CN113328997B - 联盟链跨链系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种联盟链跨链系统及方法，系统包括中继节点集合、跨链数据发送方和跨链数据接收方，中继节点集合包括多个从节点，多个从节点周期性地从该多个从节点共识中确定主节点；主节点用于，接收跨链数据发送方异步发送的跨链账本数据，将跨链账本数据添加至主节点的消息队列中，并复制至中继节点集合中的各从节点中，以使得从节点在接收到跨链账本数据之后将跨链账本数据添加至自身的消息队列中；主节点以及多个从节点还用于，根据自身消息队列中的跨链账本数据的排序依次对各跨链账本数据进行存储；中继节点集合中的任一节点还用于，在接收到来自跨链数据接收方的跨链账本数据请求时，将对应的跨链账本数据发送至跨链数据接收方。

Description

联盟链跨链系统及方法

技术领域

本公开涉及区块链技术领域，具体地，涉及一种联盟链跨链系统及方法。

背景技术

区块链是一种能够通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术。其能够把一段时间内发生的事务以区块为单位进行存储，并以密码学算法将区块按时间先后顺序连接，形成类似链条的一种数据结构。

为了实现不同区块链网络之间的数据交互，在区块链技术的发展过程中，衍生出了基于哈希锁定、二阶段提交等方式的跨链技术方案。但是，这些技术方案主要针对实时性要求较高、强事务一致性的场景，而不能够满足实时性要求较低的应用场景的需求。

发明内容

本公开的目的是提供一种联盟链跨链系统及方法，用以解决上述相关技术问题。

为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种联盟链跨链系统，包括中继节点集合、跨链数据发送方以及跨链数据接收方，所述中继节点集合包括多个从节点，所述多个从节点通过周期性地共识从所述多个从节点中确定主节点；

所述主节点用于，接收来自所述跨链数据发送方异步发送的跨链账本数据，将所述跨链账本数据添加至所述主节点的消息队列中，并将所述跨链账本数据复制至所述中继节点集合中的各个从节点中，以使得所述多个从节点在接收到所述跨链账本数据之后，将所述跨链账本数据添加至自身的消息队列中；

所述主节点以及所述多个从节点还用于，根据自身所对应的消息队列中的跨链账本数据的排序，依次对各所述跨链账本数据进行存储；

所述中继节点集合中的任一节点还用于，在接收到来自所述跨链数据接收方的跨链账本数据请求时，将存储的对应于所述跨链账本数据请求的跨链账本数据发送至所述跨链数据接收方。

可选地，所述多个从节点周期性地通过共识投票从所述多个从节点中确定主节点，所述从节点还用于执行如下步骤：

在接收到所述多个从节点中的候选从节点发送的投票请求时，生成所述从节点的投票信息；

基于所述从节点的私钥证书对所述投票信息进行签名，得到该投票信息的签名验证信息；

将所述投票信息以及对应该投票信息的签名验证信息发送至所述候选从节点。

可选地，所述候选从节点用于执行如下步骤：

接收所述多个从节点中的目标从节点发送的投票信息以及对应该投票信息的签名验证信息；

基于所述目标从节点的公钥证书以及所述签名验证信息对所述目标从节点发送的投票信息进行验证；

当验证通过时，将该投票信息作为有效投票信息；

其中，若所述候选从节点接收到的有效投票信息的数量大于数量阈值，则将该候选从节点作为新的主节点。

可选地，所述主节点还用于执行如下步骤：

在接收到来自跨链数据发送方的跨链账本数据时，获取所述跨链账本数据所对应的默克尔根证明信息；

根据所述默克尔根证明信息计算所述跨链账本数据所对应的默克尔树的第一根哈希值；

基于所述默克尔根证明信息中的账本信息，获取所述跨链数据发送方所对应的区块链网络中、对应于所述账本信息的账本数据的第二根哈希值；

当所述第一根哈希值与所述第二根哈希值相同时，将所述跨链账本数据添加至所述主节点的消息队列中，并将所述跨链账本数据复制至所述中继节点集合中的各个从节点中。

可选地，所述从节点还用于执行如下步骤：

在接收到所述主节点发送的跨链账本数据之后，获取所述跨链账本数据所对应的默克尔根证明信息；

根据所述默克尔根证明信息计算所述跨链账本数据所对应的默克尔树的第三根哈希值；

基于所述默克尔根证明信息中的账本信息，获取所述跨链数据发送方所对应的区块链网络中、对应于所述账本信息的账本数据的第四根哈希值；

当所述第三根哈希值与所述第四根哈希值相同时，将所述跨链账本数据添加至该从节点所对应的消息队列中。

可选地，所述联盟链跨链系统还包括治理节点集合，所述治理节点集合中的各治理节点之间能够共识产生至少一条治理链，所述联盟链跨链系统还包括针对所述治理节点集合部署的跨链治理模块，

所述跨链治理模块包括与跨链业务相关的智能合约，所述治理节点集合中的各节点之间能够共识产生用于保存与所述跨链业务相关的数据的治理链，所述智能合约包括跨链接入合约，所述治理链中保存有接入所述联盟链跨链系统中的每一跨链参与方的访问信息。

