CN107742210A - 一种不同区块链间的跨链转账系统和方法 - Google Patents

一种不同区块链间的跨链转账系统和方法 Download PDF

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CN107742210A CN201710950842.7A CN201710950842A CN107742210A CN 107742210 A CN107742210 A CN 107742210A CN 201710950842 A CN201710950842 A CN 201710950842A CN 107742210 A CN107742210 A CN 107742210A
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Abstract

本发明公开了一种不同区块链间的跨链转账系统和方法,所述方法包括:接收第一交易请求,其中,所述第一交易请求中请求将第一平行链中的第一代币转账到第二平行链;在订单表中查找与所述第一交易请求相符的至少一个订单,根据所述至少一个订单生成订单组合并冻结所述订单组合中的订单;生成包括所述订单组合的第二交易请求,通过互联链向所述第一平行链发布所述第二交易请求;接收第三交易请求,其中,所述第三交易请求是根据所述第二交易请求在所述第一平行链中的执行结果生成的;在所述第三交易请求通过验证时,确认所述第一交易请求和所述订单组合中的订单完成,记录全部交易记录。本发明具备良好的可扩展性,在转账的过程中能够保证原子性。

Description

一种不同区块链间的跨链转账系统和方法
技术领域
本发明涉及区块链技术领域,尤其涉及一种不同区块链间的跨链转账系统和方法。
背景技术
随着区块链技术及应用的快速发展,当前已经出现了各种各样的相互独立的区块链,而实现跨区块链的交易已经成为当今区块链应用的迫切需求。例如,当前最普遍的需求是跨区块链的货币交易,即由一条区块链向另一条区块链执行虚拟货币的转账,从而实现各区块链间的价值流通。
针对跨链转账的需求,工业界和学术界提出了一些初步的解决方案。
BTCRelay和BTC-Market实现了一对一的跨链转账。在这一方案中,部署在以太坊上的智能合约能够接收比特币的区块头和SPV(Simplified Payment Verification)验证信息,从而能够验证比特币上发生的交易。但是,当涉及多条链之间的转账时,此类一对一方案将导致严重的扩展性问题。这是因为,部署在其中一条区块链上的智能合约需要有能力验证所有其他区块链的交易,这显然是难以做到的。此外,每一个运行智能合约的节点需要存储其他所有区块链的区块头,从而给节点造成存储上的负担。
Interledger是Ripple公司提出的跨链转账系统和方法。在这一方案中,资金的发送方需要寻找到一组合适的连接者,从而组成一条通往接收方的路径。资金将以接力的方式,通过连接者,从发送方转移到接收方。在接收方签发了有效的接收证明后,连接者和接收方都能拿到属于自己的资金。该方案的不足之处在于,发送方在转移资金之前,必须找到一组合适的连接者。一旦没有此类连接者,转账将无法进行。此外,在转账过程中,接收方必须全程在线,以便及时签发接收证明。一旦在规定的时间之内未签发接收证明,转账交易就会被撤销。
Cosmos是新近提出的一种跨链转账系统和方法。在Cosmos中,一个被称作“Hub”的区块链管理其他众多被称作“Zone”的区块链。Hub和Zone均使用被称作“Tendermint”的共识机制。每个Zone的区块头均被提交至Hub,所以,Hub能够维护每个Zone的实时状态。当源Zone上的某个账户向目的Zone的某个账户转账时,来自源Zone的交易和相关验证信息,将被打包发送至Hub。随后,Hub再将数据包发送至目的Zone。但是,在Cosmos中,Hub和Zone均需要使用Tendermint共识,如果某条区块链不采用Tendermint共识,必须借助一个桥接Zone,才能够成接入Cosmos。这无疑限制了系统的可扩展性。此外,该方案并未详细地提出转账流程,也没有解释转账过程中如何保证原子性。
此外,以太坊基金会提出了Polkadot,用以提高区块链系统的可扩展性。在该系统中,交易等任务被分配到多个区块链中。多个区块链可以并行运行,因而,这一系统提高了交易的处理速度。但是,该方案只是一个初步的草案,并没有提供跨区块链交易的详细细节。
发明内容
为解决以上问题,本发明的目的是通过以下技术方案实现的。在本发明中,接入互联链的区块链称作平行链。
