一种区块链性能定量分析方法和系统、设备及存储介质与流程

本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种区块链性能定量分析方法和系统、设备及存储介质。

背景技术：

由于区块链去中心化的特性，没有固定的网络拓扑可供事先定量描述，导致区块传播过程中的性能监控变得比较困难，对于性能问题的定位和持续改进也变得比较麻烦。为解决区块链性能度量问题，提出了一些测试性能的技术方案，如中国专利申请，公开号：cn108763058a，公开日：2018年11月6日；公开了一种区块链测评系统；中国发明专利，公开号：cn106598824b，公开日：2018年11月20日；公开了区块链的性能分析方法及装置；以上技术方案均对性能进行定性的分析和测试，并未涉及到定量的描述。

中国发明专利申请,申请公布号cn109981416a；申请公布日2019.07.05；公开了一种区块链性能检测方法与系统；通过监测日志变化情况,提取日志变化数据,计算区块链相关性能指标数据,该技术方案在各记账节点上布置一个节点分析器,节点分析器对节点上地日志信息进行清洗、分析，得到节点源数据，云端数据收集计算服务器收集各节点的源数据计算出各个记账节点的性能评估指标，但无法获知区块链网络整体结构性能指标。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

为了克服上述技术问题，本发明基于此，本发明提出了一种区块链性能定量分析方法和系统、设备及存储介质，可以对区块传播总占用带宽，总传输时间，和传输拓扑结构进行精准定量获取。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种区块广播方法，包括：接收第一节点发来的第一区块信息，缓存第一区块信息接收时间，第一区块信息大小,第一区块哈希值，第一节点的ip及端口和本节点的ip及端口作为本节点的第一附加信息；将第一区块信息广播到其他节点，各节点接收到各区块信息后，均重复上述步骤；所述第一附加信息包括第一区块信息接收时间，第一区块信息大小，发送第一区块信息的节点的ip及端口，以及接收第一区块信息的节点的ip及端口。

一种区块链性能定量分析方法，根据以上所述的一种区块广播方法，包括：任选一个节点针对第一区块分析；保存所述节点缓存的第一附加信息到接收信息列表中；根据第一附加信息中发送第一区块信息的节点的ip及端口，访问发送第一区块信息的节点，保存发送第一区块信息的节点缓存的第一附加信息到接收信息列表中，重复上述步骤；根据接收信息列表内容计算区块链性能指标。

进一步地改进是，将接收信息列表中记录的最迟的第一区块信息接收时间，减去最早的第一区块信息接收时间，得到第一区块的传播到达时间。

进一步地改进是，将接收信息列表中记录的所有第一区块信息大小相加，得到第一区块传播占用的带宽。

进一步地改进是，将接收信息列表中接收第一区块信息的节点建立节点对，统计所述节点对的数量，得到第一区块的传播路径和传播次数。

进一步地改进是，所述接收信息列表中的发送第一区块信息的节点的ip及端口，以及接收第一区块信息的节点的ip及端口组合形成源节点列表，若第一附加信息中的发送第一区块信息的节点的ip及端口存在于源节点列表中，则忽略；若第一附加信息中的发送第一区块信息的节点的ip及端口不存在于源节点列表中，则访问发送第一区块信息的节点，保存发送第一区块信息的节点缓存的第一附加信息到接收信息列表中。

一种区块链性能定量分析系统，包括：分析选择模块，用于任选一个节点针对第一区块分析；接收信息列表模块，用于保存根据区块分析选择模块选择的节点缓存的第一附加信息到接收信息列表中；根据第一附加信息中发送第一区块信息的节点的ip及端口，访问发送第一区块信息的节点，保存发送第一区块信息的节点缓存的第一附加信息到接收信息列表中；性能分析模块，根据接收信息列表内容计算区块链性能指标。

进一步地改进是，还包括：源节点列表模块和节点判断模块，所述源节点列表模块，用于将所述接收信息列表中的发送第一区块信息的节点的ip及端口，以及接收第一区块信息的节点的ip及端口组合形成源节点列表；所述节点判断模块，用于判断第一附加信息中的发送第一区块信息的节点的ip及端口是否存在于源节点列表中；若第一附加信息中的发送第一区块信息的节点的ip及端口存在于源节点列表中，则忽略；若第一附加信息中的发送第一区块信息的节点的ip及端口不存在于源节点列表中，则接收信息列表模块访问发送第一区块信息的节点，保存发送第一区块信息的节点缓存的第一附加信息到接收信息列表中。

一种设备，所述设备包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如以上所述的方法。

一种存储有计算机程序的存储介质，该程序被处理器执行时实现如以上任一项所述的方法。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

通过在每一个节点上的第一附加信息(区块信息接收时间，区块大小，接收区块信息节点的ip及端口，区块哈希值和发送区块信息节点的ip及端口)，并根据发送区块信息节点的ip及端口逐级搜索节点，获取每一个节点上保存的第一附加信息，汇总分析第一附加信息，得出整个区块链网络区块性能数据。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的一种区块广播方法的流程图。

