CN111899002B - 一种区块链中高效进行跨链信息交易交互的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种区块链中高效进行跨链信息交易交互的方法。需跨链交易的第一区块链节点向第一跨链智能合约发送第一数字资产；锚定节点群监听跨链信息已上链则进行多重签名并公开；其他区块链节点根据公开信息选择第一数字资产接收，将自身第二数字资产转入第二跨链智能合约，在上链确认后第一区块链节点获得第二数字资产；锚定节点群监听到接收信息上链确认后生成第一数字资产转给接收节点的信息并签名；第一跨链交易合约获得锚定节点签名后将第一数字资产转给接收节点，确认后接收节点获得第一数字资产。本发明通过锚定节点和多重签名方式实现跨链交易，交易双方只需要进行一次发起和接收的操作即可高效地完成跨链信息交互。

Description

一种区块链中高效进行跨链信息交易交互的方法

技术领域

本发明涉及区块链技术的一种跨链信息处理方法，特别是涉及一种区块链中高效进行跨链信息交易交互的方法。

背景技术

区块链是包括密码算法、P2P、分布式等内容的底层技术架构，由参与区块链网络中所有的用户共同在维护账本，实现分布式记账与核账，以保证信息的真实性和不可篡改性，使得区块链具有去中心化、去信任化、安全可靠等特点。随着区块链技术的发展与应用落地，产生了很多类型的区块链项目。由于各类区块链采用不同的底层技术，导致链与链之间不能互通，必须借助于中心化的第三方进行信息传递。为解决上述问题，出现了一些跨链技术，但这些技术都在使用上用户体验不够便捷或者维护成本较大。为高效的进行跨链资产交易，需要在实现交易安全顺畅的基础上保障用户操作的便捷性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种区块链中高效进行跨链信息交易交互的方法，旨在通过便捷化的跨链方式实现链与链之间的数字资产交易，保证跨链资产交易操作的便捷性和安全性。

本发明所采用的技术方案是：

一个区块链用户节点通过跨链的方式获得其他区块链的数字资产，即第一区块链的用户节点S₁在第一区块链拥有数字资产D₁，通过本发明方法的以下跨链交易获得第二区块链的数字资产D₂，且使得第二区块链的用户节点S₂也通过跨链交易获得第一区块链的数字资产D₁；采用以下方式处理：

A)第一区块链的用户节点S₁将所在区块链的数字资产D₁转至第一跨链交易合约地址，生成跨链转账交易信息，第一区块链的矿工节点将跨链转账交易信息打包上链；

B)锚定节点群监听跨链交易情况，在监听到跨链转账交易信息已上链确认后对跨链转账交易信息进行验证并多重签名，多重签名后向外公开数字资产D₁的信息；

C)其他的第二区块链的用户节点根据所有公开的数字资产信息选择所需的数字资产进行接收，接收的第二区块链的用户节点将自身的数字资产D₂转至第二区块链所在的第二跨链交易合约地址，在交易确认后通过第二区块链的智能合约C₂将数字资产D₂转给第一区块链的用户节点S₁，生成的交易信息上链，第一区块链的用户节点S₁获得数字资产D₂；

D)锚定节点群监听数字资产D₂的交易情况，在监听到数字资产D₂的交易信息上链确认，验证交易情况，验证通过后锚定节点生成将数字资产D₁转给第二区块链的用户节点S₂的转账信息并多重签名；通过第一区块链的智能合约C₁获得符合预设数量的锚定节点对转账信息的多重签名后将数字资产D₁转给第二区块链的用户节点S₂，生成的交易信息上链，第二区块链的用户节点S₂获得数字资产D₁。

第一跨链交易合约地址为第一区块链的跨链交易合约的地址。第二跨链交易合约地址为第二区块链的跨链交易合约的地址。

本发明方法使得不在同一区块链网络的用户节点通过跨链信息交互实现资源交换，跨链交易通过跨链交易合约、锚定节点和多重签名实现。

所述的用户节点是指区块链网络中的轻节点，进行交易和转账操作；矿工节点是指维持区块链网络运行的全节点，进行交易打包同步的操作；锚定节点是指区块链网络中的一个节点，接收需要进行跨链交易的两个区块链网络的信息，进行跨链信息验证和签名的操作。

一个区块链建立有一个跨链交易合约，跨链交易合约也是一种智能合约，接收数字资产并实现交易运算。

所述步骤A)具体包括：

A1)第一区块链的用户节点S₁生成数字资产D₁并转至第一跨链交易合约C₁地址，生成转账信息M₁并对转账信息M₁进行签名生成签名δ₁，然后将转账信息M₁及其签名δ₁作为第一跨链转账交易信息并发送到第一区块链网络，使得第一区块链内的矿工节点能接收到转账信息M₁及其签名δ₁；