具体的,根据本发明的一个方面,本发明提供了一种不同区块链间的跨链转账系统,所述系统包括至少一个互联链和多个平行链,每个所述平行链均接入互联链。每个平行链中各包含一个或多个数据收发节点和若干个网络节点,所述数据收发节点与所述网络节点中的一个或多个连接;所述互联链中包含多个验证节点,所述验证节点分别与上述数据收发节点中的一个或多个连接;其中,所述平行链还包含一兑换模块,所述兑换模块根据源平行链与目的平行链之间双向的币种转换数量确定转账是否成功。
所述互联链用于多个区块链间的交易转发。任何区块链均可以接入互联链,通过互联链完成跨链交易。平行链上的每个节点均维护了该平行链的完整副本。
每个平行链网络中各包含一个或多个数据收发节点。每个数据收发节点均保存了自身所在平行链的完整副本;同时,每个数据收发节点都持有所在平行链的账户,从而能够接收和签发所在平行链中的交易数据。
每个数据收发节点也持有互联链上的账户,从而能够接收和签发互联链上的交易数据;另外,数据收发节点能够获悉互联链的实时状态,其中包括被写入互联链的交易数据。
互联链网络中包含多个验证节点,验证节点一方面同步各条平行链的区块头,进而验证来自各条平行链的交易请求;另一方面,维护互联链的完整副本,并参与互联链的共识过程。
当某条平行链接入互联链之后,该平行链的数据收发节点会向互联链网络发送一条交易请求,交易请求中包含对该平行链的交易进行SPV验证的方式。因而,互联链中的验证节点能够验证来自该平行链交易请求的有效性。
每条平行链包含:发送模块,验证模块,以及兑换模块。其中包括:
当用户发起一笔跨链交易请求时,需要先构造一笔交易,将要转移的资金暂存至发送模块。
兑换模块可以把自身所在区块链发行的代币兑换为另一条区块链发行的代币。
验证模块实时同步互联链的区块头,因而能够验证互联链中交易信息的有效性;发送模块和兑换模块均能调用验证模块。
用户将要转移的资金暂存至发送模块,还包括:
发送模块为每笔暂存的资金的设置一个定时器,在定时器超时之前,暂存的资金将不能被撤回。
兑换模块的代币兑换功能,还包括:
1.需要进行代币兑换的用户同时持有兑换模块所属平行链,以及目标平行链上的账户;
2.用户将一笔代币寄存至兑换模块;
3.用户向兑换模块发送一笔订单,所述订单包括但不限于:用户在兑换模块所属平行链上的账户,用户在目的平行链上的账户,用户寄存至兑换模块的代币金额,以及用户预期兑换到的代币金额;
4.兑换模块维护一张订单表,其中包含各个用户提交的订单。
根据本发明的另一个方面,本发明还包括一种不同区块链间的跨链转账方法,该方法使用上述的系统,所述方法包括如下步骤:
(1)发送方在源平行链中发起一笔交易请求,把要发送的代币转移至源平行链的发送模块;
(2)源平行链上的各数据收发节点监听发送模块,在监听到发送方发起的交易请求后,数据收发节点各自向互联链网络中广播一笔交易请求;
(3)通过互联链的共识过程,只有来自其中一个源平行链数据收发节点的交易被写入互联链的区块链,之后,目的平行链上的数据收发节点在目的平行链网络中广播一笔交易请求,该交易请求的目的交易方是目的平行链的兑换模块,并携带有源平行链数据收发节点在步骤(2)中发布的互联链交易请求以及互联链交易请求的SPV验证信息;
(4)兑换模块调用目的平行链上的验证模块,验证目的平行链数据收发节点发布的交易请求的有效性,验证过程包括:验证模块通过SPV验证方式,验证该交易中携带的互联链交易请求的有效性,如果互联链交易请求有效,则可以认为目的平行链数据收发节点发送的交易请求是有效的;
(5)兑换模块在订单表中找到和转账过程相符合的订单组合,订单组合中的若干订单将被冻结,之后,这些订单将不能被其他跨链转账过程选中,也不能被提交方撤回;
(6)目的平行链上的数据收发节点监听兑换模块,然后各自向互联链网络广播一笔交易请求,该交易请求中包含订单组合信息,订单组合信息包括每个订单提交方在源平行链上的账户,以及每个提交方预期获取的源平行链代币金额;
(7)通过互联链的共识过程,只有来自一个目的平行链数据收发节点的交易被写入互联链的区块链;之后,源平行链的数据收发节点在源平行链中发布一笔交易请求,该交易请求的目的交易方是源平行链的发送模块,同时,也携带了目的平行链数据收发节点在步骤(6)中发布的互联链交易请求以及互联链交易请求的SPV验证信息;
(8)源平行链的发送模块调用验证模块,进而验证源平行链数据收发节点发布的交易请求的有效性,验证过程和第(4)步相同;
(9)如果交易请求有效,发送模块将交易发送方寄存的代币,按照每个订单提交方预期获取的代币金额,转移至各个提交方在源平行链上的账户;
