CN110098938B - 一种可信任委托式链下加速解决方法及系统 - Google Patents

一种可信任委托式链下加速解决方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种可信任委托式链下加速解决方法及系统，方法包括：基于预设的双层协议架构，将资产状态由父链转移到侧链中；在所述侧链中创建加速通道，在所述加速通道中任意两个节点处智能合约的交易执行状态保持一致；基于所述加速通道，完成所述智能合约的相关操作。本发明实施例提供的一种可信任委托式链下加速解决方法及系统，在保留区块链去中心化，不可篡改特性的基础上，使用双层协议架构，将交易由链上转移到链下执行，提升区块链交易吞吐量，实现区块链商业落地。

Description

一种可信任委托式链下加速解决方法及系统
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种可信任委托式链下加速解决方法及系统。
背景技术
区块链技术是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术有机整合形成的创新技术，目前已广泛应用于金融交易中。
受区块链技术特性的影响，每个交易都需要网络中的每个节点进行确认，导致公有链交易吞吐能力极低，主流的公有链只可以达到几十TPS，这极大的限制了区块链技术在大规模商业上的应用。
因此，现在亟需一种可信任委托式链下加速解决方法来解决上述问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种可信任委托式链下加速解决方法及系统。
第一方面本发明实施例提供一种可信任委托式链下加速解决方法，包括：
基于预设的双层协议架构，将资产状态由父链转移到侧链中；
在所述侧链中创建加速通道，在所述加速通道中任意两个节点处智能合约的交易执行状态保持一致；
基于所述加速通道，完成所述智能合约的相关操作。
第二方面本发明实施例提供了一种可信任委托式链下加速解决系统，包括：
链下处理模块，用于基于预设的双层协议架构，将资产状态由父链转移到侧链中；
加速通道创建模块，用于在所述侧链中创建加速通道，在所述加速通道中任意两个节点处所述智能合约的交易执行状态保持一致；
交易操作模块，用于基于所述加速通道，完成所述智能合约的相关操作。
第三方面本发明实施例提供了一种电子设备，包括：
处理器、存储器、通信接口和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述可信任委托式链下加速解决方法。
第四方面本发明实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述可信任委托式链下加速解决方法。
本发明实施例提供的一种可信任委托式链下加速解决方法及系统，在保留区块链去中心化，不可篡改特性的基础上，使用双层协议架构，将交易由链上转移到链下执行，提升区块链交易吞吐量，实现区块链商业落地。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种可信任委托式链下加速解决方法流程示意图；
图2是本发明实施例提供的加速通道建立后操作流程图；
图3是本发明实施例提供的一种可信任委托式链下加速解决系统结构示意图；
图4是本发明实施例提供的电子设备的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例提供的一种可信任委托式链下加速解决方法流程示意图，如图1所示，包括：
101、基于预设的双层协议架构，将资产状态由父链转移到侧链中；
102、在所述侧链中创建加速通道，在所述加速通道中任意两个节点处智能合约的交易执行状态保持一致；
103、基于所述加速通道，完成所述智能合约的相关操作。
需要说明的是，区块链可以理解为一份全量的状态变更账本，记录序列化后进行非对称加密签名保护，最终确定了的全局数据一致性。但是在实际生活中往往是最终结果需要保证可靠，中间过程用户并不关心。例如在使用云服务虚拟机的时候，用户只会关心机器是否处于开机状态，很少会关心中间经历过几次开关机操作。
具体的，在步骤101中，本发明实施例区别于现有技术的区块链架构，采用的是预设的双层协议架构，该双层协议架构采用的是一条父链以及多条侧链的物理结构，可以理解的是，父链存在于区块链上，而侧链存在于区块链下，那么在实际交易过程中，本发明实施例会将所有的中间数据由父链转移到侧链，从而直接在链下进行了数据的处理和存储。
进一步的，在步骤102中，本发明实施例会在侧链创建一个加速通道，在该加速通道中，任意两个节点之间的智能合约执行状态保持一致，从而能在链下保持中间数据的一致性。可以理解的是，对比于现有技术中的状态通道会存在中心化，数据丢失等风险，本发明实施例将执行单元的网络通信方式改为集群化分布式委托管理，使得节点更加难以攻破，进一步保证数据安全。
最后，在步骤103中，本发明实施例通过创建的加速通道，交易双方直接对智能合约进行相关操作，图2是本发明实施例提供的加速通道建立后操作流程图，如图2所示，在加速通道建立后，初始化加速通道的参数，并导入智能合约，加速通道获取当前智能合约的状态并锁定该状态。验证参与者的签名状态，并锁定资产。当检测到有其中一方发起合约操作时，确认另一方是否也确定该操作，若另一方确认后更新状态数据库，直至加速通道过期，解锁父链上的智能合约。
本发明实施例提供的一种可信任委托式链下加速解决方法，在保留区块链去中心化，不可篡改特性的基础上，使用双层协议架构，将交易由链上转移到链下执行，提升区块链交易吞吐量，实现区块链商业落地。
