CN113590718A - 基于区块链一体机的可信数据跨链系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于区块链一体机的可信数据跨链系统，涉及区块链技术领域，用于解决现有不同区块链之间数据流通困难，区块链应用之间互操作性不足，无法有效进行跨域可信数据流通和价值交换，以及各个区块链依然是一座座信息孤岛和信任孤岛，很大程度阻碍了区块链应用生态的融合发展的问题；本发明通过可信交互模块使得异构区块链平台之间通过跨链路由进行可信数据交互，通过不同区块链平台可以各自提供一个区块链适配器，任何区块链只要遵循区块链接入模型，通过区块链适配器就可以接入跨链平台，实现异构区块链平台上价值数字资产的高效流通和异构区块链平台之间的可信连接与数据交互。

Description

基于区块链一体机的可信数据跨链系统

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体为基于区块链一体机的可信数据跨链系统。

背景技术

区块链作为构建未来价值互联网的重要基础设施，深度融合分布式存储、点对点通信、分布式架构、共识机制、密码学等前沿技术，正在成为技术创新的前沿阵地。全球主要国家都在加快布局区块链技术，用以推动技术革新和产业变革。

当前不同区块链之间数据流通困难，区块链应用之间互操作性不足，无法有效进行跨域可信数据流通和价值交换，各个区块链依然是一座座信息孤岛和信任孤岛，很大程度阻碍了区块链应用生态的融合发展；

因此，致力于运用区块链技术提升机构间协作效率、降低全社会数据协同协作成本、推动社会普惠金融发展和支持国家推进关键技术安全可控战略方面不断应用与实践，针对跨地域、跨领域、异构服务、异构区块链平台之间的可信连接与数据交互的行业痛点，研发了基于区块链一体机的可信数据跨链系统。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决现有不同区块链之间数据流通困难，区块链应用之间互操作性不足，无法有效进行跨域可信数据流通和价值交换，各个区块链依然是一座座信息孤岛和信任孤岛，很大程度阻碍了区块链应用生态的融合发展的问题，而提出基于区块链一体机的可信数据跨链系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于区块链一体机的可信数据跨链系统，包括区块链一体机，所述区块链一体机内设置有跨链架构模块；

跨链架构模块包括数据层、交互层和事务层；数据层内存储有区块链资源、区块链结构和寻址协议；交互层用于对交易进行交换和验证；事务层内设置有可信交互模块；

可信交互模块用于异构区块链平台之间通过跨链路由进行可信数据交互，具体交互过程为：用户发起交易至跨链路由viaA，跨链路由viaA接收到交易后将其发送至跨链路由viaB；跨链路由viaB接收到交易后对其进行身份、权限校验，校验完成后，发送交易上链至区块链平台B并接收区块链平台B反馈的接收交易回执；获取交易和回执的默克尔证明并发送至区块链平台B并接收区块链平台B反馈的接收证明；跨链路由viaB再将交易回执、交易和回执的默克尔证明发送至跨链路由viaA；跨链路由viaA接收到交易回执、交易和回执的默克尔证明后对其进行校验，校验完成后，反馈交易回执给用户。

作为本发明的一种优选实施方式，所述区块链一体机内还设置有两个联盟链中继点和运维管理平台；区块链一体机通过联盟链中继点与联盟链网络连接；

所述运维管理平台包括合约编写模块、合约上传模块、合约审批模块和合约管理模块；

所述合约编写模块用于编写人员编写异构区块链平台之间的智能合约，具体编写过程为：

获取异构区块链平台之间合约编写请求，对合约编写请求以及编写人员的人员信息进行分析处理以得到合约编写请求对应的编写人员，向编写人员的智能终端发送合约编写请求，接收编写人员通过智能终端反馈的确认指令后，将编写人员标记为合约编写请求对应的操作人员；

操作人员通过智能终端发送编写开始指令至合约上传模块并开始编写合约编写请求对应的智能合约，然后将编写完成的智能合约发送至合约上传模块；

所述合约上传模块接收编写开始指令以及对应的智能合约后，将接收编写开始指令的时刻与接收到对应智能合约的时刻进行时刻差计算以得到操作人员的编写时长并将其与智能合约上传至合约审批模块；