可选地，所述跨链治理模块用于通过所述跨链接入合约执行以下操作：

接收跨链参与方发送的注册请求，将所述注册请求中对应于该跨链参与方的元信息保存至所述治理链；

生成对应于该跨链参与方的注册结果信息，所述注册结果信息包括对应于所述跨链参与方的证书信息以及权限信息；

向所述跨链参与方发送所述注册结果信息。

可选地，所述联盟链跨链系统还包括针对所述跨链数据发送方设置的第一跨链网关，以及针对所述跨链数据接收方设置的第二跨链网关，

所述第一跨链网关用于，向所述主节点发送所述跨链账本数据；

所述第二跨链网关用于，向所述中继节点集合中的任一节点发送所述跨链账本数据请求，并在接收到该节点发送的跨链账本数据时，将所述跨链账本数据写入至所述跨链数据接收方所对应的区块链中。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种联盟链跨链方法，应用于上述第一方面中任一项所述的联盟链跨链系统，所述方法包括：

所述主节点接收来自所述跨链数据发送方的跨链账本数据，将所述跨链账本数据添加至所述主节点的消息队列中；

所述主节点将所述跨链账本数据复制至所述中继节点集合中的各个从节点中；

所述从节点在接收到所述跨链账本数据之后，将所述跨链账本数据添加至自身的消息队列中；

所述主节点以及所述多个从节点根据自身所对应的消息队列中的跨链账本数据的排序，依次对各所述跨链账本数据进行存储；

所述中继节点集合中的任一节点在接收到来自所述跨链数据接收方的跨链账本数据请求时，将存储的对应于所述跨链账本数据请求的跨链账本数据发送至所述跨链数据接收方。

可选地，还包括：

所述从节点在接收到所述多个从节点中的候选从节点发送的投票请求时，生成所述从节点的投票信息；

所述从节点基于所述从节点的私钥证书对所述投票信息进行签名，得到该投票信息的签名验证信息；

所述从节点将所述投票信息以及对应该投票信息的签名验证信息发送至所述候选从节点。

可选地，还包括：

所述候选从节点接收所述多个从节点中的目标从节点发送的投票信息以及对应该投票信息的签名验证信息；

所述候选从节点基于所述目标从节点的公钥证书以及所述签名验证信息对所述目标从节点发送的投票信息进行验证；

当验证通过时，所述候选从节点将该投票信息作为有效投票信息；

其中，若所述候选从节点接收到的有效投票信息的数量大于数量阈值，则将该候选从节点作为新的主节点。

上述技术方案至少可以具备如下有益效果：

通过在所述联盟链跨链系统中设置中继节点集合，跨链数据发送方可以向所述中继节点集合中的主节点发送跨链账本数据。相应的，所述主节点能够在接收到所述跨链账本数据之后将所述跨链账本数据添加至消息队列中进行异步处理，并将所述跨链账本数据复制至所述中继节点集合中的各个从节点中，以便于各所述从节点将所述跨链账本数据添加至自身的消息队列中进行异步处理。所述主节点以及所述从节点还能够在接收到来自跨链数据接收方的跨链账本数据请求时，将存储的对应于所述跨链账本数据请求的跨链账本数据发送至所述跨链数据接收方。

也就是说，上述技术方案可以基于主节点和从节点对跨链数据发送方异步发送的跨链账本数据进行异步处理。相应的，跨链数据接收方则可以基于所述主节点或从节点获取到对应的跨链账本数据，从而满足了低实时性场景的跨链需求。此外，由于所述主节点是由多个从节点通过周期性地共识从所述多个从节点中确定的，因此还实现了对所述主节点的去中心化，有助于提升跨链数据的安全性和真实性。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一示例性实施例所示出的一种联盟链跨链系统的框图。

图2是本公开一示例性实施例所示出的一种中继节点集合的框图。

图3是本公开一示例性实施例所示出的一种联盟链跨链系统的框图。

图4是本公开一示例性实施例所示出的一种联盟链跨链系统的框图。

图5是本公开一示例性实施例所示出的一种跨链治理模块以及治理链的框图。

图6是本公开一示例性实施例所示出的一种联盟链跨链方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在介绍本公开的联盟链跨链系统及方法之前，首先对本公开的应用场景进行介绍。本公开所提供的各实施例可以应用于联盟链跨链场景，以便于实现多个联盟链网络之间的数据交互。

在相关技术中，能够基于哈希锁定、二阶段提交等技术方案实现不同区块链网络之间的数据交互，但这样的方式适用于实时性要求较高、强一致性的场景，如金融数据处理场景。而对于电子处方流转等实时性要求较低、最终一致性的场景，上述技术方案则难以满足应用需求。

此外，在相关场景中，可以通过消息中间件的方式实现不同区块链网络之间的异步交互。但是，由于消息中间件为中心化组件，因此这样的方式又难以满足区块链技术的去中心化需求，导致跨链交互过程中的数据的可信度降低。同时，中心化的消息中间件也更容易遭到攻击，进而导致安全问题。

