BOE（Blockchain Offload Engine）系统是区块链卸载引擎的缩写，利用硬件FPGA的并发处理能力对区块链节点上的交易、区块等处理过程进行加速。共识算法也与BOE的伪随机序列深度结合，以保证网络内节点能够快速、稳定、安全的运行。下面分别从交易验签和伪随机序列两个方面详细介绍BOE的工作流程。

1 交易验签

在HPB中，从整体上看交易的处理流程有下面几步：

• 从客户端收到交易数据

• 由BOE恢复公钥，得到发送者的公钥

• 根据公钥计算发送者的账户地址

• 根据账户余额和Nonce验证交易的合法性

• 交易合法则放入交易池等待打包入块

• 入块后交易完成

  

​ 图1 交易流程图

其中第二步恢复公钥为BOE的主要工作，恢复公钥的主要流程：

• 主程序将交易数据打包成网络包
• BOE从网卡接收数据
• 协议模块进行协议解析
• 根据运算类型放入对应的任务队列
• 任务调度模块将任务从队列中放到 ECC运算模块
• 重组数据包，将结果发给网卡
• 主程序接收到BOE返回的数据，解析后得到公钥

​ 图2 BOE框图

2 共识算法随机序列

HPB的共识算法(Prometheus)与BOE的结合之处在于每一次的出块节点是通过BOE产生的伪随机序列来指定的.

其主要过程如下：

• 各节点准备生成区块
• 从前一个块头中获取Hash序列
• 根据当前的Hash送给BOE计算得到NewHash
• 根据NewHash与当前快照中的节点总数取余，得到本轮次的出块节点索引
• 如果本节点并不是上面计算得到的出块节点，那么将延时一段时间
• 如果本节点是上面计算得到的出块节点，那么马上生成区块并广播出去
• 其他节点同步到区块后，重复执行步骤 2-4 验证该区块的生成者是否为选出的出块节点

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​ 图3 BOE出块流程

其中计算随机数是BOE的主要工作，计算随机数的主要流程：

• 主程序从块头中获取当前的序列Hash，组成网络包发给BOE
• BOE从网卡接收数据
• 协议模块进行协议解析
• 根据运算类型放入对应的任务队列
• 任务调度模块将任务从队列中放到 随机序列运算模块
• 重组数据包，将结果发给网卡
• 主程序接收到BOE返回的数据，解析后得到NewHash

​ 图4 BOE工作框图