所述合约审批模块用于将接收到的智能合约发送至对应审核端进行审核，接收审核端反馈的审核结果，当审核结果为审核通过时，将操作人员的编写时长和审核通过的智能合约发送至合约管理模块；

所述合约管理模块用于接收操作人员的编写时长和审核通过的智能合约并存储和管理。

作为本发明的一种优选实施方式，所述合约编写请求包括智能合约的类型、编写语音和合约参数；人员信息包括编写人员的位置、通信号码、编写合约的类型、语言以及对应的所需时长；

对合约编写请求以及编写人员的人员信息进行分析处理的具体步骤为：

将智能合约的类型与编写语音与编写人员的编写合约的类型进行匹配，向两者完全相同的编写人员的智能终端发送状态获取指令以获取编写人员在预设时间范围内通过智能终端反馈的所处状态；

当所处状态为空闲状态时，再在向空闲状态的编写人员对应智能终端发送测试信令以获取该编写人员智能终端的网约基值并标记为WY1；获取编写人员的编约效值和核返值并分别标记为WY2和WY3；

将网约基值、编约效值和核效值进行归一化处理并取三者归一化处理后的数值，利用公式YF=（WY1×pf1+WY2×pf2）/（WY3×pf3+1）得到编写人员的约发值YF；其中，pf1、pf2和pf3为预设占比值；

依据约发值对编写人员进行排序，向排序最前编写人员的智能终端发送合约编写请求，当排序最前编写人员的智能终端在预设时间范围内反馈确认指令时，将编写人员标记为合约编写请求对应的操作人员；否，向排序次之编写人员的智能终端发送合约编写请求并接收其反馈。

作为本发明的一种优选实施方式，所述测试信令用于触发智能终端采集其内部CPU的利用率、型号和上传速率，然后对其进行分析得到网约基值并反馈至合约编写模块，具体分析过程为：生成型号的匹配信令并反馈至合约编写模块，合约编写编写模块接收到匹配信令后，解析匹配信令得到其型号，并将型号与型号库内的所有型号进行匹配，设定型号库内所有的型号均对应一个预设型号值，将匹配到对应型号的预设型号值发送至智能终端，智能终端接收到预设型号值时，将其与CPU的利用率和上传速率进行归一化处理并取三者归一化处理后的数值，将预设型号值的数值除以CPU的利用率的数值在乘以上传速率的数值以得到智能终端的网约基值。

作为本发明的一种优选实施方式，所述审核端用于审核人员对智能合约进行审核并标记待修改的数量，当待修改的数量等于零时，生成审核通过的审核结果并反馈，当待修改的数量大于零时，审核端将智能合约以及待修改的所在位置发送至操作人员的智能终端，并接收到操作人员通过智能终端再次反馈的修改后智能合约，对其进行再次审核，当待修改的数量的数量等于零时，生成审核通过的审核结果，同时将待修改的数量标记为第一批次数量；当待修改的数量的数量大于零时，审核端再一次将智能合约以及待修改的所在位置，并接收到操作人员通过智能终端再次反馈的修改后智能合约，当待修改的数量的数量等于零时，生成审核通过的审核结果，同时将待修改的数量标记为第二批次数量，依次类推；利用公式

得到单返值WF，将所有的单返值进行求和以得到操作人员的核返值WY3；其中，PC1表示第一批次数量的数值，d1为第一批次数量的数值对应权重系数；PC2表示第二批次数量的数值，d2为第二批次数量的数值对应权重系数；PCi表示第i批次数量的数值，di为第i批次数量的数值对应权重系数；i的取值为正整数。

作为本发明的一种优选实施方式，所述合约管理模块接收到操作人员的编写时长后进行分析处理，具体为：将编写时长标记为T1，设定编写阈值时长为TB；利用公式

得到操作人员的单次编写值TF；将操作人员的所有单次编写值TF进行求和并取均值得到操作人员的编约效值WY2。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过数据层存储区块链资源、区块链结构和寻址协议；交互层对交易进行交换和验证以及事务层内设置的可信交互模块，以使得异构区块链平台之间通过跨链路由进行可信数据交互，通过不同区块链平台可以各自提供一个区块链适配器，任何区块链只要遵循区块链接入模型，通过区块链适配器就可以接入跨链平台，实现异构区块链平台上价值数字资产的高效流通和异构区块链平台之间的可信连接与数据交互。