图2为本发明一实施例提供的一种区块链性能定量分析方法的流程图。

图3为本发明一实施例提供的一种区块链性能定量分析系统的结构示意图。

图4为本发明的一种设备结构示意图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

一种区块广播方法，如图1所示，包括：

s101、接收第一节点发来的第一区块信息；

s102、缓存第一区块信息接收时间，第一区块信息大小,第一区块哈希值，第一节点的ip及端口和本节点的ip及端口作为本节点的第一附加信息；

s103、将第一区块信息广播到其他节点；

s104、各节点接收到各区块信息后，均重复步骤s101、s102和s103；所述第一附加信息包括第一区块信息接收时间，第一区块信息大小，发送第一区块信息的节点的ip及端口，以及接收第一区块信息的节点的ip及端口。

节点n1接收到节点n0发送来的高度为3465的区块信息，缓存节点n1接收到高度为3465的区块信息接收时间t1,高度为3465的区块信息大小，高度为3465的区块信息哈希值，节点n1的ip及端口和节点n0的ip及端口；以上信息作为节点n1的第一附加信息；节点n1将高度为3465的区块信息广播到其他节点；其他节点，如节点n3、n5收到高度为3465的区块信息后，重复上述步骤。

实施例2

一种区块链性能定量分析方法，根据实施例1所述的一种区块广播方法，如图2所示，包括：

s201、任选一个节点针对第一区块分析；

s202、保存所述节点缓存的第一附加信息到接收信息列表中；

s203、根据第一附加信息中发送第一区块信息的节点的ip及端口，访问发送第一区块信息的节点；

s204、保存发送第一区块信息的节点缓存的第一附加信息到接收信息列表中；

s205、重复步骤s203和s204；

s206、根据接收信息列表内容计算区块链性能指标。

所述区块链性能指标包括第一区块的传播到达时间，第一区块传播占用的带宽,第一区块的传播路径和传播次数。

将接收信息列表中记录的最迟的第一区块信息接收时间t2，减去最早的第一区块信息接收时间t0，得到第一区块的传播到达时间t，t＝t2-t1。

将接收信息列表中记录的所有第一区块信息大小相加，得到第一区块传播占用的带宽。

将接收信息列表中接收第一区块信息的节点建立节点对，统计所述节点对的数量，得到第一区块的传播路径和传播次数。

所述接收信息列表中的发送第一区块信息的节点的ip及端口，以及接收第一区块信息的节点的ip及端口组合形成源节点列表，若第一附加信息中的发送第一区块信息的节点的ip及端口存在于源节点列表中，则忽略；若第一附加信息中的发送第一区块信息的节点的ip及端口不存在于源节点列表中，则访问发送第一区块信息的节点，保存发送第一区块信息的节点缓存的第一附加信息到接收信息列表中。通过源节点列表可以复原第一区块传播的动态过程，及网络拓扑结构图，方便掌握第一区块传播时，区块链网络性能情况。

实施例3

一种区块链性能定量分析系统，如图3所示，包括：分析选择模块，用于任选一个节点针对第一区块分析；接收信息列表模块，用于保存根据区块分析选择模块选择的节点缓存的第一附加信息到接收信息列表中；根据第一附加信息中发送第一区块信息的节点的ip及端口，访问发送第一区块信息的节点，保存发送第一区块信息的节点缓存的第一附加信息到接收信息列表中；性能分析模块，根据接收信息列表内容计算区块链性能指标，根据实施例2所述方法计算第一区块的传播到达时间，第一区块传播占用的带宽，第一区块的传播路径和传播次数。

如图3所示，还包括源节点列表模块和节点判断模块，所述源节点列表模块，用于将所述接收信息列表中的发送第一区块信息的节点的ip及端口，以及接收第一区块信息的节点的ip及端口组合形成源节点列表；所述节点判断模块，用于判断第一附加信息中的发送第一区块信息的节点的ip及端口是否存在于源节点列表中；若第一附加信息中的发送第一区块信息的节点的ip及端口存在于源节点列表中，则忽略；若第一附加信息中的发送第一区块信息的节点的ip及端口不存在于源节点列表中，则接收信息列表模块访问发送第一区块信息的节点，保存发送第一区块信息的节点缓存的第一附加信息到接收信息列表中。

所述系统可以以去中心化智能合约的形式存在于区块链网络系统中，也可以以中心化形式存在，用于分析区块链网络传播指定区块信息的性能指标。

实施例4

一种设备，所述设备包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如以上所述的方法。

一种存储有计算机程序的存储介质，该程序被处理器执行时实现如以上实施例1所述的方法。

图4为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。

如图4所示，作为另一方面，本申请还提供了一种设备500，包括一个或多个中央处理单元(cpu)501，其可以根据存储在只读存储器(rom)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(ram)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram503中，还存储有设备500操作所需的各种程序和数据。cpu501、rom502以及ram503通过总线504彼此相连。输入/输出(i/o)接口505也连接至总线504。

以下部件连接至i/o接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至i/o接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。

特别地，根据本申请公开的实施例，上述任一实施例描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行上述任一实施例描述的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。

作为又一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例的装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，该程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的方法。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这根据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，各所述单元可以是设置在计算机或移动智能设备中的软件程序，也可以是单独配置的硬件装置。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离本申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。