A3)第一区块链内的矿工节点对接收到的第一跨链转账交易信息进行验证，在验证通过后将第一跨链转账交易信息打包上链。上链即把数据写到区块链中。

4、根据权利要求1所述的一种区块链中高效进行跨链信息交易交互的方法，其特征在于：

本发明建立了跨链网络，至少包括第一区块链和第二区块链的两个不同区块链以及区块链间的多个锚定节点，多个锚定节点构成了锚定节点群。

所述步骤B)具体包括：

B1)锚定节点N_x，x∈{1,...,n}同步第一区块链的全部数据，监听第一跨链转账交易信息是否上链；x表示锚定节点的序号，n表示锚定节点的总数；

若锚定节点监听确认到第一跨链转账交易信息已上链，则锚定节点对第一跨链转账交易信息中的转账信息M₁的映射信息M₂进行签名后生成签名δ_(2,x)，并将签名δ_(2,x)广播到仅由锚定节点构成的网络中；

B2)其他未对签名δ_(2,x)签名过的锚定节点接收到签名后再次进行签名并继续广播；

B3)不断重复步骤B2)，直到某个锚定节点在收集到所有n个锚定节点中有m个锚定节点对映射信息M₂的多重签名后，不再重复步骤B2)，各个锚定节点停止签名，将多重签名形成多签数据包，向外公开数字资产D₁的信息，即将数字资产D₁的信息在网络上公开。

映射是指对转账信息M₁中的核心部分进行复制的操作。

所述步骤C)具体包括：

C1)第二区块链的用户节点S₂根据所有公开的数字资产信息选择所需要的数字资产D₁进行点击接收确认，第二区块链的用户节点S₂作为接收节点(接单节点)，第二区块链的用户节点S₂选中数字资产D₁的跨链交易后，生成自身在第二区块链的数字资产D₂，并生成将数字资产D₂转至第二跨链智能合约地址的转账信息M₃，并对转账信息M₃进行签名生成签名δ₃，然后将转账信息M₃及其签名δ₃作为第二跨链转账交易信息，发送到第二区块链上；

转账信息M₃是用户和跨链智能合约C₂地址之间的。

C2)第二区块链内的矿工节点对接收到的第二跨链转账交易信息进行验证，在验证通过后矿工节点将第二跨链转账交易信息打包上链；

C3)锚定节点同步第二区块链的全部数据，监听第二跨链转账交易信息是否上链；在确认上链后，通过第二区块链的智能合约C₂将第二跨链智能合约地址的数字资产D₂转给第一区块链的用户节点S₁，并产生数字资产D₂的交易信息，第二区块链的矿工节点将交易信息上链，第一区块链的用户节点S₁获得在第二区块链上的数字资产D₂。

所述步骤D)具体包括：

D1)锚定节点N_x，x∈{1,...,n}群监听交易信息的上链情况；

D2)在监听确认到交易信息上链后，验证交易信息情况，在验证通过后锚定节点N_x，x∈{1,...,n}生成将第一跨链智能合约地址的数字资产D₁转账给第二区块链的用户节点S₂的转账信息M₄，并对转账信息M₄进行签名生成签名δ_(4,x)，

D3)其他未对签名δ_(4,x)签名过的锚定节点接收到签名后再次进行签名并继续广播；

D4)不断重复步骤D3)，在所有n个锚定节点中有y个锚定节点执行了对签名δ_(4,x)进行签名操作后，即直到某个锚定节点在收集到所有n个锚定节点中有y个锚定节点对转账信息M₄的多重签名后，则通过第一区块链的智能合约C₁将第一跨链智能合约地址的数字资产D₁转给第二区块链的用户节点S₂，并产生数字资产D₁的交易信息，第一区块链的矿工节点将交易信息上链，第二区块链的用户节点S₂获得在第一区块链上的数字资产D₁。

本发明通过锚定节点和多重签名方式实现跨链交易，交易双方只需要进行一次发起和接单的操作即可高效地完成跨链信息交互。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)通过锚定节点的多重签名的方式，实现跨链资产交易流程的完整性和安全性，避免中心化而导致虚假和错误的交易。

(2)用户根据自己的需求进行跨链交易，从交易的发起和交易的完成只需要进行一次操作，简化跨链交易方式，降低用户的使用门槛。

附图说明

图1为区块链中高效进行跨链资产交易示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明具体实施例和实施方式如下：

