CN110717759A - 一种跨链锚定的区块链异构系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及区块链技术领域，公开了一种跨链锚定的区块链异构系统。包括：区块链锚定链，以及至少一条区块链业务链；所述区块链业务链通过创建用于证明自身活动与数据不可篡改的数字证据，将该证据传输并存储于区块链锚定链上以完成存证锚定；所述区块链锚定链使用高安全性和高可信度的第一共识机制进行共识，区块链业务链采用的共识机制可以与所述第一共识机制不同。本申请通过在区块链业务链中采用不同于锚定链的共识机制，使得各个区块链业务链根据自身情况选择合适的共识机制，在各个区块链业务链保持可扩展性和高运行效率的同时，提高了整个区块链系统的安全性和可信度。完成了可信证明的存证锚定，并同时保证了业务链所有交易的篡改无效性。

Description

一种跨链锚定的区块链异构系统
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，特别是一种跨链锚定的区块链异构系统。
背景技术
区块链是共识算法、分布式存储、点对点传输、加密算法等计算机技术构成的新型系统。被广泛应用于可信存证、证券交易、电子商务、智能合约、物联网、社交通讯以及文件存储等众多领域。当前的区块链技术是由一串使用密码学方法产生的数据块组成的，每一个区块都包含了上一个区块的哈希值(hash)，并且确保按照时间顺序在上一个区块之后产生，从创世区块(genesis block)开始连接到当前区块，形成块链。共识算法是区块链的核心技术，它决定着区块链的效率和部分安全性。
现实生产生活中的存证证明是通过提供票据、通信记录之类的证据就可以办到，但这些并不严格，因为这些证据都是非常容易被伪造和销毁的。要完成证明，必须依赖强有力的证据链，这个必须是任何人都无法伪造和销毁的，或者说伪造成本是极其高昂近乎不可能，上述区块链技术在保全证据公证领域具有天然优势。使用区块链进行存证的本质在于区块链特殊的存储方式，在区块存储中使用了默克尔树的方式对交易的验证进行简化，基本原理是将单条交易Hash，再将两条交易的Hash组合后再进行Hash，经过几次同样的过程后形成一个根Hash，存于区块头中。这样，树上任何一笔交易被更改，都会造成根Hash的不同。做数据的可信存证时，采用同样的方式，将数据信息的Hash以默克尔树的形式组织，最后将根Hash通过区块链交易(transaction)将数据存储在区块链中。这相当于将数据存证于一笔不可篡改的交易中，从而完成了存证的过程，这个过程本申请称为锚定，本质上是将存证数据链条锚定到了区块链上。
目前的区块链技术领域，高安全性的区块链系统(例如比特币和以太坊)具有效率不高(吞吐量低)、费用昂贵等问题，不能满足大规模的证据数据直接上链，特别是不能满足大规模高并发的业务活动数据进行证据存证(例如社交应用)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为了解决高安全性区块链具有效率不高和费用高的问题，同时为了解决满足大规模高并发业务的区块链系统又存在安全性和可信度不高的问题，提供了一种跨链锚定的区块链异构系统。
本发明采用的技术方案如下：一种跨链锚定的区块链异构系统，包括：区块链锚定链，以及至少一条区块链业务链；所述区块链业务链用于业务逻辑和业务交易记账，所述区块链业务链还用于将证明区块链业务链活动与数据不可篡改的数字证据存证到区块链锚定链，以及检查区块链锚定链上对应的数字证据；其中，所述区块链锚定链使用第一共识机制进行共识，区块链业务链采用的第二共识机制可与所述第一共识机制不同。
进一步的，共识机制包括但不限于：基于算力的共识机制(POW)、基于权益的共识机制(POS)或基于权益委托的共识机制(DPOS)。
进一步的，所述第一共识机制为基于算力的共识机制(POW)；第二共识机制为基于权益委托的共识机制(DPOS)。
进一步的，当具有多条区块链业务链，每条区块链业务链所采用的共识机制均可以不相同。
进一步的，所述区块链业务链还用于将证明区块链业务链活动与数据不可篡改的数字证据存证到区块链锚定链，方法为：区块链业务链存储的业务内容和操作数据以数字摘要形式通过锚定链的交易存储在区块链锚定链上。
