识周期中进行了交易，边的权重代表交易次数；SB3、将账户随机分配到各个工作分片；SB4、针对每个账户计算移动其到邻居账户所在工作分片的值，并移动该账户到值最大且对应的工作分片，其中代表每个工作分片的预测交易处理时间，表示如下： ；其中表示工作分片内的交易数，为跨分片交易数，为交易加权系数，为工作分片的性能预测值，在节点分配阶段已经从分配链中获得，在此基础上，账户从工作分片移动到工作分片的可以表示如下： ；其中当账户所在工作分片只有一个账户时，，否则，为该账户移动后工作分片和工作分片的预测交易处理时间；SB5、判断是否有账户改变所属工作分片，如果有账户改变所属工作分片，那么执行SB4；否则，执行SB6；SB6、广播账户分配结果并构建账户分配块，将账户分配结果即账户-分片映射表写进区块在委员会内部进行PBFT共识，达到共识后向工作节点广播账户分配结果，并将该区块即账户分配块添加到分配链中；交易处理阶段是指各个工作分片处理属于本工作分片的账户的交易，并打包成块提交到本工作分片所属的交易链；数据更新阶段是指分配委员会根据工作分片提交的贡献值报告来对节点贡献值进行更新，并根据工作分片提交的交易区块保存账户交易数据。

全文数据：

权利要求：

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