1)用户节点S₁在第一区块链有数字资产D₁，需要通过跨链交易获得区块链B₂的数字资产D₂；

用户节点S₁生成数字资产D₁转至跨链智能合约C₁地址的转账信息M₁，并利用自己的私钥对转账信息M₁签名生成签名δ₁，生成签名后将跨链转账交易信息信息{M₁,δ₁}发出；

第一区块链网络内的矿工节点对接收到的转账信息M₁和签名δ₁进行验证，在验证通过后将跨链转账交易信息{M₁,δ₁}打包上链。

2)锚定节点同步第一区块链和第二区块链的全部数据，监听用户节点S₁的跨链转账交易信息是否上链，当前跨链网络中锚定节点有n＝5个，分别为N_x，x∈{1,...,5}；

锚定节点N_x监听到用户节点S₁的跨链转账交易信息{M₁,δ₁}已上链确认，锚定节点对转账信息M₁的映射信息M₂进行多重签名，当前跨链交易设定的多重签名是5个锚定节点中需有3个节点对交易进行签名：

锚定节点对映射信息M₂签名生成签名δ_(2,x)，将签名δ_(2,x)广播；其他未对签名δ_(2,x)签名过的锚定节点接收到签名后再次进行签名并继续广播；

2-1)不断广播签名，直到某个锚定节点接收到签名后首先判定签名中是否已包含3个节点的签名，若已满足签名数量要求则不对其进行处理。

若已签名数量为2个且不包含自己的签名，则先对签名进行验证再对接收的信息进行多重签名以满足签名数量要求。若已签名数量为2个且包含自己的签名，则不对其进行处理；

若已签名数量为1个且不包含自己的签名，则先对签名进行验证后对接收的信息进行多重签名再继续广播。若已签名数量为1个且包含自己的签名，则不对其进行处理。

在锚定节点产生了3个节点对M₂的多重签名后形成多签数据包，某个锚定节点接收到签名后首先判定签名中是否已包含3个节点的签名，该锚定节点在固定的数据库中向外公开数字资产D₁的信息。

3)第二区块链的用户节点根据公开信息和自己需求，选择所需的数字资产进行接收；

第二区块链的用户节点S₂选中跨链交易后，生成将自己在第二区块链的数字资产D₂转至跨链智能合约C₂地址的转账信息M₃并对信息签名生成δ₃，生成签名后将第二跨链转账交易信息{M₃,δ₃}发出；

第二区块链网络内的矿工节点对接收到的转账信息M₃和签名δ₃进行验证，在验证通过后矿工节点将转账信息和签名打包上链；

在信息上链确认后跨链智能合约C₂将跨链合约C₂地址的数字资产D₂转给用户节点S₁，并产生数字资产D₂的交易信息，第二区块链的矿工节点将交易信息上链，用户节点S₁获得在第二区块链上数字资产D₂。

4)锚定节点N_x群监听接收交易情况；

在监听到转账信息上链确认，验证跨链交易情况，验证通过后锚定节点N_x按照转账信息及其上链确认顺序生成将第一跨链智能合约C₁地址的数字资产D₁转账给接单用户节点的转账信息M₄，并对转账信息M₄签名生成签名δ_(4,x)。表示如下：

5)此处交易中设定5个锚定节点中必须有3个节点执行了数字资产转账操作后，跨链智能合约才进转账操作。在此次操作中，第一跨链智能合约C₁获得N₂、N₃和N₅这3个节点的签名，将第一跨链智能合约C₁地址的数字资产D₁转给接单用户节点S₂，并产生数字资产D₁的交易信息，第一区块链的矿工节点将交易信息上链；

在区块链B₁网络的矿工节点将交易打包上链确认后，接收的用户节点S₂获得第一区块链上的数字资产D₁。

Claims (3)

1.一种区块链中高效进行跨链信息交易交互的方法，其特征在于包括：

A)第一区块链的用户节点S₁将所在区块链的数字资产D₁转至第一跨链交易合约地址，生成跨链转账交易信息，第一区块链的矿工节点将跨链转账交易信息打包上链；

B)锚定节点群监听跨链交易情况，在监听到跨链转账交易信息已上链确认后对跨链转账交易信息进行验证并多重签名，多重签名后向外公开数字资产D₁的信息；

C)其他的第二区块链的用户节点根据所有公开的数字资产信息选择所需的数字资产进行接收，接收的第二区块链的用户节点将自身的数字资产D₂转至第二区块链所在的第二跨链交易合约地址，在交易确认后通过第二区块链的智能合约C₂将数字资产D₂转给第一区块链的用户节点S₁，生成的交易信息上链，第一区块链的用户节点S₁获得数字资产D₂；

