CN111741114B - 基于区块链的可监管跨链交互系统、方法及设备 - Google Patents

基于区块链的可监管跨链交互系统、方法及设备 Download PDF

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Abstract

本申请提供基于区块链的可监管跨链交互系统、方法及设备，所述系统包括：跨域链、至少一个异构应用链、主链以及与所述主链连接的至少一个同构应用链，所述异构应用链是指与所述主链的体系架构不相同的应用链，所述同构应用链是指与所述主链的体系架构相同的应用链，所述跨域链是指用来建立所述至少一个异构应用链和所述主链之间互联的中继链，所述跨域链中包含有监管节点。本申请可以有效打破基于不同区块链体系的数据隔离，促进价值数据的流通，为基于区块链的应用提供了便利。

Description

基于区块链的可监管跨链交互系统、方法及设备
技术领域
本申请涉及基于区块链的跨链交互应用技术领域，具体而言，涉及基于区块链的可监管跨链交互系统、方法及设备。
背景技术
目前已有许多企业和机构基于区块链来构建应用。在应用构建过程中，不同的企业基于不同的业务场景选择了不同的区块链技术。由于区块链架构体系的不同，不同企业的区块链应用无法进行数据交互，从而造成了数据的隔离，阻碍了区块链的协同操作能力，限制了区块链的价值创造。
为了解决不同区块链之间的交互，人们提出众多解决方案，包括公证人机制、哈希锁定、中继技术，目前大多数的技术是选择类似中继的方式来解决不同区块链之间的跨链交易数据交互，例如发明名称为“一种基于区块链的跨链互联方法、设备以及系统”、公开号为“CN110266655”的发明专利，其公开了不同业务链之间的交互；又如，发明名称为“基于跨链交易数据的共识方法、装置和存储介质”、公开号为“CN107909369”的发明专利，其公开了“平行链+互联链”的数据交互方式，等等。但是，这些专利对异构链和同构链的交互没有涉及或描述不足，如异构应用链和主链之间以及同构应用链和异构应用链之间的数据交互方式，不利于高价值数据的自由流通。
同时，由于企业之间选用区块链技术架构的不同，不同体系下的数据处于割裂的状态，数据存储在不同的区块链体系中，监管机构也面临数据分散、复杂及不统一的问题，造成了监管的困难。因此还需要考虑数据监管问题来确保数据交互的合规性，但是现有技术中针对跨链交易数据的监管问题很少提及。
因此，如何解决不同区块链体系中的数据隔离、协同难和监管难的问题，提出一种可以适用于不同区块链架构之间的跨链可监管交互方案显得尤为重要。
发明内容
有鉴于此，本申请提供基于区块链的可监管跨链交互系统、方法及设备，旨在实现不同区块链体系结构之间的数据交互。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供基于区块链的可监管跨链交互系统，包括：跨域链、至少一个异构应用链、主链以及与所述主链连接的至少一个同构应用链，所述异构应用链是指与所述主链的体系架构不相同的应用链，所述同构应用链是指与所述主链的体系架构相同的应用链，所述跨域链是指用来建立所述至少一个异构应用链和所述主链之间互联的中继链，所述跨域链中包含有监管节点。
可选的，所述跨域链由监管节点和中继节点组成，所述异构应用链由共识节点和普通节点组成，所述主链由超级节点、验证节点、普通节点、和从节点组成，所述从节点是指与所述主链连接的同构应用链上的共识节点，所述同构应用链由共识节点和普通节点组成。
可选的，所述跨域链的监管节点进一步包含有数据收发模块、数据验证模块、共识模块、监管模块、信息维护模块；所述数据收发模块用于接收所述主链或所述异构应用链的跨链交易数据；所述数据验证模块用于对所述跨链交易数据的有效性进行检验；所述共识模块用于对链内交易进行共识；所述监管模块用于监测跨链交易数据的合规性；所述信息维护模块用于存储维护接入所述跨域链的接入链的信息。
可选的，所述监管模块进一步包括：审查请求子模块、数据存储子模块、数据分析子模块以及策略更新子模块；所述审查请求子模块用于对链上的跨链交易数据或存储在所述数据存储子模块中的数据发起数据审查请求；所述数据存储子模块用于存储交易数据；所述数据分析子模块用于对链上的跨链交易数据或存储在所述数据存储子模块中的数据进行分析汇总；所述策略更新子模块用于更新合规性的审查策略。
第二方面，本申请还提供基于区块链的可监管跨链交互方法，所述方法应用于基于区块链的可监管跨链交互系统，所述方法包括：
所述至少一个异构应用链和/或所述主链向所述跨域链发出连接请求；
所述跨域链的中继节点接收所述连接请求，并将所述连接请求在跨域链中进行广播；
所述跨域链中的监管节点和中继节点投票表决是否接受所述连接请求；
若是，则所述跨域链给予所述请求接入的异构应用链或主链一个唯一的标号Id；
所述至少一个异构应用链和/或所述主链与所述跨域链成功连接。
