CN111797171A - 一种基于区块链跨链技术的数据同步系统 - Google Patents

一种基于区块链跨链技术的数据同步系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链跨链技术的数据同步系统，具体涉及跨链通信技术领域，包括区块链和中继链，所述中继链包括交易执行层、验证引擎和存储层，所述交易层包括跨链交易执行层和系统交易执行层，验证引擎包括验证模块和部署管理模块，所述验证器模块内置执行层，所述规则管理模块内置规则管理合约，所述存储层包括处理器和和存储器，所述存储层通过数据接口与所述中继链连接，用于存储中继链中的数据信息，本发明可以可以实现跨链交易，且能解决在交易过程中接入新的区块链的数据同步问题。

Description

一种基于区块链跨链技术的数据同步系统
技术领域
本发明涉及跨链通信技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于区块链跨链技术的数据同步系统。
背景技术
区块链是一种加密账本，由在公共或私有网络上共享的交易数据日志组成，它正在迅速将自身确立为新兴数字化企业变革的关键推动力。随着区块链技术的不断发展，在业务与技术的双重需求下，链与链之间的互操作得到越来越多的重视，跨链已成区块链技术的必要需求和必然发展趋势。跨链技术作为连接各区块链的桥梁，其主要应用是实现不同区块链之间的资产原子性交易、信息互通、服务互补等功能，以严谨描述、规范实现和普通应用的发展思路，使跨链协议成为“价值互联网”的技术关键。
2018年进展通过名为’TerraBridge’的技术实现，Contractland核心小组同时宣布近期将迅速完成其他支持EVM的公链Token跨链互转。这项技术实现了链上交易所(DecentralizedExchange,DEX)技术基础的关键突破，解决了当前链上交易所两大症结：一是只能支持一条公链上发行的Token，缺乏跨链交互能力，交易对受局限；二是最终的交易确认依赖速度较慢的以太坊主链。通过将各个公链上发行的Token转入为交易做过特殊优化的TerraChain上，可以实现币种丰富、确认迅速的链上交易。
开源是迈向区块链互联的第一步，其中现有技术跨链方式：1)哈希锁定，安全性高但是场景有限；2)公证人机制：实现简单但是存在中心化作恶风险；3)中继链的机制，具备分布式治理的安全性，目前仅有公链的实现且对异构链支持不够友好。为了跨链交易的安全性，实时的实现数据同步很重要。
发明内容
本发明的实施例提供一种基于区块链跨链技术的数据同步系统，能够解决现有技术中跨链交易形式简单、仅能实现两方交易，以及交易过程中新加入区块链同步数据速度缓慢、效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于区块链跨链技术的数据同步系统，包括区块链和中继链，所述中继链用于创建多个区块链跨链联盟，所述中继链包括交易执行层、验证引擎和存储层，所述交易层包括跨链交易执行层和系统交易执行层，验证引擎包括验证模块和部署管理模块，所述验证器模块内置执行层，所述规则管理模块内置规则管理合约，所述存储层包括处理器和和存储器，所述存储层通过数据接口与所述中继链连接，用于存储中继链中的数据信息，所述中继链的数据信息通过网络传输到数据中心，所述数据中心包括数据实时更新模块、数据实时读取模块和数据备份模块，所述数据实时读取模块用于中继链数据的读取，所述数据实时更新模块用于实时更新读取模块读取的数据，所述数据备份模块用于交易信息进行同步、压缩，得到备份数据并进行存储，将所述备份数据在所述数据中心中进行验证、返回，形成新的交易数据。
进一步，所述跨链交易执行层用于跨链交易，所述跨链交易采用桥接协议，所述桥接协议采用轻量级的BFT一致性算法来验证，一致性验证成功，交易进程开启，一致性验证不成功，则跨链交易的进行不能开启。
进一步，所述数据中心与所述中继链之间设置有通信模块，所述通信模块用于获取不同中继链之间的通信请求，为所述不同中继链建立联盟，将所述通信请求广播到所述中继链中并实现共识，产生共识结果。
进一步，所述验证引擎将对应应用链的验证者信息和需要验证的交易的IBTP的proof字段和payload字段传入到验证器中，为了防止恶意者进行非法的跨链交易，验证器会对proof字段的背书信息进行签名校验，如果背书的签名信息与事先注册在中继链的应用链的验证者信息相匹配，那么表示背书验证通过，验证引擎会继续进行跨链交易的内容验证，将IBTP的payload字段和proof字段里的内容进行比对，如果两者一致则表示验证通过，那么跨链交易就会被传入到中继链的执行引擎中继续执行并完成跨链交易。如果背书验证或者内容验证有一项不匹配，验证引擎就会返回验证不通过的错误，跨链交易就不会继续执行，并将错误返回给来源链的跨链网关。
进一步，所述数据实时更新模块，用于对新加入的中继链的交易数据进行验证，验证完成之后，完成不同区块链的数据同步。
与现有技术相比，本发明的技术效果和优点：可以实现跨链交易，且能解决在交易过程中接入新的区块链的数据同步问题。
附图说明
图1为中继链的结构示意图。
图2为数据同步系统框架构示意图。
图3为跨链交易中的验证流程。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
附图1-2所示的一种基于区块链跨链技术的数据同步系统，包括区块链和中继链，所述中继链用于创建多个区块链跨链联盟，所述中继链包括交易执行层、验证引擎和存储层，所述交易层包括跨链交易执行层和系统交易执行层，验证引擎包括验证模块和部署管理模块，所述验证器模块内置执行层，所述规则管理模块内置规则管理合约，所述存储层包括处理器和和存储器，所述存储层通过数据接口与所述中继链连接，用于存储中继链中的数据信息，所述中继链的数据信息通过网络传输到数据中心，所述数据中心包括数据实时更新模块、数据实时读取模块和数据备份模块，所述数据实时读取模块用于中继链数据的读取，所述数据实时更新模块用于实时更新读取模块读取的数据，所述数据备份模块用于交易信息进行同步、压缩，得到备份数据并进行存储，将所述备份数据在所述数据中心中进行验证、返回，形成新的交易数据。