进一步的，所述数字摘要形式是指加密哈希摘要的形式。
进一步的，所述区块链业务链还用于将证明自身活动与数据不可篡改的数字证据存证到区块链锚定链，具体过程包括：在一段时间T内，区块链业务链的共识机制选择出的锚定提交节点对T时间段内产生的业务链区块进行读取；结合各业务链区块的默克尔树根哈希，与时间段、业务链参数和提交节点信息构造出一个新的编码数据，并再次进行哈希运算，生成最终的代表区块链活动的合成结构数据哈希摘要。
进一步的，所述区块链业务链还用于检查区块链锚定链上对应的数字证据。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明的技术方案通过在区块链业务链中采用不同于锚定链的共识机制，使得各区块链业务链根据自身情况选择合适的共识机制，提高各个区块链业务链的运行效率和业务匹配能力，进而提高整个区块链系统的效率、安全性和可信度；另外，锚定到区块链锚定链上的存证信息包括区块链业务链在时间段的所有活动历史，而且是不可篡改的，因此不仅完成了对自身整个业务链可信证明的存证锚定，同时保证了业务链所有交易的篡改无效性。
附图说明
图1是根据一示例性实施方案，例示出业务链与锚定链跨链锚定的区块链异构系统的示意框图。
图2是根据一示例性实施方案，例示出业务链对一段时间整个链上活动的哈希证明生成过程。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述，但本发明并不限于这些实施例。还应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于理解本发明，并不用于限定本发明。
在本申请实施例中，业务链与锚定链跨链锚定的区块链异构系统用于存储交易数据，涉及区块链业务链与区块链锚定链。需要说明的是，区块链交易及其存储是目前区块链技术中所熟知的技术，具体的实现过程这里不做过多的赘述。
具体地，本申请提出的业务链与锚定链跨链锚定的区块链异构系统包括：区块链锚定链，以及至少一条区块链业务链；所述区块链锚定链为具有高安全性和高可信度的基于算力的区块链，具备高度可信的数据上链不可逆操作；所述区块链业务链用于完成相应场景的高并发大规模业务逻辑和数据存储，将一定范围内业务活动记账数据以加密哈希摘要形式生成数字证据；所述区块链业务链通过本申请提出的实施方式将业务记账数字证据上传到区块链锚定链进行数字证据的存证；本申请通过在区块链业务链中采用不同于锚定链的共识机制，使得各条区块链业务链根据自身情况选择合适的共识机制，提高各个区块链业务链的运行效率和业务匹配能力，进而提高整个区块链系统的效率、安全性和可信度。
下面结合附图对本申请提出的业务链与锚定链跨链锚定的区块链异构系统做详细说明。
图1是根据一示例性实施方案，例示出业务链与锚定链跨链锚定的区块链异构系统的示意框图。结合附图详述如下：
以大规模社交场景为例，业务链的业务逻辑和业务数据存证操作是高频进行的，业务链采用非算力的出块共识机制(例如DPOS)，以满足交易响应的高性能要求。业务链周期性或触发性地对一定范围的区块链活动数据进行记账证据生成，对范围内所有业务链新区块的默克尔根数据进行组合后再进行哈希运算，以创建出和范围内业务链上新生区块整体数据(包括所有业务活动数据)一一对应的加密哈希证明。接着业务链节点将该证明和相关摘要信息组合后通过锚定链交易(例如以太坊交易)的形式发送到锚定链网络，将该交易永久打包存储到锚定链的区块上面。这样，业务链节点就将业务链的交易数据记账证明不断永久固化到锚定链上了。此过程从业务链诞生之时就开始进行，如果锚定链具有较高的安全性和可信度，那么业务链在完成业务操作数据存证的同时就又完成了对自身整个业务链可信证明的存证锚定，保证了业务链所有交易的篡改无效性。
其中，该方案特点是，将整个业务链的链上所有活动均通过特定算法计算出不可篡改的数字证据存证到锚定链上，而不是仅对业务链某种资产或者业务中特定数据进行存证。