为此，本公开提供一种联盟链跨链系统，参照图1所示出的一种联盟链跨链系统的框图，所述系统包括中继节点集合、跨链数据发送方以及跨链数据接收方。

其中，所述跨链数据发送方和所述跨链数据接收方可以分别对应于一个联盟链网络。当所述联盟链跨链系统中的多个联盟链网络中的任一联盟链网络需要发送跨链账本数据时，其可以作为上述的跨链数据发送方。类似的，当所述联盟链跨链系统中的多个联盟链网络中的任一联盟链网络需要请求跨链账本数据时，其可以作为上述的跨链数据接收方。

参照图1，所述中继节点集合包括多个从节点(图1中以中继节点包括从节点1-3示意)，所述多个从节点之间可以周期性地通过共识的方式从所述多个从节点中确定出主节点。以图1为例，从节点1-3可以按照一时间周期(例如每小时、每天等等)从所述从节点1-3中确定出主节点。其中，所述时间周期可以基于应用需求进行选择和设置，本公开对此不做限制。

当然，由于主节点是由各个从节点通过共识的方式从各所述从节点中确定，因此，各个从节点均可能成为所述主节点。例如图1中的从节点1-3均有可能通过共识成为主节点。通过这样的方式，能够实现对主节点的去中心化，从而提升网络安全性。

此外，参照图2所示出的一种中继节点集合的框图示意图，所述中继节点集合中的各从节点还可以以P2P(Peerto Peer，对等网络)的方式进行通信。各所述从节点还可以分别维护有与该从节点相对应的消息队列。

针对所述主节点，所述主节点在接收到来自所述跨链数据发送方异步发送的跨链账本数据后，可以将所述跨链账本数据添加至所述主节点的消息队列中。这样，所述主节点可以通过所述消息队列对所述主节点接收到的跨链账本数据进行排序，并在满足执行条件时(例如计算资源可用时)根据跨链账本数据在所述消息队列中的排序依次对所述跨链账本数据进行存储。也就是说，所述主节点能够基于所述消息队列对接收到的跨链账本数据进行异步处理。相应的，跨链数据发送方在向所述主节点发送跨链账本数据后，无需等待跨链账本数据完成整个处理流程便可对下一跨链账本数据进行处理，从而能够满足跨链数据的异步处理需求，满足电子处方流转等实时性要求较低、最终一致性的场景。

此外，所述主节点还可以将所述跨链账本数据复制至所述中继节点集合中的各个从节点中。结合图1和图2进行说明，当从节点1成为主节点时，从节点1还可以将接收到的跨链账本数据通过P2P的方式发送至从节点2和从节点3。

相应的，从节点2和从节点3在接收到所述跨链账本数据之后，也可以将所述跨链账本数据添加至自身的消息队列中。这样，从节点2和从节点3可以通过自身维护的消息队列对所述跨链账本数据进行排序，并在满足执行条件时根据跨链账本数据在所述消息队列中的排序依次对所述跨链账本数据进行存储。也就是说，从节点也能够基于所述消息队列对接收到的跨链账本数据进行异步处理。

值得说明的是，由于主节点与从节点之间在性能、运行环境等方面可能存在着差异，因此主节点以及各个从节点之间对跨链账本数据进行处理的速度可以是不同的。但是，基于主节点以及从节点所维护的消息队列，通过对消息队列中的数据依次进行处理和存储，所述主节点与所述从节点之间保存的跨链账本数据可以实现最终一致性，从而实现了对跨链账本数据的去中心化存储。通过这样的方式，有助于跨链账本数据的溯源，也保证了跨链账本数据的真实性。

这样，由于所述主节点与所述从节点之间保存的跨链账本数据可以实现最终一致性，因此跨链数据接收方可以向所述中继节点集合中的任一节点请求所述跨链账本数据。相应的，所述中继节点集合中的任一节点还用于，在接收到来自所述跨链数据接收方的跨链账本数据请求时，将存储的对应于所述跨链账本数据请求的跨链账本数据发送至所述跨链数据接收方。

上述技术方案通过在所述联盟链跨链系统中设置中继节点集合，跨链数据发送方可以向所述中继节点集合中的主节点发送跨链账本数据。相应的，所述主节点能够在接收到所述跨链账本数据之后将所述跨链账本数据添加至消息队列中进行异步处理，并将所述跨链账本数据复制至所述中继节点集合中的各个从节点中，以便于各所述从节点将所述跨链账本数据添加至自身的消息队列中进行异步处理。所述主节点以及所述从节点还能够在接收到来自跨链数据接收方的跨链账本数据请求时，将存储的对应于所述跨链账本数据请求的跨链账本数据发送至所述跨链数据接收方。

也就是说，上述技术方案可以基于主节点和从节点对跨链数据发送方异步发送的跨链账本数据进行异步处理。相应的，跨链数据接收方则可以基于所述主节点或从节点获取到对应的跨链账本数据，从而满足了低实时性场景的跨链需求。此外，由于所述主节点是由所述多个从节点通过周期性地共识从所述多个从节点中确定的，因此还实现了对所述主节点的去中心化，有助于提升跨链数据的安全性和真实性。

