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申请/专利权人：南京邮电大学;江苏拓邮信息智能技术研究院有限公司

摘要：本发明公开了一种面向点对点能源交易的区块链自适应分片方法，属于区块链技术领域；方法为：建立点对点能源交易区块链分片系统场景；采用吞吐量来评估分片区块链的可扩展性，吞吐量定义为单位时间内链上的最大验证交易数量；基于共识协议，建立分片优化问题模型；基于强化学习Multi‑D3QN算法求解分片优化问题，实现系统在满足安全性和延迟下的最大吞吐量。本发明通过使用自适应分片技术，采用不同的共识协议，准确划分影响系统吞吐量的因素；同时，基于强化学习的Multi‑D3QN算法联合解决链上参数和分片策略问题，实现分片策略的不断优化，提高交易系统吞吐量和安全性，有效提高参与能源交易用户的满意度。

主权项：1.一种面向点对点能源交易的区块链自适应分片方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤S1：建立点对点能源交易区块链分片系统场景；建立点对点能源交易区块链分片系统场景，具体为：点对点能源交易区块链分片系统包括风电用户、新能源汽车用户、光伏用户以及风光电混合用户；点对点能源交易区块链分片系统内的节点总数为N，每个节点之间存在电力交易；通过点对点能源交易区块链分片系统将N个节点划分为k个分片，其中每个节点具备计算能力Ci，节点i和节点j之间的传输速率为Ri,j；步骤S2：根据吞吐量来评估分片区块链的可扩展性，吞吐量定义为单位时间内链上的最大验证交易数量；所述点对点能源交易区块链分片系统以并行方式产生区块，点对点能源交易区块链分片系统的吞吐量与分片数量相关；吞吐量定义为EBS,K,Tl，吞吐量的表达式为： 其中，λ为平均交易大小；Tl为出块间隔；块大小和出块间隔是影响吞吐量的两个重要指标；K为分片数目；BS为区块大小；考虑跨分片数量的影响，假设分片中的跨分片交易的概率为dk，对吞吐量的表达式进行变换： 步骤S3：基于共识协议，建立分片优化问题模型；在每个分片内采用PBFT共识协议，在不同分片之间采用异步PBFT协议，分片间的跨分片交易由领导节点负责中继；建立分片优化问题模型为：maxEBS，K，Tl；s.t.3f+1≤Nk；TL≤Tl；其中，Nk为分片内节点数，TL为总共识延迟，Tl为出块间隔；步骤S4：基于强化学习Multi-D3QN算法求解分片优化问题，实现系统在满足安全性和延迟下的最大吞吐量；基于强化学习Multi-D3QN算法求解分片优化问题，具体为：步骤S4-1：初始化经验池最大容量D0、D1，初始化智能体agent0和智能体agent1的网络参数；网络参数包括网络更新频率，采样批次大小，折扣因子；步骤S4-2：初始化环境状态St＝C，R，Tr，H，其中，C表示所有节点的计算能力的集合，R表示为所有节点的传输能力的集合，Tr表示为节点之间的交易关系，H为表示节点的诚实或恶意，H＝0或1；步骤S4-3：智能体agent0根据当前动作状态，采用ε-greedy策略选择动作，减少探索率ε0；步骤S4-4：智能体agent0将执行动作反馈给智能体agent1，智能体agent1根据状态采用ε-greedy策略选择动作，将节点加入到分片中；步骤S4-5：判断所有节点是否加入分片中，如果是，执行步骤S4-6；如果否，执行步骤步骤S4-4；步骤S4-6：计算分片系统的吞吐量并将吞吐量作为奖励值，并进行存储；奖励值将经验元组存储到经验元组D1，将经验元组存储到经验元组D0；步骤S4-7：从经验元组D1和经验元组D0中随机采样，计算智能体agent0和智能体agent1的损失值并联合更新智能体agent0和智能体agent1的网络参数；步骤S4-8：判断是否达到最大回合数，如果是，结束；如果否，执行步骤步骤S4-2。

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