验证引擎是跨链交易中不可缺少的一个重要组成部分。验证引擎主要提供了对跨链交易背书规则合约部署执行，对跨链交易背书验证和内容验证的功能。
本实施例中，所述跨链交易执行层用于跨链交易，所述跨链交易采用桥接协议，所述桥接协议采用轻量级的BFT一致性算法来验证，一致性验证成功，交易进程开启，一致性验证不成功，则跨链交易的进行不能开启。
本实施例中，所述数据中心与所述中继链之间设置有通信模块，所述通信模块用于获取不同中继链之间的通信请求，为所述不同中继链建立联盟，将所述通信请求广播到所述中继链中并实现共识，产生共识结果。
本实施例中，所述验证引擎将对应应用链的验证者信息和需要验证的交易的IBTP的proof字段和payload字段传入到验证器中，为了防止恶意者进行非法的跨链交易，验证器会对proof字段的背书信息进行签名校验，如果背书的签名信息与事先注册在中继链的应用链的验证者信息相匹配，那么表示背书验证通过，验证引擎会继续进行跨链交易的内容验证，将IBTP的payload字段和proof字段里的内容进行比对，如果两者一致则表示验证通过，那么跨链交易就会被传入到中继链的执行引擎中继续执行并完成跨链交易。如果背书验证或者内容验证有一项不匹配，验证引擎就会返回验证不通过的错误，跨链交易就不会继续执行，并将错误返回给来源链的跨链网关。
其中IBTP主要指代一种跨链数据格式，通用的链间传输格式。Payload，指成功利用系统漏洞进行攻击之后，真正在目标系统执行的代码或指令。
本实施例中，所述数据实时更新模块，用于对新加入的中继链的交易数据进行验证，验证完成之后，完成不同区块链的数据同步。
数据同步系统是在区块链之间设置有中继链，跨链交易的账单信息到达中继链之后，验证引擎会先检查交易信息是否是正确的，然后通过获取来源链的ID，通过这个ID在规则管理模块中得知验证引擎需要哪种类型的验证器来对交易进行校验。
验证器基于一个算法进行支持，验证器初始化完毕以后，验证引擎就会将对应应用链的验证者信息和需要验证的交易的IBTP的proof字段和payload字段传入到验证器中，为了防止恶意者进行非法的跨链交易，验证器会对proof字段的背书信息进行签名校验，如果背书的签名信息与事先注册在中继链的应用链的验证者信息相匹配，那么表示背书验证通过，验证引擎会继续进行跨链交易的内容验证，将IBTP的payload字段和proof字段里的内容进行比对，如果两者一致则表示验证通过，那么跨链交易就会被传入到中继链的执行引擎中继续执行并完成跨链交易。如果背书验证或者内容验证有一项不匹配，验证引擎就会返回验证不通过的错误，跨链交易就不会继续执行，并将错误返回给来源链的跨链网关。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种基于区块链跨链技术的数据同步系统，其特征在于：包括区块链和中继链，所述中继链用于创建多个区块链跨链联盟，所述中继链包括交易执行层、验证引擎和存储层，所述交易层包括跨链交易执行层和系统交易执行层，验证引擎包括验证模块和部署管理模块，所述验证器模块内置执行层，所述规则管理模块内置规则管理合约，所述存储层包括处理器和和存储器，所述存储层通过数据接口与所述中继链连接，用于存储中继链中的数据信息，所述中继链的数据信息通过网络传输到数据中心，所述数据中心包括数据实时更新模块、数据实时读取模块和数据备份模块，所述数据实时读取模块用于中继链数据的读取，所述数据实时更新模块用于实时更新读取模块读取的数据，所述数据备份模块用于交易信息进行同步、压缩，得到备份数据并进行存储，将所述备份数据在所述数据中心中进行验证、返回，形成新的交易数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链跨链技术的数据同步系统，其特征在于：所述跨链交易执行层用于跨链交易，所述跨链交易采用桥接协议，所述桥接协议采用轻量级的BFT一致性算法来验证，一致性验证成功，交易进程开启，一致性验证不成功，则跨链交易的进行不能开启。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链跨链技术的数据同步系统，其特征在于：所述数据中心与所述中继链之间设置有通信模块，所述通信模块用于获取不同中继链之间的通信请求，为所述不同中继链建立联盟，将所述通信请求广播到所述中继链中并实现共识，产生共识结果。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链跨链技术的数据同步系统，其特征在于：所述验证引擎将对应应用链的验证者信息和需要验证的交易的IBTP的proof字段和payload字段传入到验证器中，为了防止恶意者进行非法的跨链交易，验证器会对proof字段的背书信息进行签名校验，如果背书的签名信息与事先注册在中继链的应用链的验证者信息相匹配，那么表示背书验证通过，验证引擎会继续进行跨链交易的内容验证，将IBTP的payload字段和proof字段里的内容进行比对，如果两者一致则表示验证通过，那么跨链交易就会被传入到中继链的执行引擎中继续执行并完成跨链交易。如果背书验证或者内容验证有一项不匹配，验证引擎就会返回验证不通过的错误，跨链交易就不会继续执行，并将错误返回给来源链的跨链网关。
5.根据权利要求1所述的一种基于区块链跨链技术的数据同步系统，其特征在于：所述数据实时更新模块，用于对新加入的中继链的交易数据进行验证，验证完成之后，完成不同区块链的数据同步。
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