可选的，所述至少一个异构应用链和所述跨域链成功连接具体可为所述至少一个异构应用链上的共识节点和所述跨域链上的中继节点成功连接；所述主链和所述跨域链成功连接具体可为所述主链上的验证节点与所述跨域链上的中继节点成功连接；所述异构应用链上建立连接关系的共识节点为所述异构应用链的桥接连接点，所述主链上建立连接关系的验证节点为所述主链的桥接连接点。
可选的，当所述至少一个异构应用链和所述主链均与所述跨域链成功连接之后还包括：
所述至少一个异构应用链通过其自身的桥接连接点向所述跨域链发出跨链交易数据；
所述跨域链接收所述跨链交易数据并对跨链交易数据并对所述跨链交易数据的有效性和合规性进行验证，验证通过则对所述跨链交易数据达成共识，然后将跨链交易数据转发给所述主链的验证节点；
所述主链的验证节点对所述跨链交易数据数据的有效性进行验证，并在确认有效后，由所述主链的超级节点对所述跨链交易数据达成共识；
所述主链的验证节点根据跨链交易数据内容判定跨链调用的合约是否在主链上；
若是，则判定所述跨链交易数据的目的链为主链，所述主链调用指定的智能合约并执行得到执行结果；
所述执行结果上链并返回给所述跨域链，再经由所述跨域链返回给所述异构应用链。
可选的，若所述主链的验证节点判定跨链调用的合约不在所述主链上，则判定所述跨链交易数据的目的链为所述主链的同构应用链；
所述跨链交易数据经由所述主链上的验证节点发送至所述同构应用链；
所述同构应用链接收所述跨链交易数据，调用指定的智能合约并执行得到执行结果；
所述执行结果上链并返回所述主链，再经由所述跨域链返回给所述异构应用链。
可选的，当所述至少一个异构应用链和所述主链均与所述跨域链成功连接之后还包括：
所述主链通过其自身的桥接连接点向所述跨域链发出跨链交易数据；
所述跨域链接收所述跨链交易数据并对跨链交易数据达成共识后，将所述跨链交易数据转发给指定的异构应用链。
第三方面，本申请还提供基于区块链的可监管跨链交互方法，所述方法应用于基于区块链的可监管跨链交互系统，所述系统具有至少两个均与所述主链连接的同构应用链，任意两个所述同构应用链之间进行跨链交易数据时，将其中一个所述同构应用链称为第一同构应用链，并将另一个称为第二同构应用链，则所述方法包括：
所述第一同构应用链的共识节点将链内的跨链交易数据转发至所述主链；
所述主链的验证节点对所述跨链交易数据的有效性进行验证，并在确认有效后，由所述主链的超级节点对所述跨链交易数据达成共识；
所述主链上的验证节点根据所述跨链交易数据内容判定跨链调用的合约是否在所述主链上；
若在，则判定所述跨链交易的目的链为主链，所述主链上的共识节点根据所述跨链交易数据的内容调用指定的智能合约并执行，将执行结果上至主链；
所述主链的从节点将所述执行结果返回所述第一同构应用链。
可选的，若所述主链上的验证节点根据所述跨链交易数据内容判定跨链调用的合约不在所述主链上，则判定所述跨链交易的目的链为第二同构应用链；
所述主链将所述跨链交易数据经由从节点转发至所述第二同构应用链，所述从节点为与所述主链连接的所述第二同构应用链上的共识节点；
所述第二同构应用链根据跨链交易数据的内容调用指定智能合约并执行，执行后的结果经由所述主链返回所述第一同构应用链。
第四方面，本申请还提供基于区块链的可监管跨链交互方法，所述方法应用于基于区块链的可监管跨链交互系统，所述方法包括：
新增节点向所述跨域链发起接入请求，所述接入请求中包含是作为中继节点加入还是作为监管节点加入的信息；
所述跨域链接收所述接入请求并且所述跨域链中的原有监管节点对所述接入请求进行投票表决；
当所述投票表决通过后，所述跨域链中的原有监管节点将新增节点的信息转发至其他各节点；
所述跨域链中的各监管节点和中继节点将所述新增节点的信息记录在本地维护的节点管理列表中。
第五方面，本申请还提供基于区块链的可监管跨链交互方法，所述方法应用于基于区块链的可监管跨链交互系统，所述方法包括：
所述审查请求子模块对链上的跨链交易数据发起数据审查请求；
所述数据分析子模块获取所述待审查的链上的跨链交易数据，并进行分析汇总得出分析结果；
根据分析结果，所述策略更新子模块制定新的合规性的审查策略。
第六方面，本申请实施例还提供一种设备，包括：处理器、存储器及通信单元；
所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过所述通信单元通信；
其中，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行上述各方面所述的方法。
第七方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述各方面所述的方法。
本申请的有益效果是：
1、本申请基于区块链的各种应用场景构建了一种主从区块链(即主链及其同构应用链)的方式，可以方便企业根据不同的业务场景创建特征化子链，并依靠主链进行高层次共识，在不降低安全性的前提下，提升区块链的性能；