在一种可能的实施方式中，参照图3所示出的一种联盟链跨链系统的框图，所述联盟链跨链系统还包括针对所述跨链数据发送方设置的第一跨链网关，以及针对所述跨链数据接收方设置的第二跨链网关。

其中，第一跨链网关可以用于实现对所述跨链数据发送方的代理功能，例如在具体实施时所述第一跨链网关可以用于，向所述主节点发送所述跨链账本数据。所述第二跨链网关可以用于实现对所述跨链数据接收方的代理功能，例如在具体实施时所述第二跨链网关可以用于向所述中继节点集合中的任一节点发送跨链账本数据请求，并在接收到该节点发送的跨链账本数据时，将所述跨链账本数据写入至所述跨链数据接收方所对应的区块链中。

针对所述主节点的确定过程，在一种可能的实施方式中，所述多个从节点周期性地通过共识投票从所述多个从节点中确定主节点，所述从节点还用于执行如下步骤：

在接收到所述多个从节点中的候选从节点发送的投票请求时，生成所述从节点的投票信息。

其中，参照raft算法，主节点例如可以设置有对应的时间限制周期，当节点成为主节点的时长大于所述时间限制周期时，该节点可以将状态重新修改为从节点。此外，当任一从节点与主节点通信失败时，该从节点可以将自身的状态调整为候选状态(即候选从节点)，并向其他从节点发送投票请求。这样，从节点在接收到候选从节点发送的投票请求时，可以对该候选从节点进行投票，得到投票信息。

此外，所述从节点还可以基于所述从节点的私钥证书对所述投票信息进行签名，得到该投票信息的签名验证信息。其中，所述中继节点集合中的各节点例如可以在注册至所述联盟链跨链系统时，获得跨链接入服务发送的秘钥证书对。相应的，所述中继节点集合中的各节点之间可以互相保存其他节点的公钥证书。这样，所述从节点可以基于自身的私钥证书对所述投票信息进行签名，例如通过自身的私钥证书对所述投票信息的哈希值进行加密，得到所述签名验证信息。

进一步的，该从节点可以将所述投票信息以及对应该投票信息的签名验证信息发送至所述候选从节点，从而完成投票过程。

采用上述技术方案，从节点在投票过程中可以基于自身的私钥证书对投票信息进行签名验证，从而能够保证投票结果的真实性。

相应的，所述候选从节点用于执行如下步骤：

接收所述多个从节点中的目标从节点发送的投票信息以及对应该投票信息的签名验证信息，基于所述目标从节点的公钥证书以及所述签名验证信息对所述目标从节点发送的投票信息进行验证。其中，所述目标从节点可以是中继节点集合中的任意从节点。

示例地，候选从节点可以计算所述投票信息的第一哈希值，并通过所述目标从节点的公钥证书对所述签名验证信息进行解密，得到所述投票信息的第二哈希值(由目标从节点对原始投票信息计算得到)。这样，当所述第一哈希值与第二哈希值相同时，则可以确定该投票信息的真实性。在这种情况下，所述候选从节点可以将该投票信息作为有效投票信息。

其中，若所述候选从节点接收到的有效投票信息的数量大于数量阈值，则将该候选从节点作为新的主节点。所述数量阈值可以基于应用场景进行设定，例如当所述中继节点集合中的中继节点的数量为N时，可以将N/2作为所述数量阈值。当然，在一些可能的实施场景中，也可以将所述数量阈值设置为N，本公开对此不做限制。

采用上述技术方案，通过对投票信息进行加密，能够保证投票结果的真实性，从而进一步地保证了主节点的去中心化属性。这样，通过所述主节点对跨链账本数据进行处理，能够提升跨链账本数据的安全性和真实性。

针对主节点将跨链账本数据复制至从节点的过程，在一种可能的实施方式中，所述主节点还可以对接收到的跨链账本数据进行校验，并在校验通过的情况下将所述跨链账本数据复制至从节点。在这种情况下，所述主节点还用于执行如下步骤：

在接收到来自跨链数据发送方的跨链账本数据时，获取所述跨链账本数据所对应的默克尔根证明信息。

其中，所述跨链账本数据可以包括区块头以及区块体。所述区块体中可以存储有交易数据。所述区块头中可以存储有区块数据所对应的默克尔根证明信息，如默克尔树信息、该跨链账本数据在跨链数据发送方所处区块链网络中的账本ID(Identity document，身份识别号)等等。

这样，所述主节点可以根据所述默克尔根证明信息计算所述跨链账本数据所对应的默克尔树的第一根哈希值。所述主节点还可以与所述跨链数据发送方进行通信，从而基于所述默克尔根证明信息中的账本信息，获取所述跨链数据发送方所对应的区块链网络中、对应于所述账本信息的账本数据的第二根哈希值。其中，所述跨链数据发送方所对应的区块链网络的通信信息(如地址、网络名称等等)可以在所述主节点注册至所述联盟链跨链系统时获得，本公开将在后续实施例中对此进行说明。