(10)源平行链的数据收发节点各自向互联链网络广播一笔交易请求,其中包含订单组合信息;
(11)目的平行链上的各个数据收发节点分别在目的平行链中广播一笔交易请求,该交易请求的目的交易方是目的平行链的兑换模块,同时,也携带了源平行链的数据收发节点在步骤(10)中发布的互联链交易请求以及互联链交易请求的验证信息;
(12)兑换模块调用目的平行链上的验证模块,利用和步骤(4)、步骤(8)中相同的验证过程,验证目的平行链数据收发节点发布的交易请求的有效性,如果交易请求有效,就将发送方寄存的代币转移至接收方在目的平行链上的账户。
优选地,本发明还包括如下步骤:
如果在上述步骤(7)中,源平行链的数据收发节点未能获悉目的平行链数据收发节点发布的互联链交易请求,这时,源平行链发送模块的定时器将会超时,随后,执行以下步骤:
1.源平行链的发送模块把发送方寄存的代币退回到发送方的账户;
2.源平行链的数据收发节点在检测到发送模块的退款行为后,各自向互联链网络广播一笔交易请求,其中包含发送模块的退款信息;
3.经过互联链的共识过程,仅有来自其中一个源平行链数据收发节点的交易请求被写入互联链的区块链,目的平行链的数据收发节点据此构造一笔交易请求,该交易请求的目的交易方是目的平行链的兑换模块,并且该交易请求携带有源平行链数据收发节点在步骤2中发布的互联链交易请求以及互联链交易请求的SPV验证信息,再将这笔交易请求发布至目的平行链网络;
4.目的平行链上的兑换模块调用验证模块,验证来自目的平行链数据收发节点的交易请求的有效性,如果此交易请求有效,则依据退款信息,把订单组合中的各条订单解冻,之后,这些订单可以被其他跨链转账过程选中,也可以被提交方撤回。
本发明具有如下优势:任意数量的区块链都能够接入互联链,进而参与跨链交易。所以,本发明具备良好的可扩展性。在转账的过程中能够保证原子性,即使在转账过程中,某一环节失败,转账过程也可以被整体撤销,从而保证交易的参与方不会有经济损失。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1是互联链的架构图。
图2是每条平行链的模块图。
图3是兑换模块中的订单表。
图4展示了互联链架构中,跨区块链转账的流程。
图5展示了在转账过程失败时,本发明的处理流程。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
值得说明的是,本发明所述的“转账”的含义是:第一平行链上的一个账户通过某种方式,把自身的一部分资产转化为价值对等的第二平行链代币,并把转化后的资产转移到第二平行链上另一个账户的过程。在本发明中,这一过程采用兑换模块实现。
第一实施例
图1是互联链的架构图。互联链是一种区块链,用于不同区块链间的交易转发。任何区块链均可以接入互联链101,并借助互联链101完成跨链交易。接入互联链101的区块链称作平行链。图1中,平行链网络102中的每个节点(平行链网络节点和数据收发节点)均维护了平行链102的完整副本,类似地,平行链网络103中的每个节点均维护了平行链103的完整副本,平行链网络104中的每个节点均维护了平行链104的完整副本。
每个平行链网络中各包含一个或多个数据收发节点。每个数据收发节点均保存了自身所在平行链的完整副本。同时,每个数据收发节点都持有所在平行链的账户,因而,能够接收和签发所在平行链的交易信息。
此外,每个数据收发节点也持有互联链上的账户,从而能够接收和签发互联链上的交易信息。另外,数据收发节点能够获悉互联链的实时状态,例如被写入互联链的交易信息等。
互联链网络中包含多个验证节点,验证节点一方面同步各条平行链的区块头,进而验证来自各条平行链的交易请求。另一方面,维护互联链的完整副本,并参与互联链的共识过程。
当某条平行链接入互联链之后,数据收发节点会向互联链网络发送一条请求,请求中包含对该平行链的交易请求进行SPV验证的方式。因而,本领域的技术人员应当明白,在给定平行链中的交易请求,以及其验证信息(Merkle树的验证分支)后,验证节点能够验证平行链交易请求的有效性。
值得阐明的是,本发明实施例中所述的平行链中的数据收发节点、网络节点、互联链中的验证节点,既可以由计算机、路由、网关等硬件来实现,又可以由纯软件来实现,也可以是软硬结合的方式实现,只要能够实现上述实施例中阐述的各个节点应该具有的功能即可。
图2介绍了每条平行链上应该包含的模块。每条平行链205包含如图2所示的三个模块:发送模块201,验证模块202,以及兑换模块203。现将三个模块的作用做简要介绍。
