CN112150284B - 一种区块链异构链跨链交易方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及区块链跨链技术领域，具体涉及一种区块链异构链跨链交易方法，包括：A)第一区块链的用户节点S₁将数字资产D₁转移到跨链交易合约，生成跨链交易信息并上链；B)锚定节点群监听跨链交易信息，生成交易中间信息并多重签名；C)跨链路由监听交易中间信息，转换为第二区块链结构的跨链交易信息后公开；D)第二区块链的用户节点选择数字资产进行接收，将数字资产D₂转移到用户节点S₁，生成跨链交易接收信息；E)锚定节点群生成交易确认信息；F)跨链路由监听交易确认信息，将数字资产D₁发送给用户节点S₂。本发明的有益效果是：通过开放锚定节点群和跨链路由避免了跨链交易出现中心化节点，提高跨链交易的安全性和可靠性。

Description

一种区块链异构链跨链交易方法

技术领域

本发明涉及区块链跨链技术领域，具体涉及一种区块链异构链跨链交易方法。

背景技术

区块链是建立在加密技术和分布式账本技术上的新兴信息技术，其本质是一种共享数据库。存储于其中的数据或信息，具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征。基于这些特征，区块链技术奠定了坚实的“信任”基础，创造了可靠的“合作”机制。由于区块链具有的上述性质，使其具有广阔丰富的应用前景，近年来得到了快速的发展。

然而区块链技术仅规定了原理层面的技术内容，并没有对实际投入使用的区块链的具体实现方式作出任何限定。导致目前投入运行的区块链存在异构的问题。区块链之间难以交换信息，导致不同区块链上的用户之间不能相互交换所需，不利于数据或信息的共享及流通。目前为解决异构链之间的交易问题，采取了构建中心服务节点的方式。即配置少量可信任的中继节点，用于在异构链之间传递信息。但这种跨链传递信息的方式带来了中心化风险，跨链交易的安全以及效率均建立在中继节点上，不能满足用户跨链交易的需求。

如中国专利CN108683630B，公开日2020年5月29日，一种跨区块链的认证方法及装置、电子设备，应用于由订阅客户端、发布客户端、以及跨链客户端组成的跨链交互系统；其中，订阅客户端与第一区块链对应；发布客户端与第二区块链对应；跨链客户端与订阅客户端和发布客户端分别对接；包括：订阅客户端通过跨链客户端获取由发布客户端发布的第二区块链上的数据作为认证数据源；接收到来自第二区块链上的待认证数据；基于认证数据源以及第一区块链上配置的数据认证规则，对待认证数据进行数据认证。在其技术方案中，跨链客户端作为订阅客户端和发布客户端之间的桥梁，跨链认证的真实性和可靠性均建立在跨链客户端的可信和可靠上，不能解决跨链时存在的安全性及可靠性低的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前缺乏安全可靠的支持异构区块链跨链交易技术的问题。提出了一种区块链异构链跨链交易方法，本方法通过建立锚定节点群和若干个跨链路由，由多个节点在自由竞争的环境下为用户提供高质量的跨链服务，提高跨链服务的可靠性，同时通过共识确认和验证机制，提高跨链交易的安全性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种区块链异构链跨链交易方法，包括以下步骤：A)第一区块链的用户节点S₁将所在区块链的数字资产D₁转移到跨链交易合约，生成跨链交易信息，第一区块链的矿工节点将跨链交易信息打包上链；B)锚定节点群监听第一区块链的新区块，识别新区块内包含的跨链交易信息，并提取跨链交易信息内包含的预定字段，生成交易中间信息，对交易中间信息进行共识确认；C)若干个跨链路由监听锚定节点群是否产生新的交易中间信息，若存在超过预定数量的锚定节点签名的新的交易中间信息，则接收该交易中间信息，将交易中间信息中的字段按预设规则转换为第二区块链结构的跨链交易信息，将跨链交易信息公开；D)第二区块链的用户节点根据公开的跨链交易信息，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S₂将自身的数字资产D₂转移到第二区块链上的跨链交易合约，第二区块链上的跨链交易合约验证通过后，将数字资产D₂转给用户节点S₁在第二区块链的关联账户，生成跨链交易接收信息并打包上链；E)若干个跨链路由监听并识别第二区块链内产生的跨链交易接收信息，生成交易确认信息并进行共识确认；F)锚定节点群监听跨链路由是否产生交易确认信息，若存在超过预定数量的跨链路由签名的交易确认信息，则将交易确认信息发送给第一区块链上的跨链交易合约，第一区块链上的跨链交易合约将数字资产D₁发送给用户节点S₂在第一区块链上的关联账户。通过锚定节点群进行多重验证，而后进行共识确认，能够证实用户节点S₁将所在区块链的数字资产D₁转移到跨链交易合约的真实性，由跨链路由转换结构后，展示给第二区块链的用户，由需要的第二区块链的用户节点S₂发起接收。用户节点S₁获得数字资产D₂，生成跨链交易接收信息并打包上链，由跨链路由进行多重验证和共识确认，而后智能合约会将数字资产D₁转账至用户节点S₂在第一区块链上的关联账户，实现异构链之间数字资产的转移。跨链服务的可靠性包括能够提供跨链交易服务和能够基本及时的提供跨链交易服务。