在获得所述第一根哈希值以及所述第二根哈希值之后，所述主节点可以将所述第一根哈希值与所述第二根哈希值进行对比。并在所述第一根哈希值与所述第二根哈希值相同时，将所述跨链账本数据添加至所述主节点的消息队列中，并将所述跨链账本数据复制至所述中继节点集合中的各个从节点中。

采用上述技术方案，主节点在将跨链账本数据复制至所述中继节点集合中的各个从节点之前还可以通过默克尔验证的方式对所述跨链账本数据进行真实性验证，从而能够提升中继节点集合中的各节点所存储的跨链账本数据的真实性，进而保证跨链数据接收方所接收到的跨链账本数据的真实性。当然，所述主节点在确定所述第一根哈希值与所述第二根哈希值不同时，也可以终止所述跨链账本数据的处理过程，例如拒绝将该跨链账本数据添加至主节点所对应的消息队列中。

类似的，在一种可能的实施方式中，从节点在接收到主节点复制的跨链账本数据之后，也可以对所述跨链账本数据进行验证。在这种情况下，所述从节点还用于执行如下步骤：

在接收到所述主节点发送的跨链账本数据之后，获取所述跨链账本数据所对应的默克尔根证明信息。其中，所述跨链账本数据可以包括区块头以及区块体。所述区块体中可以存储有交易数据。所述区块头中可以存储有区块数据所对应的默克尔根证明信息，如默克尔树信息、该跨链账本数据在跨链数据发送方所处区块链网络中的账本ID等等。

这样，所述从节点可以根据所述默克尔根证明信息计算所述跨链账本数据所对应的默克尔树的第三根哈希值。例如，所述从节点可以通过与所述跨链数据发送方进行通信，从而基于所述默克尔根证明信息中的账本信息，获取所述跨链数据发送方所对应的区块链网络中、对应于所述账本信息的账本数据的第四根哈希值。其中，所述跨链数据发送方所对应的区块链网络的通信信息可以在所述从节点注册至所述联盟链跨链系统时获得，本公开将在后续实施例中对此进行说明。

在获得所述第三根哈希值以及所述第四根哈希值之后，所述从节点可以将所述第三根哈希值与所述第四根哈希值进行对比。并在所述第三根哈希值与所述第四根哈希值相同时，将所述跨链账本数据添加至该从节点所对应的消息队列中。

采用上述技术方案，中继节点集合中的各从节点在接收到主节点复制发送的跨链账本数据之后还可以通过默克尔验证的方式对所述跨链账本数据进行真实性验证，从而能够提升中继节点集合中的各节点所存储的跨链账本数据的真实性，进而保证跨链数据接收方所接收到的跨链账本数据的真实性。

当然，在一种可能的实施方式中，也可以将上述两种验证过程结合使用，即所述主节点和所述从节点均需要对获得的跨链账本数据进行验证。通过这样的双重验证方式，能够进一步提升中继节点集合中的各节点所存储的跨链账本数据的真实性，进而保证跨链数据接收方所接收到的跨链账本数据的真实性。

图4是本公开所示出的一种联盟链跨链系统的框图。如图4所示，所述联盟链跨链系统在图1的基础上还包括治理节点集合。所述治理节点集合可以构成治理区块链网络，所述治理节点集合中的各治理节点之间能够共识产生至少一条治理链。

在一些实施方式中，所述治理区块链网络可以由跨链监管方进行构建。相应的，所述跨链监管方可以设置若干数量的所述治理节点。在另一些实施方式中，所述治理区块链网络也可以由多个跨链参与方设置和管理，在这种情况下，多个跨链参与方可以设置所述治理节点。当然，为了提升跨链交互的安全性，这些治理节点集合可以与跨链参与方所属的联盟链网络解耦设置。所述治理节点集合也可以与所述中继节点集合相互解耦设置。

参照图5所示出的一种跨链治理模块以及治理链的框图，所述联盟链跨链系统还包括针对所述治理节点集合部署的跨链治理模块。其中，所述跨链治理模块针对所述治理节点集合部署，其包括与跨链业务相关的智能合约，所述智能合约例如包括跨链接入合约。在具体实施时，所述智能合约例如可以部署在所述治理区块链网络中的一个或多个治理节点中。参照图5，所述跨链治理模块还可以包括跨链网关服务，所述网关服务例如可以是API(Application Programming Interface，应用程序接口)网关，以便于业务请求端通过所述API网关调用相应的智能合约。

此外，所述治理节点集合中的各节点之间能够共识产生用于保存与所述跨链业务相关的数据的治理链，所述治理链中还保存有接入所述联盟链跨链系统中的每一跨链参与方的访问信息。

这样，在所述联盟链跨链系统中，任一跨链参与方都可以基于所述跨链准入合约进行身份认证。在通过所述准入合约限定的身份认证的情况下，所述跨链参与方可以在所述联盟链跨链系统中完成注册。

例如，所述跨链治理模块可以通过所述跨链接入合约执行以下操作：

接收跨链参与方发送的注册请求，将所述注册请求中对应于该跨链参与方的元信息保存至所述治理链。参照图5进行说明，跨链参与方可以通过所述网关服务调用所述跨链接入合约，并提交包括自身元信息的注册请求。其中，元信息例如可以包括通道信息、合约描述信息、IP地址、路由地址、域名等等。相应的，跨链治理模块可以接收跨链参与方发送的注册请求，将对应于该跨链参与方的元信息保存至治理链。

