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申请/专利权人：武汉大学

摘要：本发明公开了一种可变难度的无冗余平行区块链系统及方法，系统包括架构模块、平行采矿模块、难度调控模块以及全局序列化模块；架构模块用于为平行区块链系统提供整体架构，涵盖区块链必要分层；平行采矿模块用于并发产生区块构建平行模式区块链，包括收集预备信息构建全区块和进行工作量哈希并填充区块体产生新区块；难度调控模块用于多变的采矿能力场景下，兼容平行出块同时进行难度调控；全局序列化模块，用于为平行区块链系统对需要全局账本的场景中进行区块确认、存在性验证并序列化为有效账本。本发明解决可扩展性差的问题，处理交易容冗余问题，提出难度值调控方法，设计高效序列化机制，对于区块链协议不断发展适应更多需求很有意义。

主权项：1.一种可变难度的无冗余平行区块链系统，其特征在于：包括架构模块、平行采矿模块、难度调控模块以及全局序列化模块；所述架构模块，用于为平行区块链系统提供整体架构，涵盖区块链各分层，包括应用层、协议层、数据层、共识层和网络层；所述平行采矿模块，设置在所述数据层和共识层中，用于并发产生区块构建平行模式区块链，包括收集预备信息构建全区块和进行工作量哈希并填充区块体产生新区块；所述全区块，包含所有的平行分支的信息以及所有类型的交易信息，在工作量哈希之后，依据平行采矿原则保留有效信息并给出相关证明得到新区块；所述数据层中的数据库存储交易、区块的信息，其中交易采用改进的稀疏默克尔树结构整合，多分支的区块采取传统默克尔树结构整合；所述改进的稀疏默克尔树结构，是一种嵌套的默克尔树结构，存在ω和ωi为根的两层默克尔树；若存在2类交易，其中交易0和交易1为第一类交易，交易2和交易3为第2类交易；则稀疏默克尔树将第一类所有交易作为叶子进行传统的默克尔树整合得到根ω0，同理第二类交易得到根ω1，完成下层树构建；然后，将每一类交易的第一个交易的哈希值，与每一类交易的默克尔根作为叶子节点，再次进行传统默克尔整合，最终得到稀疏默克尔树根ω；所述难度调控模块，设置在共识层，用于多变的采矿能力场景下，兼容平行出块同时进行难度调控；其中，选择平行链ID为0的chain0作为轴心链，其难度值变化采用比特币难度值调控算法；其余链实例难度值变化跟随链chain0；非轴心链在元信息收集时，选择轴心链的最新区块作为难度参考双亲pivotParent；轴心链上pivotParent的下一个区块的难度值将作为引用该区块的非轴心链区块的难度值，计算依据过去的区块间隔采用比特币难度值调控算法；其中，pivotParent的选取必须是难度非递减的；选定难度值并完成区块生成之后，如果出现分歧，即同一个采矿周期同一个链实例出现多个区块待选取，采用最重链原则，即选取难度值较大的区块保留；所述全局序列化模块，设置在共识层和网络层中，用于为平行区块链系统对需要全局账本的场景中进行区块确认、存在性验证并序列化为有效账本。

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