作为优选，步骤F)中，第一区块链上的跨链交易合约将数字资产D₁转给用户节点S₂在第一区块链上的关联账户的方法包括：F1)第二区块链上的跨链交易合约接收数字资产D₂，生成跨链交易接收信息并打包上链后，若干个跨链路由监听第二区块链上的新区块，并识别新区块内包含的跨链交易接收信息，提取预定字段生成接收交易中间信息，对接收交易中间信息进行共识确认；F2)锚定节点群监听跨链路由是否产生新的接收交易中间信息，若存在超过预定数量的跨链路由签名的接收交易中间信息，则将该接收交易中间信息转换为第一区块链结构的跨链交易接收信息，将该跨链交易接收信息发送给第一区块链的跨链交易合约，跨链交易合约将数字资产D₁发送给用户节点S₂在第一区块链上的关联账户，将跨链交易接收信息打包上链。由若干个跨链路由验证并共识确认，能够确保第二区块链上的跨链交易合约接收数字资产D₂的真实性，以及第二区块链的用户节点S₂拥有数字资产D₂的真实性，保证交易的安全可靠进行。

作为优选，建立若干个监管节点，若干个所述监管节点同步第二区块链的N个区块，若干个所述监管节点监听到锚定节点群生成共识确认的交易确认信息时，验证第二区块链是否存储有用户节点S₁获得数字资产D₂的跨链交易接收信息，将验证结果进行共识确认，若共识确认后的验证结果为否，则发起数字资产D₂转移给用户节点S₁在第二区块链上的关联账户的交易合约，而后判断第二区块链是否发生回滚，若未发生回滚则将参与对应的接收交易中间信息共识确认的跨链路由添加不良行为记录。通过建立监管节点，能够及时发现存在不良行为的锚定节点及跨链路由，有效维护锚定节点及跨链路由的可靠性，提供稳定安全的跨链服务。

作为优选，若干个所述监管节点监听到锚定节点群生成交易确认信息时，同步第一区块链的M个区块，验证第一区块链是否存储有用户节点S₂获得数字资产D₁的跨链交易接收信息，将验证结果进行共识确认，若共识确认后的验证结果为否，则发起数字资产D₁转移给用户节点S₂在第一区块链上的关联账户的交易合约，而后判断第一区块链是否发生回滚，若第一区块链未发生回滚将参与对应的跨链交易信息共识确认的锚定节点添加不良行为记录。

作为优选，所述跨链交易信息包含指定签名接收字段，所述指定签名接收字段若不为空，则仅允许指定签名接收字段所对应的第二区块链的用户节点S₂进行接收。通过指定签名接收字段能够指定第二区块链上的接收方，提供新的数据跨链转移方式。

