一种用于区块链的节点扩充方法与流程

本发明涉及区块链，特别涉及一种用于区块链的节点扩充方法。

背景技术：

1、近年来，我国已基本形成适宜区块链技术发展的环境与土壤，区块链技术应用创新落地提速，并逐步在数字经济蓬勃发展的背景下释放生产力；另一方面，区块链产业化进程纵深化发展加速，在政策环境、技术研发、应用创新、产业生态等方向取得关键性进展。

2、而在实际应用中，由于所需处理数据量大，区块链业务对计算资源与存储资源需求多变，区块链节点在计算与存储资源可能面临瓶颈。

3、因此，本发明提供一种用于区块链的节点扩充方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于区块链的节点扩充方法，用以通过在区块链网络结构中构建节点集合，选定代表节点；构建状态评估模型预测区块链中各个节点计算待处理数据的状态数据；基于状态数据利用代表节点实现节点预扩充；评估扩充效果并修正得到最终节点扩充方案，满足了区块链业务对计算资源与存储资源需求多变性的同时保证数据处理效率。

2、本发明提供一种用于区块链的节点扩充方法，包括：

3、步骤1：部署区块链网络结构，并在所述区块链网络结构中构建节点集合，以及从所述节点集合中选定代表节点；

4、步骤2：获取历史处理数据，并将所述代表节点与区块链网络结构进行数据交换，从而获取各节点的历史状态数据；

5、步骤3：基于历史状态数据构建状态评估模型对待处理数据状态预测，根据状态预测结果进行节点预扩充，得到预扩充结果；

6、步骤4：对所述预扩充结果进行效果评估与修正，得到节点扩充方案。

7、优选的，部署区块链网络结构，并在所述区块链网络结构中构建节点集合，以及从所述节点集合中选定代表节点，包括：

8、基于数据处理需求，确定区块链平台与区块链网络的拓扑结构；

9、利用所述区块链平台对应匹配的搭建方法搭建区块链节点后，初始化区块链网络参数；

10、通过所述区块链平台相应的编程语言和开发工具开发智能合约以及部署应用程序，完成区块链网络结构的部署；

11、按照预置划分规则将所述区块链网络结构中所有节点进行划分，得到若干节点集合；

12、计算节点集合中每一个节点与其余所有节点的间距平均值，并选取间距平均值最小的对应节点作为代表节点。

13、优选的，所述预置划分规则包括有初划分规则与再划分规则，其中初划分规则指的是将同一组织或同一单位的对应节点划分为节点集合，再划分规则指的是将剩余节点中节点间距不大于预设间距阈值的节点划分至同一节点集合。

14、优选的，获取历史处理数据，并将所述代表节点与区块链网络结构进行数据交换，从而获取各节点的历史状态数据，包括：

15、从云服务器中提取预设量的历史处理数据，并通过外部区块链结构与代表节点通讯连接，将该历史处理数据传送至代表节点；

16、所述代表节点根据对应节点集合内各个节点的计算资源进行计算任务初划分，得到初划分结果；

17、根据各个节点的当前计算资源使用状态对各节点的计算任务初划分结果进行动态调整，并实时采集各个节点的历史状态数据。

18、优选的，基于历史状态数据构建状态评估模型对待处理数据状态预测，根据状态预测结果进行节点预扩充，得到预扩充结果，包括：

19、对历史状态数据进行处理，得到历史状态数据特征；

20、通过所述历史状态数据特征对注意力机制的深度学习网络算法进行模型训练，得到状态评估模型；

21、将待处理数据输入所述状态评估模型中，得到各节点处理所述待处理数据的状态预测数据；

22、利用所述状态预测数据，确定对应节点集合的综合预测使用状态值；

23、初始化扩充队列，并将综合预测使用状态值不小于预设状态阈值的节点集合作为可扩充集合，按照综合预测使用状态值从大到小顺序加入初扩充队列，并作为预扩充结果输出。

24、优选的，对历史状态数据进行处理，得到历史状态数据特征，包括：

25、对历史状态数据进行标记，生成带有状态数据标签的预处理数据；

26、利用高斯噪声技术对预处理数据进行数据扩充并进行数据归一化处理，得到目标数据；

27、计算所述目标数据中任意两个数据之间的相似度条件概率，得到第一条件概率与第二条件概率；

28、利用所述第一条件概率与第二条件概率计算所述目标数据的特征数据，进而得到所述历史状态数据的历史状态数据特征。

29、优选的，利用所述状态预测数据，确定对应节点集合的综合预测使用状态值，包括：

30、获取各节点的第一计算资源使用成本，以及第一通信使用成本；

31、其中，第一计算资源使用成本的计算公式如下所示：

32、;式中，表示为第j个节点的第一计算资源使用成本；表示为第j个节点的cpu核使用费用；a表示为cpu核的个数；表示为第j个节点的gb内存使用费用；b表示为gb内存的个数；表示为第j个节点的gb磁盘使用费用；c表示为gb磁盘的个数；表示为第j个节点的gmb通信带宽使用费用；d表示为gmb通信带宽的个数；表示为运行时间；

33、其中，第一通信使用成本的计算公式如下所示：

34、;式中，表示为第j个节点的第一通信使用成本；表示为第j个节点与代表节点i的连接边；表示为节点集合结构图；表示为边的权重值；

35、结合所述各节点的第一计算资源使用成本、第一通信使用成本，计算节点集合的综合预测使用状态值，其公式如下所示：

36、式中，表示为节点集合的综合计算资源使用成本；m表示为节点集合中的节点总个数；表示为第j个节点的第一计算资源使用成本，且；表示为节点集合的综合通信使用成本；表示为第j个节点的第一通信使用成本，且；表示为节点集合的综合使用成本对使用状态的影响权重；表示为节点集合中各个节点运作时产生的功耗与总功耗的平均差值；表示为节点性能对使用状态的影响权重。

37、优选的，对所述预扩充结果进行效果评估与修正，得到节点扩充方案，包括：

38、基于可扩充集合的综合预测使用状态值，结合待处理数据获取每个可扩充集合的节点扩充个数；

39、利用可扩充集合中的代表节点按照节点扩充个数进行扩充后，得到新扩充集合；

40、利用所述代表节点根据对应新扩充集合内各个节点的计算资源进行计算任务划分与动态调整后，实时获取各个节点的当前状态数据；

41、通过各个节点的当前状态数据，结合状态评估模型，确定对应新扩充集合的新综合预测使用状态值；

42、若存在新综合预测使用状态值不小于预设状态阈值的新扩充集合，则将综合预测使用状态值小于预设状态阈值，且大于预设低状态阈值的节点集合作为再扩充集合，按照综合预测使用状态值从大到小顺序加入再扩充队列；

43、将所述初扩充队列与再扩充队列相结合得到节点扩充方案。

44、与现有技术相比，本技术的有益效果如下：

45、通过在区块链网络结构中构建节点集合，选定代表节点；构建状态评估模型预测区块链中各个节点计算待处理数据的状态数据；基于状态数据利用代表节点实现节点预扩充；评估扩充效果并修正得到最终节点扩充方案，满足了区块链业务对计算资源与存储资源需求多变性的同时保证数据处理效率。

46、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

47、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。