进一步的，所述跨链治理模块可以基于所述元信息，并通过跨链接入合约所对应的执行逻辑生成对应于所述跨链参与方的注册结果信息，并向所述跨链参与方发送所述注册结果信息。其中，所述注册结果信息可以包括对应于该跨链参与方的证书信息(例如公钥证书和私钥证书)、权限信息以及账户名称。

值得说明的是，本实施例中的跨链参与方可以包括所述联盟链跨链系统中的各个组成部分，例如跨链消息发送方、跨链消息接收方、所述中继节点集合中的各个节点、所述治理节点集合中的各个节点等等。这样，通过设置所述跨链治理模块以及跨链治理节点集合，能够对所述联盟链跨链系统中的各个组成部分的进行管理。

此外值得说明的是，在跨链参与方完成注册之后，所述跨链参与方可以通过所述跨链治理模块以及所述治理链获取所述治理链上保存的其他跨链参与方的相关信息，例如通道信息、IP地址、路由地址、域名等等。这样，各个跨链参与方之间也可以进行通信交互。例如，主节点和从节点可以获取跨链账本数据发送方所对应的通信地址，从而查询跨链账本数据发送方所保存的区块链中的相关数据，以便于进行默克尔根的求取。

当然，如图5所示，在一些可能的实施场景中，所述跨链治理模块还可以包括与审计监管、权限鉴权相关的智能合约。例如，可以基于审计监管智能合约将所述跨链账本数据的各个处理流程所涉及到的处理方、处理时间等信息写入至所述治理链中，以便于监管。在具体实施时，所述跨链治理模块所包括的智能合约可以根据应用需求进行设置，本公开在此不做赘述。

图6是本公开所示出的一种联盟链跨链方法的流程图，所述方法可以应用于上述实施例中所述的联盟链跨链系统，所述方法包括：

在步骤61中，主节点接收来自跨链数据发送方的跨链账本数据，将所述跨链账本数据添加至所述主节点的消息队列中。

这样，所述主节点可以通过所述消息队列对所述主节点接收到的跨链账本数据进行排序，并在满足执行条件时(例如计算资源可用时)根据跨链账本数据在所述消息队列中的排序依次对所述跨链账本数据进行存储。也就是说，所述主节点能够基于所述消息队列对接收到的跨链账本数据进行异步处理。相应的，跨链数据发送方在向所述主节点发送跨链账本数据后，无需等待跨链账本数据完成整个处理流程便可对下一跨链账本数据进行处理，从而能够满足跨链数据的异步处理需求，满足电子处方流转等实时性要求较低、最终一致性的场景。

在步骤62中，主节点将所述跨链账本数据复制至所述中继节点集合中的各个从节点中。结合图1和图2进行说明，当从节点1成为主节点时，从节点1还可以将接收到的跨链账本数据通过P2P的方式发送至从节点2和从节点3。

在步骤63中，从节点在接收到所述跨链账本数据之后，将所述跨链账本数据添加至自身的消息队列中。

沿用上述例子，从节点2和从节点3在接收到所述跨链账本数据之后，也可以将所述跨链账本数据添加至自身的消息队列中。这样，从节点2和从节点3可以通过自身维护的消息队列对所述跨链账本数据进行排序，并在满足执行条件时根据跨链账本数据在所述消息队列中的排序依次对所述跨链账本数据进行存储。也就是说，从节点也能够基于所述消息队列对接收到的跨链账本数据进行异步处理。

在步骤64中，主节点以及所述多个从节点根据自身所对应的消息队列中的跨链账本数据的排序，依次对各所述跨链账本数据进行存储。

值得说明的是，由于主节点与从节点之间在性能、运行环境等方面可能存在着差异，因此主节点以及各个从节点之间对跨链账本数据进行处理的速度可以是不同的。但是，基于主节点以及从节点所维护的消息队列，通过对消息队列中的数据依次进行处理和存储，所述主节点与所述从节点之间保存的跨链账本数据可以实现最终一致性，从而实现了对跨链账本数据的去中心化存储。通过这样的方式，有助于跨链账本数据的溯源，也保证了跨链账本数据的真实性。

在步骤65中，中继节点集合中的任一节点在接收到来自所述跨链数据接收方的跨链账本数据请求时，将存储的对应于所述跨链账本数据请求的跨链账本数据发送至所述跨链数据接收方。

由于所述主节点与所述从节点之间保存的跨链账本数据可以实现最终一致性，因此跨链数据接收方可以向所述中继节点集合中的任一节点请求所述跨链账本数据。相应的，所述中继节点集合中的任一节点在接收到来自所述跨链数据接收方的跨链账本数据请求时，将存储的对应于所述跨链账本数据请求的跨链账本数据发送至所述跨链数据接收方。