2、为了实现主从链和其它异构区块链进行交互，提出了一种由监管节点和中继节点组成的跨域链，主链和异构应用链通过跨链通信协议与跨域链连接，通过跨域链可以实现异构应用链与主链的跨链数据交互；通过引入跨域链，可以有效打破基于不同区块链体系的数据隔离，促进价值数据的流通，为基于不同区块链体系的应用交互提供了便利。
3、在本申请中，监管节点只存在于跨域链中，监管节点负责对跨链数据进行审查，可有效实现对交易的合法合规性进行预警和监测，同时可通过大数据分析结果来指定跨链数据的策略规则，对非法的交易进行屏蔽。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请一实施例提供的基于区块链的可监管跨链交互系统的网络拓扑图；
图2为本申请一实施例提供的跨域链上的监管节点和中继节点的结构框图；
图3为本申请一实施例提供的基于区块链的可监管跨链交互方法的流程图；
图4为本申请一实施例提供的跨链交易数据的数据格式；
图5为本申请另一实例提供的基于区块链的可监管跨链交互方法的流程图；
图6为本申请另一实例提供的基于区块链的可监管跨链交互方法的流程图；
图7为本申请另一实例提供的基于区块链的可监管跨链交互方法的流程图。
图8为本申请另一实例提供的基于区块链的可监管跨链交互方法的流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
现有的区块链跨链交易技术中都没有涉及不同结构之间，如异构应用链和主链之间以及同构应用链和异构应用链之间的数据交互方式，无法打破基于不同区块链体系的数据隔离，不利于高价值数据的自由流通。
基于此，本申请提出了一种由监管节点和中继节点组成的跨域链，主链和异构应用链根据跨域协议与跨域链连接，通过跨域链可以实现异构应用链与主链的跨链数据交互，打破不同区块链结构之间的数据隔离。
下面将结合具体实施例对本申请的技术方案加以解释。
第一方面，本申请提供基于区块链的可监管跨链交互系统，如图1所示，所示系统包括：跨域链、至少一个异构应用链、主链以及与所述主链连接的至少一个同构应用链，所述异构应用链是指与所述主链的体系架构不相同的应用链，所述同构应用链是指与所述主链的体系架构相同的应用链，所述跨域链是指用来建立所述至少一个异构应用链和所述主链之间互联的中继链，所述跨域链中包含有监管节点100。
所述同构应用链和异构应用链的个数可根据不同的业务场景灵活设置。
本申请基于区块链的各种应用场景构建了一种主从区块链(即主链及其同构应用链)的方式，可以方便企业根据不同的业务场景创建特征化子链，并依靠主链进行高层次共识，在不降低安全性的前提下，提升区块链的性能；在跨域链中引入监管节点，可有效实现对交易的合法合规性进行预警和监测。
作为可选的实施方式，如图1所示，所述跨域链由监管节点100和中继节点104组成，所述监管节点100只在跨域链中部署。在跨域链中，所述监管节点100负责对中继节点104的行为和跨链交易的合规性进行监测，所述跨域链上的共识由监管节点100和中继节点104负责，所述跨域链的共识采用类PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错算法)的共识算法(领导者机制)，每轮共识的领导者从监管节点100中选举，领导其它中继节点104进行共识，中继节点104对每轮共识进行投票，共识的过程包含对跨链交易的有效性验证。所述跨域链中的中继节点104负责从所述异构应用链或主链中收发跨链交易、转换数据格式、验证跨链交易数据和参与跨域链的共识。
所述异构应用链由共识节点102和普通节点105组成，所述共识节点102负责对链内的交易进行共识，共识算法不做约束。
所述主链由超级节点101、验证节点103、普通节点105和从节点组成，所述从节点是指与所述主链连接的同构应用链上的共识节点102，所述超级节点101负责所述主链内交易的共识，共识算法不做约束。所述验证节点103负责对跨链交易的有效性进行验证并转发所述跨链交易。在系统初始化时，主链借助桥接装置，通过链内的验证节点103与跨域链建立联系，该验证节点也称之为桥接连接点。验证节点主要对来自跨域链或同构应用链来的跨链交易数据进行验证和转发。
基于主链可构建多条相同架构类型的从链，即同构应用链，同构应用链由共识节点102和普通节点105组成，所述共识节点102负责链内的共识，同时每条从链即同构应用链中至少一个共识节点102与所述主链连接，当所述同构应用链上的某一共识节点102与所述主链连接，该建立连接关系的共识节点102就既从属于主链又从属于本从链或本同构应用链，并负责转发跨链交易；基于所述主链构建的同构应用链上的共识算法初始化时，与所述主链的共识算法一致，但是可以根据业务场景进行变更。