作为优选，所述监管节点为开放节点，所述监管节点运行有监管智能合约，节点安装并运行监管智能合约后，其余监管节点对其进行验证，若超过预设数量的监管节点验证通过，则将运行监管智能合约的节点作为新增监管节点。其余监管节点对新增节点的验证包括验证监管智能合约的版本。

本发明的实质性效果是：通过锚定节点群进行多重验证，而后进行共识确认，能够证实用户节点S₁将所在区块链的数字资产D₁转移到跨链交易合约的真实性，实现异构链之间数字资产的转移；监管节点能够及时发现存在不良行为的锚定节点及跨链路由，有效维护锚定节点及跨链路由的可靠性；通过延迟监听，能够避免第一区块链发生回滚导致交易失败，提高了跨链交易的可靠性。

附图说明

图1为实施例一异构链跨链交易节点示意图。

图2为实施例一异构链跨链交易方法流程框图。

其中：100、锚定节点，200、跨链路由。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

实施例一：

一种区块链异构链跨链交易方法，在第一区块链和第二区块链之间建立锚定节点100和跨链路由200，如图1所示，锚定节点100与第一区块链连接，跨链路由200与第二区块链连接，锚定节点100和跨链路由200之间相互通信。如图2所示，本方法包括以下步骤：

A)第一区块链的用户节点S₁将所在区块链的数字资产D₁转移到跨链交易合约，生成跨链交易信息，第一区块链的矿工节点将跨链交易信息打包上链。

B)锚定节点群监听第一区块链的新区块，识别新区块内包含的跨链交易信息，并提取跨链交易信息内包含的预定字段，生成交易中间信息，对交易中间信息进行共识确认。

C)若干个跨链路由200监听锚定节点群是否产生新的交易中间信息，若存在超过预定数量的锚定节点100签名的新的交易中间信息，则接收该交易中间信息，将交易中间信息中的字段按预设规则转换为第二区块链结构的跨链交易信息，将跨链交易信息公开。

D)第二区块链的用户节点根据公开的跨链交易信息，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S₂将自身的数字资产D₂转移到第二区块链上的跨链交易合约，第二区块链上的跨链交易合约验证通过后，将数字资产D₂转给用户节点S₁在第二区块链的关联账户，生成跨链交易接收信息并打包上链。

E)若干个跨链路由200监听并识别第二区块链内产生的跨链交易接收信息，生成交易确认信息并进行共识确认。

F)锚定节点群监听若干个跨链路由200是否产生交易确认信息，若存在超过预定数量的跨链路由200签名的交易确认信息，则将交易确认信息发送给第一区块链上的跨链交易合约，第一区块链上的跨链交易合约将数字资产D₁发送给用户节点S₂在第一区块链上的关联账户，将交易确认信息上链，用户节点S₂获得数字资产D₁。步骤F)中，第一区块链上的跨链交易合约将数字资产D₁转给用户节点S₂在第一区块链上的关联账户的方法包括：F1)第二区块链上的跨链交易合约接收数字资产D₂，生成跨链交易接收信息并打包上链后，若干个跨链路由200监听第二区块链上的新区块，并识别新区块内包含的跨链交易接收信息，提取预定字段生成接收交易中间信息，对接收交易中间信息进行共识确认；F2)锚定节点群监听跨链路由200是否产生新的接收交易中间信息，若存在超过预定数量的跨链路由200签名的接收交易中间信息，则将该接收交易中间信息转换为第一区块链结构的跨链交易接收信息，将该跨链交易接收信息发送给第一区块链的跨链交易合约，跨链交易合约将数字资产D₁发送给用户节点S₂在第一区块链上的关联账户，将跨链交易接收信息打包上链。