上述技术方案通过在所述联盟链跨链系统中设置中继节点集合，跨链数据发送方可以向所述中继节点集合中的主节点发送跨链账本数据。相应的，所述主节点能够在接收到所述跨链账本数据之后将所述跨链账本数据添加至消息队列中进行异步处理，并将所述跨链账本数据复制至所述中继节点集合中的各个从节点中，以便于各所述从节点将所述跨链账本数据添加至自身的消息队列中进行异步处理。所述主节点以及所述从节点还能够在接收到来自跨链数据接收方的跨链账本数据请求时，将存储的对应于所述跨链账本数据请求的跨链账本数据发送至所述跨链数据接收方。

也就是说，上述技术方案可以基于主节点和从节点对跨链数据发送方异步发送的跨链账本数据进行异步处理。相应的，跨链数据接收方则可以基于所述主节点或从节点获取到对应的跨链账本数据，从而满足了低实时性场景的跨链需求。此外，由于所述主节点是由所述多个从节点通过周期性地共识从所述多个从节点中确定的，因此还实现了对所述主节点的去中心化，有助于提升跨链数据的安全性和真实性。

在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

所述从节点在接收到所述多个从节点中的候选从节点发送的投票请求时，生成所述从节点的投票信息。其中，参照raft算法，主节点例如可以设置有对应的时间限制周期，当节点成为主节点的时长大于所述时间限制周期时，该节点可以将状态重新修改为从节点。此外，当任一从节点与主节点通信失败时，该从节点可以将自身的状态调整为候选状态(即候选从节点)，并向其他从节点发送投票请求。这样，从节点在接收到候选从节点发送的投票请求时，可以对该候选从节点进行投票，得到投票信息。

此外，所述从节点还可以基于所述从节点的私钥证书对所述投票信息进行签名，得到该投票信息的签名验证信息。其中，所述中继节点集合中的各节点例如可以在注册至所述联盟链跨链系统时，获得跨链接入服务发送的秘钥证书对。相应的，所述中继节点集合中的各节点之间可以互相保存其他节点的公钥证书。这样，所述从节点可以基于自身的私钥证书对所述投票信息进行签名，例如通过自身的私钥证书对所述投票信息的哈希值进行加密，得到所述签名验证信息。

进一步的，所述从节点可以将所述投票信息以及对应该投票信息的签名验证信息发送至所述候选从节点，从而完成投票过程。

采用上述技术方案，从节点在投票过程中可以基于自身的私钥证书对投票信息进行签名验证，从而能够保证投票结果的真实性。

在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

所述候选从节点接收所述多个从节点中的目标从节点发送的投票信息以及对应该投票信息的签名验证信息；

所述候选从节点基于所述目标从节点的公钥证书以及所述签名验证信息对所述目标从节点发送的投票信息进行验证。

例如，可以计算所述投票信息的第一哈希值，并通过所述目标从节点的公钥证书对所述签名验证信息进行解密，得到所述投票信息的第二哈希值(由目标从节点对原始投票信息计算得到)。这样，当所述第一哈希值与第二哈希值相同时，则可以确定该投票信息的真实性。在这种情况下，所述候选从节点可以将该投票信息作为有效投票信息。

其中，若所述候选从节点接收到的有效投票信息的数量大于数量阈值，则将该候选从节点作为新的主节点。所述数量阈值可以基于应用场景进行设定，例如当所述中继节点集合中的中继节点的数量为N时，可以将N/2作为所述数量阈值。当然，在一些可能的实施场景中，也可以将所述数量阈值设置为N，本公开对此不做限制。

采用上述技术方案，通过对投票信息进行加密，能够保证投票结果的真实性，从而进一步地保证了主节点的去中心化属性。这样，通过所述主节点对跨链账本数据进行处理，能够提升跨链账本数据的安全性和真实性。

在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的联盟链跨链方法的代码部分。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (11)

1.一种联盟链跨链系统，其特征在于，包括中继节点集合、跨链数据发送方以及跨链数据接收方，所述中继节点集合包括多个从节点，所述多个从节点通过周期性地共识从所述多个从节点中确定主节点；

所述主节点用于，接收来自所述跨链数据发送方异步发送的跨链账本数据，将所述跨链账本数据添加至所述主节点的消息队列中，并将所述跨链账本数据复制至所述中继节点集合中的各个从节点中，以使得所述多个从节点在接收到所述跨链账本数据之后，将所述跨链账本数据添加至自身的消息队列中；

所述主节点以及所述多个从节点还用于，根据自身所对应的消息队列中的跨链账本数据的排序，依次对各所述跨链账本数据进行存储；

所述中继节点集合中的任一节点还用于，在接收到来自所述跨链数据接收方的跨链账本数据请求时，将存储的对应于所述跨链账本数据请求的跨链账本数据发送至所述跨链数据接收方。