通过跨域链可以实现异构应用链与主链的跨链数据交互；通过引入跨域链，可以有效打破基于不同区块链体系的数据隔离，促进价值数据的流通，为基于不同区块链体系的应用交互提供了便利。
作为可选的实施方式，如图2所示，所述跨域链的监管节点100进一步包含有数据收发模块100a、数据验证模块100b、共识模块100c、监管模块100d和信息维护模块100e；所述数据收发模块100a用于接收所述主链或所述异构应用链的跨链交易数据；所述数据验证模块100b用于对所述跨链交易数据的有效性进行检验；所述共识模块100c用于对链内交易进行共识；所述监管模块100d用于监测跨链交易数据的合规性或有效性；所述信息维护模块100e用于存储维护接入所述跨域链的接入链的信息。
作为可选的实施方式，所述监管模块100d进一步包括：审查请求子模块、数据存储子模块、数据分析子模块以及策略更新子模块；所述审查请求子模块用于对链上的跨链交易数据或存储在所述数据存储子模块中的数据发起数据审查请求；所述数据存储子模块用于存储交易数据；所述数据分析子模块用于对链上的跨链交易数据或存储在所述数据存储子模块中的数据进行分析汇总；所述策略更新子模块用于更新合规性的审查策略。
如图2所示，所述中继节点104进一步包含有数据收发模块104a、数据适配模块104b、数据验证模块104c和共识模块104d，所述数据收发模块104a用于从所述异构应用链或主链中收发跨链交易数据，所述数据适配模块104b用于转换数据格式，数据验证模块104c用于验证跨链交易数据有效性，所述共识模块104d用于参与跨域链的共识。
需要说明的是，上述各个节点可以是各种电子设备，也可以是各种电子设备中的功能单元、硬件模块或者软件模块，所述电子设备包括但不限于PC机、手机或者工业电子设备等。
第二方面，如图3所示，本申请还提供基于区块链的可监管跨链交互方法，所述方法应用于基于区块链的可监管跨链交互系统，所述方法包括：
S301：所述至少一个异构应用链和/或所述主链向所述跨域链发出连接请求；
所述异构应用链或主链的至少一个节点通过桥接装置和跨域网关提供的接口向跨域链发出连接请求，跨域链中的某一中继节点通过跨链通信协议与所述发出连接请求的节点交互，跨域链的中继节点可以看做所述发出连接请求的节点在跨域链的代理；所述异构应用链或主链发起的连接请求包含其自身所用的共识算法、签名算法、接入链的名称和节点的路由信息(如IP地址和端口号Port)。
S302：所述跨域链的中继节点接收所述连接请求，并将所述连接请求在跨域链中进行广播；
所述跨域链内的中继节点的数据收发模块通过跨链通信协议接收所述连接请求，所述中继节点可以看作所述请求接入的异构应用链或主链在跨域链中的代理节点，随后将所述连接请求在跨域链中进行广播。
S303：所述跨域链中的监管节点和中继节点投票表决是否接受所述连接请求，若是，则执行步骤S304；
跨域链中的中继节点和监管节点对所述请求接入的异构应用链或主链的连接请求进行投票表决，采用的共识算法为类PBFT算法，表决过程的领导者从监管节点中选取，选取的方法为(view+1)modN，其中，view指当前视图，所述视图view用于记录每个节点的共识状态，N指节点数量(这里指代监管节点的数量)，mod运算即求余运算。为了提高安全性，可以采用引入随机函数的方式，确保领导者节点选取的随机性，其他中继节点参与共识。
S304：所述跨域链给予所述请求接入的异构应用链或主链一个唯一的标号Id；
当投票达到2f+1(f为跨域链中的拜占庭故障(作恶)节点数量)，则认为系统接收该连接请求，所述跨域链给予所述请求接入的异构应用链或主链一个唯一的标号Id，同时将所述请求接入的异构应用链或主链的信息记录在链。跨域链中所述请求接入的异构应用链或主链的信息维护在一个接入链管理列表中，列表内维护的信息如表1所示。
表1
接入链名称 编号Id 共识算法 签名算法 路由信息
主链 1 consensus1 Sig1 <Ip1,Port1>
第一异构链 2 consensus2 Sig2 <Ip2,Port2>
… … … … …
S305：所述至少一个异构应用链和/或所述主链与所述跨域链成功连接。
接入链(即请求接入的异构应用链或主链)接入成功，负责维护连接关系的所述请求连接的异构应用链或主链中的节点就成为一种特殊节点即桥接连接点。
在可选的实施方式中，异构应用链中负责维护连接关系的节点为共识节点，也即此时异构应用链中的桥接连接点是一种特殊的共识节点；主链中负责维护连接关系的节点为验证节点，也即此时主链中的桥接连接点是一种特殊的验证节点。需要说明的是：桥接连接点负责将跨链交易数据转发至跨域链内，但是桥接连接点只从属于本异构应用链或本主链。
需要注意的是，每个连接关系的桥接连接点至少一个。同时跨域链中负责与其它链传输数据的中继节点也不是固定的，而是随机变化的，这样可以提高系统的安全性。
在异构应用链或主链接入跨域链的过程中，实施跨链交易数据的验证由中继节点和监管节点的验证模块处理，跨链数据的转发由中继节点的收发模块处理，跨链数据的共识由中继节点和监管节点的共识模块处理。