跨链路由200具有监听订阅链上消息、链上消息验证、签名跨链消息、跨链消息验证、发送交易以及其他获取区块链当前状态的功能。监听订阅链上消息主要为监听订阅第二区块链上的消息，链上消息验证即验证第二区块链上的跨链交易合约接收数字资产D₂后生成的接收信息的验证，签名跨链消息一般用于签名接收交易中间信息。区块链当前状态包括区块链高度、链上时间、最新区块编号以及智能合约信息。第一区块链的用户节点S₁发送给跨链交易合约的发单消息包括跨链交易标识、链上交易哈希、交易所在区块哈希、发起方质押数、发起方要价、跨链发起方、跨链接受方、起源链、目的链、跨链调用内容编码和自身签名。当跨链接受方为空值时，允许任意目的链上的用户节点进行接收，当接受方不为空值时，则仅允许指定接收方进行接收。

步骤D)中，第二区块链的用户节点S₂将自身的数字资产D₂转移到第二区块链上的跨链交易合约时，发送给第二区块链上的跨链交易合约的接单消息包括跨链交易标识、链上交易哈希、跨链发起方、跨链接受方、起源链、目的链、跨链用内容编码和自身签名。跨链接受方为其接收的数字资产D₁对应的用户节点S₁。

通过锚定节点群进行多重验证，而后进行共识确认，能够证实用户节点S₁将所在区块链的数字资产D₁转移到跨链交易合约的真实性，由跨链路由200转换结构后，展示给第二区块链的用户，由需要的第二区块链的用户节点S₂发起接收。用户节点S₁获得数字资产D₂，生成跨链交易接收信息并打包上链，同样由锚定节点群进行多重验证和共识确认，确保第一区块链的用户节点S₁收到相应的数字资产D₂，而后智能合约会将数字资产D₁转账至第二区块链的用户节点S₂，实现异构链之间数字资产的转移。由若干个跨链路由200验证并共识确认，能够确保第二区块链上的跨链交易合约接收数字资产D₂的真实性，以及第二区块链的用户节点S₂拥有数字资产D₂的真实性，保证交易的安全可靠进行。

实施例二：

本实施例在实施例一的基础上，建立了监管节点。监管节点用于清理具有不良行为的锚定节点100和跨链路由200，保证锚定节点100和跨链路由200的可信度，能够实现锚定节点100和跨链路由200的开放自由加入，从而解决了跨链交易的服务效率低的问题。监管节点本身也为开放节点，监管节点运行有监管智能合约，节点安装并运行监管智能合约后，其余监管节点对其进行验证，若超过预设数量的监管节点验证通过，则将运行监管智能合约的节点作为新增监管节点。其余监管节点对新增节点的验证包括验证监管智能合约的版本。

若干个所述监管节点同步第二区块链的N个区块，若干个所述监管节点监听到锚定节点群生成共识确认的交易确认信息时，验证第二区块链是否存储有用户节点S₁获得数字资产D₂的跨链交易接收信息，将验证结果进行共识确认，若共识确认后的验证结果为否，则发起数字资产D₂转移给用户节点S₁在第二区块链上的关联账户的交易合约，而后判断第二区块链是否发生回滚，若未发生回滚则将参与对应的接收交易中间信息共识确认的跨链路由200添加不良行为记录。若干个监管节点同步第一区块链的M个区块，监听到锚定节点群生成交易确认信息时，验证第一区块链是否存储有用户节点S₂获得数字资产D₁的跨链交易接收信息，将验证结果进行共识确认，若共识确认后的验证结果为否，则发起数字资产D₁转移给用户节点S₂在第一区块链上的关联账户的交易合约，而后判断第一区块链是否发生回滚，若第一区块链未发生回滚则将参与对应的跨链交易信息共识确认的锚定节点100添加不良行为记录。具有不良行为记录的锚定节点100和跨链路由200将被加入黑名单或采取经济或权限上的惩罚，使不良行为的代价高于获利，确保锚定节点100和跨链路由200按照预定智能合约运行，提高跨链交易的可靠性。

以上的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (6)