首先,值得阐明的是,本发明实施例中所述的平行链中的发送模块、验证模块、兑换模块既可以由计算机、路由、网关等硬件来实现,又可以由纯软件来实现,也可以是软硬结合的方式实现,只要能够实现下述实施例中阐述的各个节点应该具有的功能即可。
当用户需要将一笔资金转移到另一条区块链上的某个账户时,用户需要先构造一笔交易,将要转移的资金暂存至发送模块201。发送模块201为每笔暂存的资金设置一个定时器,在定时器超时之前,暂存的资金将不能被撤回。
验证模块202用于实时同步互联链的区块头206。因而,在给定在互联链中的交易请求,以及其验证信息(Merkle树的验证分支)后,验证模块202能够验证互联链中交易请求的有效性。发送模块201和兑换模块203均能调用验证模块202,从而验证互联链中的交易请求。
通过兑换模块203,用户可以通过提交订单的方式,把自身所在区块链发行的代币兑换为另一条区块链发行的代币。例如,平行链X发行名为XCoin的代币,平行链Y发行名为YCoin的代币。用户Carol在平行链X上持有账户XC,在平行链Y上持有账户YC。Carol如果希望利用5YCoin兑换10XCoin,就需要通过账户YC,向兑换模块203发送5YCoin。Carol提交的5YCoin将被暂时存储在兑换模块中。从平行链Y的角度看,平行链X是“目标平行链”,XCoin是“目标货币”。与此同时,Carol向兑换模块203发送一条订单。所述订单中包含目标平行链X,Carol在平行链Y上的账户YC,在平行链X上的账户XC,Carol提交的YCoin金额(5YCoin),以及预期兑换到的XCoin金额(10XCoin)。所有用户提交的订单均被保存在订单表204中。
某些区块链,如以太坊等,提供了图灵完备的智能合约。在这种情况下,上述发送模块201,验证模块202,以及兑换模块203可以用智能合约来实现。但是,也可以采用区块链中的其他技术实现。此外,上述三个模块可以相互合并,也可以是三个独立的模块。例如,在使用智能合约实现三个模块时,发送模块201,验证模块202,以及兑换模块203可以是一个智能合约的三个组成部分,也可以是三个相互独立的智能合约。
值得阐明的是,本发明实施例中所述的平行链中的发送模块、验证模块、兑换模块既可以均位于数据收发节点中,也可以均位于网络节点中,也可以分散的分布于数据收发节点或者网络节点之中,还可以既独立于数据收发节点也独立于网络节点,由单独的硬件或者软件来实现,只要能够实现上述实施例中阐述的各个模块应该具有的功能即可。
图3展示了平行链Y的订单表。图3的每一行代表一个订单。其中,第二行的订单301由Carol提交。
下面结合一个实例,介绍使用互联链架构进行转账的过程。
假设Alice在平行链X上持有账户Xa,Bob在平行链Y上持有账户Yb。Alice希望向Bob转移价值10XCoin的资产。平行链X是源平行链,平行链Y是目的平行链。由于Yb只能接受以YCoin为形式的资产,所以,来自Alice的10XCoin必须转换为一定量的YCoin,才能够被Yb接收。在本实施例中,接收方收到的资产金额由发送方指定。假设Alice希望Bob接收到5YCoin。这里,设平行链X上发送模块的账户是Xsc,验证模块的账户是XVA;平行链Y上兑换模块的账户是YEX,验证模块的账户YVA
在接下来的叙述中,一笔交易请求用t(源账户,目的交易方)来描述。本领域的技术人员应当明白,采用这种形式仅仅是为了叙述上的方便,而不是作为交易格式的限制。
图4展示了本实例的转账流程。
在步骤S401中,Alice通过自身的账户Xa401,发起一笔交易请求t(Xa,Xsc),借此向平行链X的发送模块402转移10XCoin。通过这种方式,来自Alice的10XCoin将被寄存在发送模块402中。在预设的定时器超时之前,Alice将无法撤回寄存的10XCoin。
在步骤S402中,平行链X上的各数据收发节点403a至403c监听发送模块402。在监听到交易请求t(Xa,Xsc)之后,403a至403c各自向互联链广播交易请求t(Xgi,Yg)。交易请求t(Xgi,Yg)表示本交易请求由平行链X中任意的数据收发节点Xgi发出,且目的平行链Y中的任意数据收发节点Yg均能够获悉这笔交易请求。
原有的交易请求t(Xa,Xsc),以及t(Xa,Xsc)的SPV验证信息,均被附加在t(Xgi,Yg)之后。这里,t(Xa,Xsc)的SPV验证信息为本交易请求在Merkle树上的验证分支。本领域的技术人员应当明白,在给定区块头和Merkle树上的验证分支后,互联链中的验证节点404a至404d就能够采用SPV验证方式,验证t(Xa,Xsc)的有效性。由于t(Xgi,Yg)是依据t(Xa,Xsc)创建的,t(Xgi,Yg)的有效性能够被间接地验证。