通过上述实施例，主链和异构应用链就可以通过跨域链建立连接关系，这样主链和异构应用链的跨链数据交互就可以通过跨域链完成。需要注意的是，在跨域系统建立初始化时，主链就自动会连接到跨域链中，其它的异构应用链则是后期根据需要加入的或退出的。
在主链、异构应用链接入所述跨域链后，就可以通过跨域网关进行数据的交互。在本系统中，跨链数据交互包含四种类型：第一种类型是异构应用链与主链的数据交互；第二种类型是异构应用链与同构应用链的数据交互；第三种类型是主链和同构应用链的数据交互；第四种是同构应用链之间的数据交互。
若是第一种类型和第二种类型的跨链数据交互方式时，则本申请在所述至少一个异构应用链和所述主链均与所述跨域链成功连接之后还包括步骤，如图5所示：
S501：所述至少一个异构应用链通过其自身的桥接连接点向所述跨域链发出跨链交易数据；
S502：所述跨域链接收所述跨链交易数据并对所述跨链交易数据的有效性和合规性进行验证，验证通过则对所述跨链交易数据达成共识，然后将跨链交易数据转发给所述主链的验证节点；
跨链交易的验证和共识过程如下：
跨域链中的中继节点的数据收发模块接收跨链交易数据，为了使得所接收的跨链交易数据的格式遵循跨链交互的传输协议，所述中继节点的数据适配模块将接收的跨链交易数据转换成如图4所示的数据格式，其包含但不限于来源链Id、目的链Id、交互数据内容编码Content、跨链交易证明Proof、跨链交易所在区块索引及其他附属信息。
然后所述中继节点将跨链交易数据在跨域链内广播，中继节点调用数据验证模块对跨链交易数据的有效性进行验证，跨链交易数据的有效性验证采用简易支付验证(Simplified Payment Verification,SPV)或其他可行的方式，如果有效则将跨链交易数据转发给监管节点，监管节点获取所述跨链交易数据，对跨链交易数据的有效性和合规性进行双重验证，跨链交易数据的有效性验证采用SPV方式验证，跨链交易数据的合规性调用监管模块的策略模型进行验证，所述策略模型是指合规性检测所采用的数据交易规则或者交易限制逻辑。
在所述有效性和合规性检测完成之后，就可进行共识算法，该共识算法也由监管节点或中继节点执行，所述共识算法采用类PBFT的共识算法，每轮共识的领导者均是从监管节点中选取，领导其它中继节点进行共识，中继节点参与每轮的共识。跨域链对跨链交易数据达成共识，共识结果记录在链，上链的内容信息为图4所示信息，然后跨域链的中继节点将跨链交易数据转发给主链的验证节点，此时跨链交易数据相比图4的数据变更了部分内容，就是在Other字上增加了跨域链的区块号和中继节点的签名。
在本申请中，监管节点只存在于跨域链中，监管节点负责对跨链数据进行审查，可有效实现对交易的合法合规性进行预警和监测。
S503：所述主链的验证节点对所述跨链交易数据数据的有效性进行验证，并在确认有效后，由所述主链的超级节点对所述跨链交易数据达成共识；
主链的验证节点收到跨链交易数据后，对跨链交易数据的有效性进行检测，主要检测两方面的内容：一是检测中继节点的签名是否有效；二是检测跨链交易数据是否已经在跨域链达成共识，即记录在跨域链上。
S504：所述主链的验证节点根据跨链交易数据内容判定跨链调用的合约是否在主链上，若是，则执行步骤S505，否则执行步骤S507；
S505：判定所述跨链交易数据的目的链为主链，所述主链调用指定的智能合约并执行得到执行结果；
S506：所述执行结果上链并返回给所述跨域链，再经由所述跨域链返回给所述异构应用链。
若判定目的链为主链，主链随后根据跨域交易数据的内容调用主链上指定的智能合约并执行，执行后将执行结果上链并返回给跨域链，再经由跨域链返回给异构应用链，即完成从异构链应用到主链的跨链数据交互。
作为可选的实施方式，若所述主链的验证节点判定跨链调用的合约不在所述主链上，则判定所述跨链交易数据的目的链为所述主链的同构应用链；
S507：所述跨链交易数据经由所述主链上的验证节点发送至所述同构应用链；
S508：所述同构应用链接收所述跨链交易数据，调用指定的智能合约并执行得到执行结果；
S509：所述执行结果上链并返回所述主链，再经由所述跨域链返回给所述异构应用链。
至此完成从异构应用链到同构应用链的跨链数据交互。
为了防止单节点的作恶，与跨域链建立连接关系的桥接连接点可以设置多个，从而提高系统的安全性。
通过跨域链可以实现异构应用链与主链的跨链数据交互；通过引入跨域链，可以有效打破基于不同区块链体系的数据隔离，促进价值数据的流通，为基于不同区块链体系的应用交互提供了便利。
由于所述主链和所述异构应用链之间的交互是双方相互的，因此本申请的方法也包括主链通过跨域链向异构应用链发起的数据交互，其流程为：
所述主链通过其自身的桥接连接点向所述跨域链发出跨链交易数据；