仍以上述社交场景为例，业务链活动证据产生的实施过程如图2所示。任何社交操作均视为对业务链的输入交易，业务链上每个区块对该区块打包的所有交易构造默克尔树(Merkle Trees)结构，将树根哈希打包进入业务链。在存证周期时间T内，业务链共识机制选择出的锚定提交者(节点)对这段时间内产生的业务链区块(图2中的block n到区块block m)进行读取，结合各区块的默克尔树根哈希，与时间段、业务链参数和提交者签名等等信息构造出一个新的编码数据，并再次进行哈希运算，生成最终的代表区块链活动的合成结构hash。这个hash值以及相关信息则是业务链需要存证到锚定链上的锚定数据M。由于这个数据M和此段时间T内整个业务链的活动历史独一无二对应，任何对历史的改动都不能重算出匹配的M，因此可以认为对M的永久存证即锚定了时间T内的业务链所有活动历史。
其中，所述区块链锚定链使用基于算力的共识机制可以达到很高的可信度和安全性。需要说明的是，本申请实施例中区块链锚定链和业务链的共识过程所采用的共识机制包括但不限于：基于算力的共识机制(POW)、基于权益的共识机制(POS)或基于权益代理的共识机制(DPOS)。各种共识机制所实现的原理不同，例如，在基于算力的共识机制(POW)中，节点通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权。各种共识机制之间各有利弊，各种共识机制都是现有技术，这里不再赘述。此外，随着技术的发展，产生新的共识机制也可以适应于本申请的技术方案，也处于本申请保护的范围。
在本申请实施例中，将数据存证于一笔不可篡改的交易中，从而完成了存证的过程，这个过程本申请称为锚定，本质上是将存证数据链条锚定到了区块链上，因此本申请将存储存证的链定义为区块链锚定链。所述锚定链可以为比特币区块链或者以太坊区块链等现有公链。
在本实施例中，通过在区块链业务链中采用不同于区块链锚定链的共识机制，使得各个区块链业务链根据自身情况选择合适的共识机制，提高各个区块链业务链的运行效率，进而提高整个锚定链与业务链跨链锚定的区块链异构系统的效率。
在本申请所提供的实施例中，应该理解所描述的方法和系统都是示意性的，在实际实施过程中通过调整可以有所差别。另外，各功能单元或模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于本发明的保护范围。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种跨链锚定的区块链异构系统，其特征在于，包括：区块链锚定链，以及至少一条区块链业务链；所述区块链业务链用于业务逻辑和业务交易记账，所述区块链业务链还用于将证明区块链业务链活动与数据不可篡改的数字证据存证到区块链锚定链，以及检查区块链锚定链上对应的数字证据；其中，所述区块链锚定链使用第一共识机制进行共识，区块链业务链采用的第二共识机制可与所述第一共识机制不同。
2.如权利要求1所述的跨链锚定的区块链异构系统，其特征在于，共识机制包括但不限于：基于算力的共识机制、基于权益的共识机制或基于权益委托的共识机制。
3.如权利要求1所述的跨链锚定的区块链异构系统，其特征在于，所述第一共识机制为基于算力的共识机制；第二共识机制为基于权益委托的共识机制。
4.如权利要求1所述的跨链锚定的区块链异构系统，其特征在于，当具有多条区块链业务链，每条区块链业务链所采用的共识机制均可以不相同。
5.如权利要求1所述的跨链锚定的区块链异构系统，其特征在于，所述区块链业务链还用于将证明区块链业务链活动与数据不可篡改的数字证据存证到区块链锚定链，方法为：区块链业务链存储的业务内容和操作数据以数字摘要形式通过锚定链的交易存储在区块链锚定链上。
6.如权利要求5所述的跨链锚定的区块链异构系统，其特征在于，所述数字摘要形式是指加密哈希摘要的形式。
7.如权利要求1所述的跨链锚定的区块链异构系统，其特征在于，所述区块链业务链还用于将证明区块链业务链活动与数据不可篡改的数字证据存证到区块链锚定链，具体过程包括：在一段时间T内，区块链业务链的共识机制选择出的锚定提交节点对T时间段内产生的业务链区块进行读取；结合各业务链区块的默克尔树根哈希，与时间段、业务链参数和提交节点信息构造出一个新的编码数据，并再次进行哈希运算，生成最终的代表区块链活动的合成结构数据哈希摘要。
8.如权利要求1所述的跨链锚定的区块链异构系统，其特征在于，区块链业务链还用于检查区块链锚定链上对应的数字证据。
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