虽然互联链网络中会出现分别由403a至403c签名的多个版本的t(Xgi,Yg),但是,所述验证节点能够识别出其代表同一笔跨链交易请求,这是因为t(Xgi,Yg)携带了相同的t(Xa,Xsc)。经过互联链内部的共识机制,只有一个版本的t(Xgi,Yg)被写入互联链的区块链。
在步骤S403中,平行链Y上的数据收发节点405a至405b获悉交易请求t(Xgi,Yg)已被写入互联链的区块链之后,各自在平行链Y中广播一笔交易请求t(Ygj,YEX)。所述交易请求的目的交易方是平行链Y上的兑换模块YEX 406。与此同时,已经被写入互联链的t(Xgi,Yg),以及t(Xgi,Yg)的SPV验证信息,也将被附加至t(Ygj,YEX),从而和t(Ygj,YEX)一起广播。
在步骤S404中,兑换模块406调用平行链Y上的验证模块407,从而判定t(Ygj,YEX)的有效性。虽然平行链Y中存在由不同数据收发节点签发的多笔t(Ygj,YEX),但是,因为其均代表相同的转账操作,所以,验证模块将只处理其中一笔t(Ygj,YEX)。
由于验证模块407能够实时同步互联链的区块头,所以,验证模块407能够利用SPV验证方式,验证t(Ygj,YEX)中携带的t(Xgi,Yg)的有效性。因为t(Xgi,YEX)是根据t(Xgi,Yg)创建的,所以,验证模块407能够间接验证t(Ygj,YEX)的有效性。如果t(Ygj,YEX)有效,验证模块407将返回真,否则,返回假。
在验证模块407返回真之后,在步骤S405中,兑换模块406依据Alice寄存的XCoin的数量(10XCoin),和Alice希望Bob收到的YCoin的数量(5YCoin),利用匹配算法,从自身保存的订单列表中找到与交易请求t(Ygj,YEX)相匹配的订单组合。本发明对兑换模块406采用的匹配算法不作要求。
假设兑换模块406采用图3中的订单表,并且选择了第二条订单order2,即Carol提交的订单,作为和交易请求t(Ygj,YEX)相匹配的订单。本领域的技术人员应当明白,本实施例中与t(Ygj,YEX)相匹配的订单组合只包含一条订单,但是,在实际应用中,所述订单组合可以包含多条订单。
一旦order2被选中,这笔订单将会被冻结。也就是说,order2将暂时不能被撤回,也不会被其他跨链转账操作选中。
随后,在步骤S406中,平行链Y上的数据收发节点405a至405b各自向互联链网络广播一笔交易请求t(Ygj,Xg)。平行链Y的交易请求t(Ygj,YEX),t(Ygj,YEX)的相关验证信息,以及订单order2中保存的信息,均被附加在t(Ygj,Xg)之后。
由于平行链Y上存在多个数据收发节点,由不同数据收发节点签名的多个t(Ygj,Xg)将被发布至互联链中。但是,由于其携带了相同的t(Ygj,YEX)以及订单信息,经过互联链的共识过程,只有一个版本的t(Ygj,Xg)被写入互联链的区块链中。
当交易请求被写入互联链的区块链之后,在步骤S407中,平行链X上的数据收发节点403a至403c都能够获悉t(Ygj,Xg)的内容。随后,数据收发节点403a至403c在平行链X中广播交易请求t(Xgi,XSC)。交易请求t(Xgi,XSC)的目的交易方是发送模块402。同时,互联链中的交易请求t(Ygj,Xg),t(Ygj,Xg)的SPV验证信息,以及订单order2中保存的信息,均被附加在交易请求t(Xgi,XSC)之后。
在步骤S408中,发送模块402调用平行链X上的验证模块XVA408,以便验证交易请求t(Xgi,XSC)的有效性。由于验证模块408实时同步互联链的区块头,所以能够利用SPV验证方式,验证附带的交易请求t(Ygj,Xg)的有效性。由于t(Xgi,XSC)是依据t(Ygj,Xg)创建的,所以,如果t(Ygj,Xg)有效,则可以认为携带它的t(Xgi,XSC)有效。
如果t(Xgi,XSC)有效,验证模块408返回真,进入步骤S409。此时,发送模块402通过order2中保存的信息,获悉Carol提交的订单能够满足Alice的转账需求,于是,发送模块将Alice寄存的10XCoin发往Carol在平行链X上的账户XC。通过这种方式,Carol获得了自身希望兑换的10XCoin。
本领域的技术人员应该知道,如果订单组合中包含多条订单,发送模块会把Alice寄存的10XCoin分割为多份,按照每个订单提交方预期兑换到的金额,分别发送到各订单提交方在平行链X上的账户。