在上述实施例的基础上，所述方法还包括：
基于可信预言机，将所述智能合约的相关操作过程发布给预设仲裁机构。
可以理解的是，由于操作只存在于参与者双方之间，为了防止单方面欺诈、作弊等行为，本发明实施例引入了可信预言机作为仲裁权威。
具体的，本发明实施例由可信预言机对交易双方所产生的数据会进行仲裁担保。例如：卖家开通加速通道之前需要使用持有的资产进行抵押，买家在收到货物之前先支付货款给平台，如果收到货物一段时间之后没有提出异议货款就放行到卖家，如果没有按交易规则收到货物买家可以提出仲裁。需要说明的是，本发明实施例中所有的抵押受理，履行交易规则、异议仲裁都是由加速通道执行。预设冲裁机构可以是预设的评审团或者是权威评议人员组。
在上述实施例的基础上，在使用所述加速通道之前，所述方法还包括：
向分布式预言机Oraclize集群提交申请，并进行身份认证。
可以理解的是，对于使用的业务系统而言，当需要使用加速通道时，需要先向分布式Oraclize集群提交申请，当身份验证通过后，Oraclize会在集群中对执行单元进行横向扩展，从而能够运行EVM环境。
在上述实施例的基础上，所述在所述侧链中创建加速通道，包括：
节点发现过程和通道发现过程；
其中，所述节点发现过程具体为：
对于每个节点，向其它节点广播自身的节点ID、主机以及端口号，以供其它节点打开连接；
所述通道发现过程具体为：
根据创建和维护网络拓扑的本地视图，以供节点发现到目的节点之间的路由。
由上述实施例的内容可知，本发明实施例会在侧链进行加速通道的创建。那么在加速通道的创建过程中，需要使得交易参与者知道有哪些通道可以用来发送，本发明实施例采用了对等网络实现参与者相互告知通道、节点的创建以及更新。
具体的，该对等网络主要包括两个功能，一个是节点发现功能、另一个是通道发现功能。节点发现的功能是为每个节点向其它节点广播自身的节点ID、主机以及端口号，从而便于其他节点打开连接，并建立加速通道。而通道发现主要是通过允许创建和维护网络拓扑的本地视图，以便节点可以发现到所需目的节点之间的路由。
优选的，本发明实施例为了支持加速通道的发现，设置了三条广播消息。网络交换channel_announcement消息中包含关于两个节点之间新加速通道的信息。两个节点还可以交换channel_update消息，该消息更新关于加速通道的信息。对于任何加速通道，只能有一个有效的channel_announcement，但是至少需要两个channel_update消息。
为了支持节点发现，本发明实施例还提供了对等节点交换node_announcement消息，该消息提供关于节点的附加信息。为了更新节点信息，可能有多个node_announcement消息。
在上述实施例的基础上，在所述侧链中创建加速通道之前，所述方法还包括：
在所述父链上进行加速通道验证和初始化连接。
需要说明的是，本发明实施例在初次进行加速通道创建之前需要在父链上进行验证和初始化连接，参与者一方广播open_channel消息，另外一方在收到后广播accept_channel响应通道的创建，双方锁定通道参数并创建回溯事务和承诺事务。
具体的命令行为：
Figure BDA0002031256580000061
在上述实施例的基础上，在所述侧链中创建加速通道之后，所述方法还包括：
若检测到任意节点存在清空加速通道信息，则关闭所述加速通道。
需要说明的是，本发明实施例中，交易参与者可以互相协商关闭加速通道，但不可简单的进行单边关闭，需要根据获取的当前状态值结合自身业务情况协商判断。
具体的，加速通道的关闭一般经历两个过程：1、其中有一方交易者希望清空加速通道，那么当接受到该消息后，即所有相关操作都被执行完毕后，即可双方协商开始关闭该加速通道。
具体的命令行为：
Figure BDA0002031256580000071
进一步的，一旦有两个节点交换了chain_locked，参与者就可以通过加速通道进行事务的交互操作。状态变更事务分批发送:在commitment_signed消息之前发送一个或多个update_消息。
具体的命令行为：
Figure BDA0002031256580000072
Figure BDA0002031256580000081
在上述实施例的基础上，所述方法还包括：
基于与所述智能合约并行的虚拟机，在每一次所述智能合约相关操作时，生成一个哈希值；
将所述哈希值存储在状态数据库中，以供交易双方相互验证。
可以理解的是，智能合约是存在于区块链上的一段代码，它可以准确地执行命令，执行结果保证全局一致。为了实现链下执行，本发明实施例设置了一套与链上并行的智能合约运行虚拟机，兼容链上智能合约编写方式。智能合约每一次执行都会等到一个唯一哈希hash值，存储在加速通道的加速通道中，供参与者互相验证。
图3是本发明实施例提供的一种可信任委托式链下加速解决系统结构示意图，如图3所示，包括：链下处理模块301、加速通道创建模块302以及交易操作模块303，其中：
链下处理模块301用于基于预设的双层协议架构，将资产状态由父链转移到侧链中；
加速通道创建模块302用于在所述侧链中创建加速通道，在所述加速通道中任意两个节点处所述智能合约的交易执行状态保持一致；
交易操作模块303用于基于所述加速通道，完成所述智能合约的相关操作。
具体的如何通过链下处理模块301、加速通道创建模块302以及交易操作模块303可用于执行图1所示的可信任委托式链下加速解决方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本发明实施例提供的一种可信任委托式链下加速解决系统，在保留区块链去中心化，不可篡改特性的基础上，使用双层协议架构，将交易由链上转移到链下执行，提升区块链交易吞吐量，实现区块链商业落地。
