一种基于主从模式的分片区块链矩阵框架

摘要

在基于以太坊区块链的改进路线中，分片概念的提出提升了交易每秒事务处理量、优化了以太坊的架构，但传统分片结构仍未能解决交易节点拥堵/可拓展性低/跨片交易缓慢等问题，这大大地限制了分片架构的优势体现.本文提出一种基于主从模式的分片区块链矩阵框架，保留原以太坊主链及信标链的共识认证/验证者管理功能，将原来分片链的数据处理功能纵向和横向解耦划分给不同的master/slave链来执行，master/slave链通过State Channel状态通道方法与分片链进行纵向链接，横向平行的master/slave链间的跨分片交易则通过哈希时间锁的方式在限定时间内完成，通过在现有分片架构上实现横向与纵向的结构分层形成矩阵，以此来优化大量存在的片内/跨片数据交易.仿真实验表明，对比现有分片结构，改进的主从模式分片区块链矩阵的TPS表现1.67倍优于现有架构，交易时延可低至20 ms，交易失败率可低至1%.

关键词

区块链 / 分片 / master/slave / 状态通道 / 哈希时间锁