在步骤S410中,平行链X中的各数据收发节点403a至403c各自向互联链网络发送一条经过签名的交易请求t`(Xgi,Yg),作为Carol已经完成货币兑换的证明。与步骤S402类似,最终,只有一个版本的t`(Xgi,Yg)被写入互联链的区块链中。
在步骤S411中,平行链Y上的各数据收发节点405a和405b均能够获悉写入互联链的交易请求t`(Xgi,Yg)。随后,405a至405b分别在平行链Y的网络中广播一笔交易请求t`(Ygj,YEX)。其中,t`(Xgi,Yg)及其SPV验证信息会被附在t`(Ygj,YEX)之后。
在平行链Y的各网络节点接收到交易请求t`(Ygj,YEX)之后,进入步骤S412。
兑换模块406先调用平行链Y上的验证模块407,验证交易请求t`(Ygj,YEX)的有效性。验证模块407利用和步骤S404中相同的方式,间接地验证交易请求t`(Ygj,YEX)的有效性。
如果交易请求t`(Ygj,YEX)有效,那么所述兑换模块406可以确信Carol已经在平行链X上收到了10XCoin,此时,兑换模块406将Carol寄存的5YCoin转至Bob在平行链Y上的账户Yb 409。通过这种方式,Bob接收到了Alice希望转给他的5YCoin。转账过程结束。
从微观上看,Alice通过账户Xa,将10XCoin寄存到了平行链X上的发送模块402中,然后再将其转移至Carol在平行链X上的账户XC上。与此同时,Carol通过账户Yc,将5YCoin转移到了平行链Y上的兑换模块406中,然后再将其转移到了Bob在平行链Y的账户Yb上。但是,从宏观上看,来自账户Xa上的10XCoin,被转化为了5YCoin,然后转移到了账户Yb上。因而,本发明实现了跨链转账。
下面介绍本发明的另一种情形。平行链X上的数据收发节点403a至403c在步骤S407中,没有获悉有效的交易请求t(Ygj,Xg)。因而,也无法据此构造出有效的t(Xgi,XSC)。
在这种情况下,平行链X上发送模块402的定时器会超时。随后,执行图5所示的步骤。
在步骤S501中,平行链X上的发送模块将Alice寄存的10XCoin退回到账户Xa
在步骤S502中,平行链X上的各数据收发节点在监测到发送模块的退款行为后,各自构造一笔交易请求t``(Xgi,Yg),其中包含发送模块的退款信息。然后,将t``(Xgi,Yg)发送至互联链网络。经过互联链的共识过程,只有来自一个数据收发节点的t``(Xgi,Yg)被写入互联链的区块链中。
在t``(Xgi,Yg)被写入互联链后,在步骤S503中,平行链Y上的各数据收发节点各自构造一笔交易请求t``(Ygj,YEX)。交易请求的目的交易方是平行链Y上的兑换模块。同时,交易请求t``(Xgi,Yg)及其验证信息也被附加在t``(Ygj,YEX)之后。接着,各数据收发节点将自己构造的交易请求t``(Ygj,YEX)广播至平行链Y的网络中。
在步骤504中,平行链Y上的兑换模块调用验证模块,检测t``(Ygj,YEX)的有效性。如果t``(Ygj,YEX)有效,兑换模块能够从t``(Ygj,YEX)中获悉退款信息,于是,将自身Carol提交的订单order2解冻。之后,order2又能够重新被其他跨链交易选中,Carol也能够撤回这笔订单。流程结束。
通过这种方式,本发明能够保证跨链交易的原子性。即使交易被中断,交易的参与方也不会有经济损失。
第二实施例
本实施例的发明思想和主要实施步骤与第一实施例类似,相同之处不再赘述。与实施例一不同之处在于,本实施例中使用了处理器、存储器,具体的方法步骤由分布在上述处理器和/或存储器上的平行链和/或互联链实现。
值得阐明的是,本发明实施例中所述的平行链中的发送模块、验证模块、兑换模块既可以由计算机、路由、网关等硬件来实现,又可以由纯软件来实现,也可以是软硬结合的方式实现,只要能够实现下述实施例中阐述的各个节点应该具有的功能即可。
值得阐明的是,本发明实施例中所述的平行链中的发送模块、验证模块、兑换模块既可以均位于数据收发节点中,也可以均位于网络节点中,也可以分散的分布于数据收发节点或者网络节点之中,还可以既独立于数据收发节点也独立于网络节点,由单独的硬件或者软件来实现,只要能够实现上述实施例中阐述的各个模块应该具有的功能即可。
值得阐明的是,本发明实施例中所述的平行链中的发送模块、验证模块、兑换模块既可以均位于处理器中,也可以均位于存储器中,也可以分散的分布于处理器或者存储器之中,还可以既独立于处理器也独立于存储器,由单独的硬件或者软件来实现,只要能够实现上述实施例中阐述的各个模块应该具有的功能即可。
第三实施例