所述跨域链接收所述跨链交易数据并对跨链交易数据达成共识后，将所述跨链交易数据转发给指定的异构应用链。
所述第三种类型和第四种类型的跨链数据交互方式，从本质上属于同类型的跨链交易，该跨链交易发生在结构类似的区块链体系架构中。
若是第三种类型和第四种类型的跨链数据交互方式时，则第三方面，本申请还提供基于区块链的可监管跨链交互方法，所述方法应用于基于区块链的可监管跨链交互系统，所述系统具有至少两个均与所述主链连接的同构应用链，任意两个所述同构应用链之间进行跨链交易数据时，将其中一个所述同构应用链称为第一同构应用链，并将另一个称为第二同构应用链，则所述方法包括如图6所示的步骤：
S601：所述第一同构应用链的共识节点将链内的跨链交易数据转发至所述主链；
第一同构应用链的共识节点将链内的跨链交易数据转发至主链，跨链交易数据格式包含但不限于来源链Id、目的链Id、交互数据内容编码Content、跨链交易证明Proof、跨链交易所在区块索引及其他附属信息，基本的数据格式内容如图4所示。
S602：所述主链的验证节点对所述跨链交易数据的有效性进行验证，并在确认有效后，由所述主链的超级节点对所述跨链交易数据达成共识；
S603：所述主链上的验证节点根据所述跨链交易数据内容判定跨链调用的合约是否在所述主链上，若在，则执行步骤S604，否则执行步骤S606；
S604：判定所述跨链交易的目的链为主链，所述主链上的共识节点根据所述跨链交易数据的内容调用指定的智能合约并执行，将执行结果上至主链；
S605：所述主链的从节点将所述执行结果返回所述第一同构应用链。
作为可选的实施方式，若所述主链上的验证节点根据所述跨链交易数据内容判定跨链调用的合约不在所述主链上，则判定所述跨链交易的目的链为第二同构应用链；
S606：所述主链将所述跨链交易数据经由从节点转发至所述第二同构应用链，所述从节点为与所述主链连接的所述第二同构应用链上的共识节点；
S607：所述第二同构应用链根据跨链交易数据的内容调用指定智能合约并执行，执行后的结果经由所述主链返回所述第一同构应用链。
第四方面，如图7所示，本申请还提供基于区块链的可监管跨链交互方法，所述方法应用于基于区块链的可监管跨链交互系统，所述方法包括：
S701：新增节点向所述跨域链发起接入请求，所述接入请求中包含是作为中继节点加入还是作为监管节点加入的信息；
所述新增节点可为某一机构或组织，其通过系统提供的接口发起接入请求，所述接入请求的数据包含但不限于节点的IP地址、端口、身份信息以及作为中继节点加入还是作为监管节点加入的信息。
S702：所述跨域链接收所述接入请求并且所述跨域链中的原有监管节点对所述接入请求进行投票表决；
所述跨域链中的原有节点通过数据收发模块获取新增节点的加入请求，并将所述请求转发至其他已有监管节点进行投票表决(审核)；所述跨域链内节点的加入审核由监管节点投票表决，中继节点只是负责消息的转发，不参与表决；对新增节点的加入投票表决的过程就是共识达成的过程，共识采用类PBFT的算法，领导者节点从监管节点中选取，选取的方法为(view+1)modN；一旦确定领导者节点，则由其领导进行投票，当投票率达到或超过2/3，则认为节点加入成功；在共识过程中，为了防止造假，采用数字签名的方式对表决的结果进行签名，签名算法可以保证消息无法被篡改；所述共识过程由监管节点的共识模块实现；
S703：当所述投票表决通过后，所述跨域链中的原有监管节点将新增节点的信息转发至其他各节点；
S704：所述跨域链中的各监管节点和中继节点将所述新增节点的信息记录在本地维护的节点管理列表中。
当原有监管节点投票允许将新增节点纳入系统后，所述原有监管节点将新增节点的信息转发至其他各节点；所述跨域链中的各监管节点和中继节点就会更新本地维护的节点管理列表，将新节点的信息记录在表。
第五方面，如图8所示，本申请还提供基于区块链的可监管跨链交互方法，所述方法应用于基于区块链的可监管跨链交互系统，所述方法包括：
S801：所述审查请求子模块对链上的跨链交易数据发起数据审查请求；
假设监管模块需要对数据审查，则可通过系统提供的接口由所述审查请求子模块发起数据审查的请求；所述数据既可是链上交易数据也可是存储在数据库中的数据。
S802：所述数据分析子模块获取所述待审查的链上的跨链交易数据，并进行分析汇总得出分析结果；
所述数据分析子模块从链上获取指定的数据，并通过数据分析，对链上交易数据进行分析汇总，得到分析结果。
此外，本申请还可以获取缓存在数据存储子模块(数据库)中指定的数据，并对该数据进行分析汇总，得到分析结果。
S803：根据分析结果，所述策略更新子模块制定新的合规性审查策略。
根据所述分析结果或审查结果采取对应的措施，如惩罚节点(要求某个节点退出)或者更新合规性的审查策略。
第六方面，本申请实施例还提供一种设备，包括：处理器、存储器及通信单元；
所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过所述通信单元通信；