2.根据权利要求1所述的联盟链跨链系统，其特征在于，所述多个从节点周期性地通过共识投票从所述多个从节点中确定主节点，所述从节点还用于执行如下步骤：

在接收到所述多个从节点中的候选从节点发送的投票请求时，生成所述从节点的投票信息；

基于所述从节点的私钥证书对所述投票信息进行签名，得到该投票信息的签名验证信息；

将所述投票信息以及对应该投票信息的签名验证信息发送至所述候选从节点。

3.根据权利要求2所述的联盟链跨链系统，其特征在于，所述候选从节点用于执行如下步骤：

接收所述多个从节点中的目标从节点发送的投票信息以及对应该投票信息的签名验证信息；

基于所述目标从节点的公钥证书以及所述签名验证信息对所述目标从节点发送的投票信息进行验证；

当验证通过时，将该投票信息作为有效投票信息；

其中，若所述候选从节点接收到的有效投票信息的数量大于数量阈值，则将该候选从节点作为新的主节点。

4.根据权利要求1所述的联盟链跨链系统，其特征在于，所述主节点还用于执行如下步骤：

在接收到来自跨链数据发送方的跨链账本数据时，获取所述跨链账本数据所对应的默克尔根证明信息；

根据所述默克尔根证明信息计算所述跨链账本数据所对应的默克尔树的第一根哈希值；

基于所述默克尔根证明信息中的账本信息，获取所述跨链数据发送方所对应的区块链网络中、对应于所述账本信息的账本数据的第二根哈希值；

当所述第一根哈希值与所述第二根哈希值相同时，将所述跨链账本数据添加至所述主节点的消息队列中，并将所述跨链账本数据复制至所述中继节点集合中的各个从节点中。

5.根据权利要求1所述的联盟链跨链系统，其特征在于，所述从节点还用于执行如下步骤：

在接收到所述主节点发送的跨链账本数据之后，获取所述跨链账本数据所对应的默克尔根证明信息；

根据所述默克尔根证明信息计算所述跨链账本数据所对应的默克尔树的第三根哈希值；

基于所述默克尔根证明信息中的账本信息，获取所述跨链数据发送方所对应的区块链网络中、对应于所述账本信息的账本数据的第四根哈希值；

当所述第三根哈希值与所述第四根哈希值相同时，将所述跨链账本数据添加至该从节点所对应的消息队列中。

6.根据权利要求1所述的联盟链跨链系统，其特征在于，所述联盟链跨链系统还包括治理节点集合，所述治理节点集合中的各治理节点之间能够共识产生至少一条治理链，所述联盟链跨链系统还包括针对所述治理节点集合部署的跨链治理模块，

所述跨链治理模块包括与跨链业务相关的智能合约，所述治理节点集合中的各节点之间能够共识产生用于保存与所述跨链业务相关的数据的治理链，所述智能合约包括跨链接入合约，所述治理链中保存有接入所述联盟链跨链系统中的每一跨链参与方的访问信息。

7.根据权利要求6所述的联盟链跨链系统，其特征在于，所述跨链治理模块用于通过所述跨链接入合约执行以下操作：

接收跨链参与方发送的注册请求，将所述注册请求中对应于该跨链参与方的元信息保存至所述治理链；

生成对应于该跨链参与方的注册结果信息，所述注册结果信息包括对应于所述跨链参与方的证书信息以及权限信息；

向所述跨链参与方发送所述注册结果信息。

8.根据权利要求1所述的联盟链跨链系统，其特征在于，所述联盟链跨链系统还包括针对所述跨链数据发送方设置的第一跨链网关，以及针对所述跨链数据接收方设置的第二跨链网关，

所述第一跨链网关用于，向所述主节点发送所述跨链账本数据；

所述第二跨链网关用于，向所述中继节点集合中的任一节点发送所述跨链账本数据请求，并在接收到该节点发送的跨链账本数据时，将所述跨链账本数据写入至所述跨链数据接收方所对应的区块链中。

9.一种联盟链跨链方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的联盟链跨链系统，所述方法包括：

所述主节点接收来自所述跨链数据发送方的跨链账本数据，将所述跨链账本数据添加至所述主节点的消息队列中；

所述主节点将所述跨链账本数据复制至所述中继节点集合中的各个从节点中；

所述从节点在接收到所述跨链账本数据之后，将所述跨链账本数据添加至自身的消息队列中；

所述主节点以及所述多个从节点根据自身所对应的消息队列中的跨链账本数据的排序，依次对各所述跨链账本数据进行存储；

所述中继节点集合中的任一节点在接收到来自所述跨链数据接收方的跨链账本数据请求时，将存储的对应于所述跨链账本数据请求的跨链账本数据发送至所述跨链数据接收方。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

所述从节点在接收到所述多个从节点中的候选从节点发送的投票请求时，生成所述从节点的投票信息；

所述从节点基于所述从节点的私钥证书对所述投票信息进行签名，得到该投票信息的签名验证信息；

所述从节点将所述投票信息以及对应该投票信息的签名验证信息发送至所述候选从节点。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

所述候选从节点接收所述多个从节点中的目标从节点发送的投票信息以及对应该投票信息的签名验证信息；

所述候选从节点基于所述目标从节点的公钥证书以及所述签名验证信息对所述目标从节点发送的投票信息进行验证；

当验证通过时，所述候选从节点将该投票信息作为有效投票信息；

其中，若所述候选从节点接收到的有效投票信息的数量大于数量阈值，则将该候选从节点作为新的主节点。

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