本实施例的发明思想和主要实施步骤与第一实施例类似,相同之处不再赘述。与实施例一不同之处在于,本实施例中使用了存储介质,具体的方法步骤由分布在上述存储介质上的计算机程序实现。
值得阐明的是,本发明实施例中所述的平行链中的发送模块、验证模块、兑换模块既可以均位于数据收发节点中,也可以均位于网络节点中,也可以分散的分布于数据收发节点或者网络节点之中,还可以既独立于数据收发节点也独立于网络节点,由单独的程序来实现,只要能够实现上述实施例中阐述的各个模块应该具有的功能即可。
本领域的技术人员应当明白,上述实施例仅仅是示意性的。例如,上述平行链、账户、交易的变量名仅仅是为了叙述方便,而不是对保护范围的限制。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种不同区块链间的跨链转账系统,所述系统包括至少一个互联链和多个平行链,每个所述平行链均接入互联链;其特征在于:
每个所述平行链中各包含一个或多个数据收发节点和至少一个其它网络节点,所述数据收发节点与所述网络节点中的一个或多个连接;所述互联链中包含多个验证节点,所述验证节点分别与所述数据收发节点中的一个或多个连接;
其中,所述平行链还包含一兑换模块,所述兑换模块至少根据源平行链与目的平行链之间双向的币种转换数量确定是否满足转账条件。
2.如权利要求1所述的一种不同区块链间的跨链转账系统,其特征在于:
所述转账条件包括转账数量和/或转账时间。
3.如权利要求1所述的一种不同区块链间的跨链转账系统,其特征在于:
每个所述数据收发节点均保存了自身所在平行链的完整交易副本并具有所在平行链中的账户,能够接收所在平行链中的交易信息;每个所述数据收发节点也保存有互联链上具有的账户,能够接收和签发互联链上的交易信息并获取互联链的实时状态;
所述验证节点同步各条平行链的区块头以验证来自各条平行链的交易请求,并且维护互联链的完整副本和参与互联链的共识过程。
4.如权利要求3所述的一种不同区块链间的跨链转账系统,其特征在于:
所述实时状态包括被写入互联链的交易信息。
5.如权利要求1或2所述的一种不同区块链间的跨链转账系统,其特征在于:
所述兑换模块进一步用于把自身所在平行链发行的代币兑换为另一条平行链发行的代币,在一定时间内,如果两个平行链互相间币种数量兑换平衡则转账成功。
6.如权利要求1或2所述的一种不同区块链间的跨链转账系统,其特征在于:其中,每条所述平行链还包含如下模块:
发送模块,用于暂存跨链交易中要转移的资金;
验证模块,用于实时同步所述互联链的区块头,验证互联链中交易的有效性;所述发送模块和兑换模块均能调用验证模块。
7.如权利要求6所述的一种不同区块链间的跨链转账系统,其特征在于:
所述发送模块为每笔暂存的资金的设置一个定时器,在定时器超时之前,冻结暂存的资金。
8.如权利要求6所述的一种不同区块链间的跨链转账系统,其特征在于:
所述兑换模块维护一张订单表,其中包含各个用户提交的订单,所述订单至少包括以下信息中的一种:用户在兑换模块所属平行链上的账户,用户在第二平行链上的账户,用户寄存至兑换模块的代币金额,以及用户预期兑换到的代币金额。
9.一种不同区块链间的跨链转账方法,其特征在于:
第一平行链通过一个互联链进行跨链转账到第二平行链;
其中,第一平行链根据自身与第二平行链之间双向的币种转换数量确定转账是否成功,在一定时间内,当两个所述平行链互相间币种兑换平衡时,转账可以成功,否则转账失败。
10.一种不同区块链间的跨链转账方法,其特征在于所述方法具体包括如下步骤:
(1)第一平行链向互联链网络中广播一笔第一交易请求;
(2)所述第一交易请求被写入互联链的区块链,然后第二平行链中广播一笔第二交易请求,该第二交易请求的目的交易方是第二平行链的兑换模块;
(3)第二平行链验证第二交易请求的有效性,找到和转账过程相符合的订单组合,并冻结所述订单组合中的若干订单;
(4)第二平行链向互联链网络广播一笔第三交易请求,该第三交易请求中包含订单组合信息;
(5)所述第三交易请求被写入互联链的区块链,然后第一平行链中发布一笔第四交易请求,该第四交易请求的目的交易方是第一平行链的发送模块;
(6)第一平行链验证第四交易请求的有效性,将交易发送方寄存的代币,按照每个订单提交方预期获取的代币金额,转移至各个提交方在第一平行链上的账户;
(7)第一平行链向互联链网络广播一笔第五交易请求,其中包含订单组合信息;
(8)所述第五交易请求被写入互联链的区块链,然后第二平行链中广播一笔第六交易请求,该第六交易请求的目的交易方是第二平行链的兑换模块;
(9)第二平行链验证第六交易请求的有效性,将发送方寄存的代币转移至接收方在第二平行链上的账户。