其中，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行上述各方面所述的方法。
所述存储器可以用于存储处理器的执行指令，存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储终端或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。当存储器中的执行指令由处理器执行时，使得设备能够执行以下上述方法实施例中的部分或全部步骤。
处理器为存储终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，以执行电子终端的各种功能和/或处理数据。所述处理器可以由集成电路(IntegratedCircuit，简称IC)组成，例如可以由单颗封装的IC所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装IC而组成。举例来说，处理器可以仅包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)。在本申请实施方式中，CPU可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。
通信单元，用于建立通信信道，从而使所述存储设备可以与其它终端进行通信。接收其他终端发送的用户数据或者向其他终端发送用户数据。
第七方面，本申请实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本申请提供的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。
本申请为了实现主从链和其它异构区块链进行交互，提出了一种由监管节点和中继节点组成的跨域链，主链和异构应用链根据跨域协议与跨域链连接，通过跨域链可以实现异构应用链与主链的跨链数据交互；通过引入跨域链，可以有效打破基于不同区块链体系的数据隔离，促进价值数据的流通，为基于不同区块链体系的应用交互提供了便利。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的节点实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.基于区块链的可监管跨链交互系统，其特征在于，包括：跨域链、至少一个异构应用链、主链以及与所述主链连接的至少一个同构应用链，所述异构应用链是指与所述主链的体系架构不相同的应用链，所述同构应用链是指与所述主链的体系架构相同的应用链，所述跨域链是指用来建立所述至少一个异构应用链和所述主链之间互联的中继链，所述跨域链中包含有监管节点;
所述跨域链由监管节点和中继节点组成，所述异构应用链由共识节点和普通节点组成，所述主链由超级节点、验证节点、普通节点、和从节点组成，所述从节点是指与所述主链连接的同构应用链上的共识节点，所述同构应用链由共识节点和普通节点组成;
所述跨域链的监管节点进一步包含有数据收发模块、数据验证模块、共识模块、监管模块、信息维护模块；所述数据收发模块用于接收所述主链或所述异构应用链的跨链交易数据；所述数据验证模块用于对所述跨链交易数据的有效性进行检验；所述共识模块用于对链内交易进行共识；所述监管模块用于监测跨链交易数据的合规性；所述信息维护模块用于存储维护接入所述跨域链的接入链的信息;
所述监管模块进一步包括：审查请求子模块、数据存储子模块、数据分析子模块以及策略更新子模块；所述审查请求子模块用于对链上的跨链交易数据或存储在所述数据存储子模块中的数据发起数据审查请求；所述数据存储子模块用于存储交易数据；所述数据分析子模块用于对对链上的跨链交易数据或存储在所述数据存储子模块中的数据进行分析汇总；所述策略更新子模块用于更新合规性的审查策略。
2.基于区块链的可监管跨链交互方法，所述方法应用于如权利要求1所述的基于区块链的可监管跨链交互系统，其特征在于，所述方法包括：
所述至少一个异构应用链和/或所述主链向所述跨域链发出连接请求；
所述跨域链的中继节点接收所述连接请求，并将所述连接请求在跨域链中进行广播；
所述跨域链中的监管节点和中继节点投票表决是否接受所述连接请求；
若是，则所述跨域链给予所述请求接入的异构应用链或主链一个唯一的标号Id；
所述至少一个异构应用链和/或所述主链与所述跨域链成功连接。
3.如权利要求2所述的基于区块链的可监管跨链交互方法，其特征在于，所述至少一个异构应用链和所述跨域链成功连接具体可为所述至少一个异构应用链上的共识节点和所述跨域链上的中继节点成功连接；所述主链和所述跨域链成功连接具体可为所述主链上的验证节点与所述跨域链上的中继节点成功连接；所述异构应用链上建立连接关系的共识节点为所述异构应用链的桥接连接点，所述主链上建立连接关系的验证节点为所述主链的桥接连接点。