在上述实施例的基础上，所述系统还包括：
链上仲裁模块，用于将所述智能合约的相关操作过程发布给预设仲裁机构。
在使用所述加速通道之前，所述系统还包括：
集群认证模块，用于向分布式预言机Oraclize集群提交申请，并进行身份认证。
在上述实施例的基础上，所述加速通道创建模块包括：
节点发现过程和通道发现过程；
其中，所述节点发现过程具体为：
对于每个节点，向其它节点广播自身的节点ID、主机以及端口号，以供其它节点打开连接；
所述通道发现过程具体为：
根据创建和维护网络拓扑的本地视图，以供节点发现到目的节点之间的路由。
在上述实施例的基础上，所述系统还包括：
初始化连接模块，用于在所述父链上进行加速通道验证和初始化连接。
在上述实施例的基础上，所述系统还包括：
通道关闭模块，用于若检测到任意节点存在清空加速通道信息，则关闭所述加速通道。
在上述实施例的基础上，所述系统还包括：
虚拟机模块，用于基于与所述智能合约并行的虚拟机，在每一次所述智能合约相关操作时，生成一个哈希值；
将所述哈希值存储在状态数据库中，以供交易双方相互验证。
本发明实施例提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
图4是本发明实施例提供的电子设备的结构框图，参照图4，所述电子设备，包括：处理器(processor)401、通信接口(Communications Interface)402、存储器(memory)403和总线404，其中，处理器401，通信接口402，存储器403通过总线404完成相互间的通信。处理器401可以调用存储器403中的逻辑指令，以执行如下方法：基于预设的双层协议架构，将资产状态由父链转移到侧链中；在所述侧链中创建加速通道，在所述加速通道中任意两个节点处智能合约的交易执行状态保持一致；基于所述加速通道，完成所述智能合约的相关操作。
本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：基于预设的双层协议架构，将资产状态由父链转移到侧链中；在所述侧链中创建加速通道，在所述加速通道中任意两个节点处智能合约的交易执行状态保持一致；基于所述加速通道，完成所述智能合约的相关操作。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：基于预设的双层协议架构，将资产状态由父链转移到侧链中；在所述侧链中创建加速通道，在所述加速通道中任意两个节点处智能合约的交易执行状态保持一致；基于所述加速通道，完成所述智能合约的相关操作。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行每个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种可信任委托式链下加速解决方法，其特征在于，包括：
基于预设的双层协议架构，将资产状态由父链转移到侧链中；
在所述侧链中创建加速通道，在所述加速通道中任意两个节点处智能合约的交易执行状态保持一致；
基于所述加速通道，完成所述智能合约的相关操作；
基于可信预言机，将所述智能合约的相关操作过程发布给预设仲裁机构。
2.根据权利要求1所述的可信任委托式链下加速解决方法，其特征在于，在使用所述加速通道之前，所述方法还包括：
向分布式预言机Oraclize集群提交申请，并进行身份认证。
3.根据权利要求1所述的可信任委托式链下加速解决方法，其特征在于，所述在所述侧链中创建加速通道，包括：
节点发现过程和通道发现过程；
其中，所述节点发现过程具体为：
对于每个节点，向其它节点广播自身的节点ID、主机以及端口号，以供其它节点打开连接；
所述通道发现过程具体为：
根据创建和维护网络拓扑的本地视图，以供节点发现到目的节点之间的路由。
4.根据权利要求3所述的可信任委托式链下加速解决方法，其特征在于，在所述侧链中创建加速通道之前，所述方法还包括：
在所述父链上进行加速通道验证和初始化连接。
5.根据权利要求3所述的可信任委托式链下加速解决方法，其特征在于，在所述侧链中创建加速通道之后，所述方法还包括：
若检测到任意节点存在清空加速通道信息，则关闭所述加速通道。
6.根据权利要求1所述的可信任委托式链下加速解决方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于与所述智能合约并行的虚拟机，在每一次所述智能合约相关操作时，生成一个哈希值；
将所述哈希值存储在状态数据库中，以供交易双方相互验证。
7.一种可信任委托式链下加速解决系统，其特征在于，包括：
链下处理模块，用于基于预设的双层协议架构，将资产状态由父链转移到侧链中；
加速通道创建模块，用于在所述侧链中创建加速通道，在所述加速通道中任意两个节点处智能合约的交易执行状态保持一致；
交易操作模块，用于基于所述加速通道，完成所述智能合约的相关操作；
所述交易操作模块，还用于基于可信预言机，将所述智能合约的相关操作过程发布给预设仲裁机构。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述可信任委托式链下加速解决方法的步骤。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述可信任委托式链下加速解决方法的步骤。
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