1.一种区块链异构链跨链交易方法，其特征在于，

包括以下步骤：

A)第一区块链的用户节点S₁将所在区块链的数字资产D₁转移到跨链交易合约，生成跨链交易信息，第一区块链的矿工节点将跨链交易信息打包上链；

B)锚定节点群监听第一区块链的新区块，识别新区块内包含的跨链交易信息，并提取跨链交易信息内包含的预定字段，生成交易中间信息，对交易中间信息进行共识确认；

C)若干个跨链路由监听锚定节点群是否产生新的交易中间信息，若存在超过预定数量的锚定节点签名的新的交易中间信息，则接收该交易中间信息，将交易中间信息中的字段按预设规则转换为第二区块链结构的跨链交易信息，将跨链交易信息公开；

D)第二区块链的用户节点根据公开的跨链交易信息，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S₂将自身的数字资产D₂转移到第二区块链上的跨链交易合约，第二区块链上的跨链交易合约验证通过后，将数字资产D₂转给用户节点S₁在第二区块链的关联账户，生成跨链交易接收信息并打包上链；

E)若干个跨链路由监听并识别第二区块链内产生的跨链交易接收信息，生成交易确认信息并进行共识确认；

F)锚定节点群监听跨链路由是否产生交易确认信息，若存在超过预定数量的跨链路由签名的交易确认信息，则将交易确认信息发送给第一区块链上的跨链交易合约，第一区块链上的跨链交易合约将数字资产D₁发送给用户节点S₂在第一区块链上的关联账户。

2.根据权利要求1所述的一种区块链异构链跨链交易方法，其特征在于，

步骤F)中，第一区块链上的跨链交易合约将数字资产D₁转给用户节点S₂在第一区块链上的关联账户的方法包括：

F1)第二区块链上的跨链交易合约接收数字资产D₂，生成跨链交易接收信息并打包上链后，若干个跨链路由监听第二区块链上的新区块，并识别新区块内包含的跨链交易接收信息，提取预定字段生成接收交易中间信息，对接收交易中间信息进行共识确认；

F2)锚定节点群监听跨链路由是否产生新的接收交易中间信息，若存在超过预定数量的跨链路由签名的接收交易中间信息，则将该接收交易中间信息转换为第一区块链结构的跨链交易接收信息，将该跨链交易接收信息发送给第一区块链的跨链交易合约，跨链交易合约将数字资产D₁发送给用户节点S₂在第一区块链上的关联账户，将跨链交易接收信息打包上链。

3.根据权利要求2所述的一种区块链异构链跨链交易方法，其特征在于，

建立若干个监管节点，若干个所述监管节点同步第二区块链的N个区块，若干个所述监管节点监听到锚定节点群生成共识确认的交易确认信息时，验证第二区块链是否存储有用户节点S₁获得数字资产D₂的跨链交易接收信息，将验证结果进行共识确认，若共识确认后的验证结果为否，则发起数字资产D₂转移给用户节点S₁在第二区块链上的关联账户的交易合约，而后判断第二区块链是否发生回滚，若未发生回滚则将参与对应的接收交易中间信息共识确认的跨链路由添加不良行为记录。

4.根据权利要求2或3所述的一种区块链异构链跨链交易方法，其特征在于，若干个监管节点同步第一区块链的M个区块，监听到锚定节点群生成交易确认信息时，验证第一区块链是否存储有用户节点S₂获得数字资产D₁的跨链交易接收信息，将验证结果进行共识确认，若共识确认后的验证结果为否，则发起数字资产D₁转移给用户节点S₂在第一区块链上的关联账户的交易合约，而后判断第一区块链是否发生回滚，若第一区块链未发生回滚则将参与对应的跨链交易信息共识确认的锚定节点添加不良行为记录。

5.根据权利要求1或2所述的一种区块链异构链跨链交易方法，其特征在于，所述跨链交易信息包含指定签名接收字段，所述指定签名接收字段若不为空，则仅允许指定签名接收字段所对应的第二区块链的用户节点S₂进行接收。

6.根据权利要求3所述的一种区块链异构链跨链交易方法，其特征在于，

所述监管节点为开放节点，所述监管节点运行有监管智能合约，节点安装并运行监管智能合约后，其余监管节点对其进行验证，若超过预设数量的监管节点验证通过，则将运行监管智能合约的节点作为新增监管节点。