4.如权利要求3所述的基于区块链的可监管跨链交互方法，其特征在于，当所述至少一个异构应用链和所述主链均与所述跨域链成功连接之后还包括：
所述至少一个异构应用链通过其自身的桥接连接点向所述跨域链发出跨链交易数据；
所述跨域链接收所述跨链交易数据并对所述跨链交易数据的有效性和合规性进行验证，验证通过则对所述跨链交易数据达成共识，然后将跨链交易数据转发给所述主链的验证节点；
所述主链的验证节点对所述跨链交易数据数据的有效性进行验证，并在确认有效后，由所述主链的超级节点对所述跨链交易数据达成共识；
所述主链的验证节点根据跨链交易数据内容判定跨链调用的合约是否在主链上；
若是，则判定所述跨链交易数据的目的链为主链，所述主链调用指定的智能合约并执行得到执行结果；
所述执行结果上链并返回给所述跨域链，再经由所述跨域链返回给所述异构应用链。
5.如权利要求4所述的基于区块链的可监管跨链交互方法，其特征在于，若所述主链的验证节点判定跨链调用的合约不在所述主链上，则判定所述跨链交易数据的目的链为所述主链的同构应用链；
所述跨链交易数据经由所述主链上的验证节点发送至所述同构应用链；
所述同构应用链接收所述跨链交易数据，调用指定的智能合约并执行得到执行结果；
所述执行结果上链并返回所述主链，再经由所述跨域链返回给所述异构应用链。
6.如权利要求3所述的基于区块链的可监管跨链交互方法，其特征在于，当所述至少一个异构应用链和所述主链均与所述跨域链成功连接之后还包括：
所述主链通过其自身的桥接连接点向所述跨域链发出跨链交易数据；
所述跨域链接收所述跨链交易数据并对跨链交易数据达成共识后，将所述跨链交易数据转发给指定的异构应用链。
7.基于区块链的可监管跨链交互方法，所述方法应用于应用于如权利要求1所述基于区块链的可监管跨链交互系统，所述系统具有至少两个均与所述主链连接的同构应用链，任意两个所述同构应用链之间进行跨链交易数据时，将其中一个所述同构应用链称为第一同构应用链，并将另一个称为第二同构应用链，其特征在于，所述方法包括：
所述第一同构应用链的共识节点将链内的跨链交易数据转发至所述主链；
所述主链的验证节点对所述跨链交易数据的有效性进行验证，并在确认有效后，由所述主链的超级节点对所述跨链交易数据达成共识；
所述主链上的验证节点根据所述跨链交易数据内容判定跨链调用的合约是否在所述主链上；
若在，则判定所述跨链交易的目的链为主链，所述主链上的共识节点根据所述跨链交易数据的内容调用指定的智能合约并执行，将执行结果上至主链；
所述主链的从节点将所述执行结果返回所述第一同构应用链。
8.如权利要求7所述的基于区块链的可监管跨链交互方法，其特征在于，若所述主链上的验证节点根据所述跨链交易数据内容判定跨链调用的合约不在所述主链上，则判定所述跨链交易的目的链为第二同构应用链；
所述主链将所述跨链交易数据经由从节点转发至所述第二同构应用链，所述从节点为与所述主链连接的所述第二同构应用链上的共识节点；
所述第二同构应用链根据跨链交易数据的内容调用指定智能合约并执行，执行后的结果经由所述主链返回所述第一同构应用链。
9.基于区块链的可监管跨链交互方法，所述方法应用于如权利要求1所述的基于区块链的可监管跨链交互系统，其特征在于，所述方法包括：
新增节点向所述跨域链发起接入请求，所述接入请求中包含是作为中继节点加入还是作为监管节点加入的信息；
所述跨域链接收所述接入请求并对所述跨域链中的原有监管节点对所述接入请求进行投票表决；
当所述投票表决通过后，所述跨域链中的原有监管节点将新增节点的信息转发至其他各节点；
所述跨域链中的各监管节点和中继节点将所述新增节点的信息记录在本地维护的节点管理列表中。
10.基于区块链的可监管跨链交互方法，所述方法应用于如权利要求1所述的基于区块链的可监管跨链交互系统，其特征在于，所述方法包括：
所述审查请求子模块对链上的跨链交易数据发起数据审查请求；
所述数据分析子模块获取待审查的链上的跨链交易数据，并进行分析汇总得出分析结果；
根据分析结果，所述策略更新子模块制定新的合规性的审查策略。
11.一种设备，其特征在于，包括：处理器、存储器及通信单元；
所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过所述通信单元通信；
其中，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行权利要求2至10任一项所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求2至10任一项所述的方法。
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Title
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