D)锚定节点群监听数字资产D₂的交易情况，在监听到数字资产D₂的交易信息上链确认，验证交易情况，验证通过后锚定节点生成将数字资产D₁转给第二区块链的用户节点S₂的转账信息并多重签名；通过第一区块链的智能合约C₁获得符合预设数量的锚定节点对转账信息的多重签名后将数字资产D₁转给第二区块链的用户节点S₂，生成的交易信息上链，第二区块链的用户节点S₂获得数字资产D₁；

所述的用户节点是指区块链网络中的轻节点，进行交易和转账操作；矿工节点是指维持区块链网络运行的全节点，进行交易打包同步的操作；锚定节点是指区块链网络中的一个节点，接收需要进行跨链交易的两个区块链网络的信息，进行跨链信息验证和签名的操作；

所述步骤B)具体包括：

B1)锚定节点N_x，x∈{1,...,n}同步第一区块链的全部数据，监听第一跨链转账交易信息是否上链；x表示锚定节点的序号，n表示锚定节点的总数；

若锚定节点监听确认到第一跨链转账交易信息已上链，则锚定节点对第一跨链转账交易信息中的转账信息M₁的映射信息M₂进行签名后生成签名δ_(2,x)，并将签名δ_(2,x)广播到仅由锚定节点构成的网络中；

B2)其他未对签名δ_(2,x)签名过的锚定节点接收到签名后再次进行签名并继续广播；

B3)不断重复步骤B2)，直到某个锚定节点在收集到所有n个锚定节点中有m个锚定节点对映射信息M₂的多重签名后，将多重签名形成多签数据包，向外公开数字资产D₁的信息；

所述步骤D)具体包括：

D1)锚定节点N_x，x∈{1,...,n}群监听交易信息的上链情况；

D2)在监听确认到交易信息上链后，验证交易信息情况，在验证通过后锚定节点N_x，x∈{1,...,n}生成将第一跨链智能合约地址的数字资产D₁转账给第二区块链的用户节点S₂的转账信息M₄，并对转账信息M₄进行签名生成签名δ_(4,x)，

D3)其他未对签名δ_(4,x)签名过的锚定节点接收到签名后再次进行签名并继续广播；

D4)不断重复步骤D3)，在所有n个锚定节点中有y个锚定节点执行了对签名δ_(4,x)进行签名操作后，即直到某个锚定节点在收集到所有n个锚定节点中有y个锚定节点对转账信息M₄的多重签名后，则通过第一区块链的智能合约C₁将第一跨链智能合约地址的数字资产D₁转给第二区块链的用户节点S₂，并产生数字资产D₁的交易信息，第一区块链的矿工节点将交易信息上链，第二区块链的用户节点S₂获得在第一区块链上的数字资产D₁。

2.根据权利要求1所述的一种区块链中高效进行跨链信息交易交互的方法，其特征在于：所述步骤A)具体包括：

A1)第一区块链的用户节点S₁生成数字资产D₁并转至第一跨链交易合约C₁地址，生成转账信息M₁并对转账信息M₁进行签名生成签名δ₁，然后将转账信息M₁及其签名δ₁作为第一跨链转账交易信息并发送到第一区块链网络；

A2)第一区块链内的矿工节点对接收到的第一跨链转账交易信息进行验证，在验证通过后将第一跨链转账交易信息打包上链。

3.根据权利要求1所述的一种区块链中高效进行跨链信息交易交互的方法，其特征在于：所述步骤C)具体包括：

C1)第二区块链的用户节点S₂根据所有公开的数字资产信息选择所需要的数字资产D₁进行点击接收确认，第二区块链的用户节点S₂作为接收节点，第二区块链的用户节点S₂选中数字资产D₁的跨链交易后，生成自身在第二区块链的数字资产D₂，并生成将数字资产D₂转至第二跨链智能合约地址的转账信息M₃，并对转账信息M₃进行签名生成签名δ₃，然后将转账信息M₃及其签名δ₃作为第二跨链转账交易信息，发送到第二区块链上；

C2)第二区块链内的矿工节点对接收到的第二跨链转账交易信息进行验证，在验证通过后矿工节点将第二跨链转账交易信息打包上链；

C3)锚定节点同步第二区块链的全部数据，监听第二跨链转账交易信息是否上链；在确认上链后，通过第二区块链的智能合约C₂将第二跨链智能合约地址的数字资产D₂转给第一区块链的用户节点S₁，并产生数字资产D₂的交易信息，第二区块链的矿工节点将交易信息上链，第一区块链的用户节点S₁获得在第二区块链上的数字资产D₂。