11.如权利要求10所述的一种不同区块链间的跨链转账方法,其特征在于:
所述步骤(3)中的验证过程包括:验证模块通过SPV验证方式,验证该第二交易请求中携带的第一交易请求的有效性,如果第一交易请求有效,则第二交易请求是有效的。
12.如权利要求10所述的一种不同区块链间的跨链转账方法,其特征在于:
所述步骤(6)中的验证过程包括:验证模块通过SPV验证方式,验证该第四交易请求中携带的第三交易请求的有效性,如果第三交易请求有效,则可以认为第四交易请求是有效的。
13.如权利要求10所述的一种不同区块链间的跨链转账方法,其特征在于:
在上述步骤(5)中,如果第一平行链的数据收发节点未能获悉第二平行链数据收发节点发布的互联链交易请求,则第一平行链发送模块的定时器将会超时,交易失败。
14.如权利要求10所述的一种不同区块链间的跨链转账方法,其特征在于:
所述交易失败后不再执行步骤(6)到步骤(9),而是直接执行以下步骤:
(a)第一平行链的发送模块把发送方寄存的代币退回到发送方的账户;
(b)第一平行链的数据收发节点在检测到发送模块的退款行为后,各自向互联链网络广播一笔交易请求,其中包含发送模块的退款信息;
(c)经过互联链的共识过程,仅有来自其中一个第一平行链数据收发节点的交易请求被写入互联链的区块链,然后第二平行链的数据收发节点据此构造一笔交易请求,该交易请求的目的交易方是第二平行链的兑换模块,并且该交易请求携带有第一平行链数据收发节点发布的互联链交易请求以及互联链交易请求的SPV验证信息,再将这笔交易请求发布至第二平行链网络;
(d)第二平行链上的兑换模块调用验证模块,验证来自第二平行链数据收发节点的交易请求的有效性,如果此交易请求有效,则依据退款信息,把订单组合中的各条订单解冻。
15.一种跨区块链转账方法,其特征在于,所述方法包括:
接收第一交易请求,其中,所述第一交易请求中请求将第一平行链中的第一代币转账到第二平行链;
在订单表中查找与所述第一交易请求匹配的至少一个订单,根据所述至少一个订单生成订单组合并冻结所述订单组合中的订单;
生成包括所述订单组合的第二交易请求,通过互联链向所述第一平行链发布所述第二交易请求;
接收第三交易请求,其中,所述第三交易请求是根据所述第二交易请求在所述第一平行链中的转账结果生成的;
在所述第三交易请求通过验证时,确认所述第一交易请求和所述订单组合中的订单完成,记录全部交易记录。
16.一种跨区块链转账方法,其特征在于,所述方法包括:
发送第一交易请求,其中,所述第一交易请求中请求将第一平行链中的第一代币转账到第二平行链;
接收互联链向所述第一平行链发布的第二交易请求,所述第二交易请求包括根据所述第一交易请求生成的订单组合;所述订单至少包括以下信息中的一种:用户在兑换模块所属平行链上的账户,用户在第二平行链上的账户,用户寄存至兑换模块的代币金额,以及用户预期兑换到的代币金额;
验证所述第二交易请求的有效性,如果无效则终止转账,如有有效则根据上述订单组合完成转账;
发送第三交易请求,其中,所述第三交易请求是根据所述第二交易请求在所述第一平行链中的转账结果生成的。
17.如权利要求16所述的一种不同区块链间的跨链转账方法,其特征在于:
所述订单组合的生成方法是:第二平行链的兑换模块利用匹配算法,从自身保存的订单列表中找到与所述第一交易请求相匹配的订单组合。
18.一种跨区块链转账方法,其特征在于,所述方法包括:
接收一个或多个第一交易请求,其中,所述第一交易请求中请求将第一平行链中的第一代币转账到第二平行链;
通过共识机制,将所述第一交易请求写入互联链的区块链;
接收一个或多个第二交易请求,所述第二交易请求包括根据所述第一交易请求生成的订单组合;所述订单至少包括以下信息中的一种:用户在兑换模块所属平行链上的账户,用户在第二平行链上的账户,用户寄存至兑换模块的代币金额,以及用户预期兑换到的代币金额;
通过共识机制,将所述第二交易请求写入互联链的区块链;
接收一个或多个第三交易请求,所述第三交易请求是根据所述第二交易请求在所述第一平行链中的转账结果生成的;
通过共识机制,将所述第三交易请求写入互联链的区块链。
19.如权利要求18所述的一种不同区块链间的跨链转账方法,其特征在于:
所述订单组合的生成方法是:第二平行链的兑换模块利用匹配算法,从自身保存的订单列表中找到与所述第一交易请求相匹配的订单组合。
20.如权利要求18所述的一种不同区块链间的跨链转账方法,其特征在于:
所述第三交易请求是由第一平行链中的各数据收发节点生成的,作为转账结果的证明。
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