2、本发明通过合约编写模块对异构区块链平台之间合约编写请求进行分析并结合编写人员对应的网约基值、编约效值和核效值得到编写人员的约发值，通过约发值合理的选取编写人员对合约编写请求进行智能合约编写，提高智能合约编写的效率。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明区块链一体机的逻辑结构框图；

图2为本发明区块链一体机的原理框图；

图3为本发明跨链架构模块原理框图；

图4为本发明可信交互模块交互流程图；

图5为本发明默克尔树结构示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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。

请参阅图1所示，基于区块链一体机的可信数据跨链系统，包括区块链一体机，区块链一体机为高性能分布式全量账本服务器，服务器配置有：2路ARM64处理器，每个处理器32cores 主频2.4GHz，支持8个DDR4 DIMM；支持两种前面板机框，12*3.5寸硬盘机框，每个硬盘可单独维护；12*3.5寸硬盘机框后面最多支持4个3.5寸HDD盘，每个硬盘可单独维护；最多支持5个标准PCIE槽位，可用于扩展网卡、SSD卡等；主板直接提供2*10GE光口和2*GE电口；采用两种硬盘连接方式：RAID扣卡与硬盘背板组合成硬盘接口模块，通过PCIe与处理器相连，通过RAID卡管理硬盘；如果不配置RAID卡，则通过CPU直出管理硬盘；区块链一体机集成了区块链底层技术平台，降低用户使用区块链的难度，轻松一键部署高可靠、高可用的区块链网络，具有强隐私、高性能、高安全的优势；

请参阅图2所示，区块链一体机内设置有跨链架构模块、两个联盟链中继点和运维管理平台，区块链一体机通过联盟链中继点与联盟链网络连接；

请参阅图3所示，跨链架构模块包括数据层、交互层和事务层；数据层内存储有区块链资源、区块链结构和寻址协议；交互层用于对交易进行交换和验证，交互层包括区块链适配器、互联协议和交互验证；事务层内设置有可信交互模块和哈希时间锁定；

请参阅图4所示，可信交互模块用于异构区块链平台之间通过跨链路由进行可信数据交互，具体交互过程为：

机构1的用户发起交易至跨链路由viaA，跨链路由viaA接收到交易后将其发送至机构2内的跨链路由viaB；跨链路由viaB接收到交易后对其进行身份、权限校验，校验完成后，发送交易上链至区块链平台B并接收区块链平台B反馈的接收交易回执；获取交易和回执的默克尔证明并发送至区块链平台B并接收区块链平台B反馈的接收证明；跨链路由viaB再将交易回执、交易和回执的默克尔证明发送至跨链路由viaA；跨链路由viaA接收到交易回执、交易和回执的默克尔证明后对其进行校验，校验完成后，反馈交易回执给机构1的用户；跨链路由除了传输交易与回执的信息，还额外传输交易与回执的默克尔证明，交易的发送方使用这些证明来进行跨链数据访问的可信验证，使交易的发送方能确认交易在目标区块链上真实发生且获得结果，保证交易和回执的真实可信；

参与跨链的区块链平台之间通过默克尔树进行验证某个区块是否包含特定的交易；如图5所示，每个非叶子节点通过其子节点的哈希值来进行标注，树的根节点叫做默克尔根；

运维管理平台包括合约编写模块、合约上传模块、合约审批模块和合约管理模块；

合约编写模块用于编写人员编写异构区块链平台之间的智能合约，具体过程为：

获取异构区块链平台之间合约编写请求，合约编写请求包括智能合约的类型、编写语音和合约参数；对合约编写请求以及编写人员的人员信息进行分析处理以得到合约编写请求对应的编写人员，人员信息包括编写人员的位置、通信号码、编写合约的类型、语言以及对应的所需时长；具体为：将智能合约的类型与编写语音与编写人员的编写合约的类型进行匹配，向两者完全相同的编写人员的智能终端发送状态获取指令以获取编写人员在预设时间范围内通过智能终端反馈的所处状态；当所处状态为空闲状态时，再在向空闲状态的编写人员对应智能终端发送测试信令以获取该编写人员智能终端的网约基值并标记为WY1；测试信令用于触发智能终端采集其内部CPU的利用率、型号和上传速率，然后对其进行分析得到网约基值并反馈至合约编写模块，具体分析过程为：生成型号的匹配信令并反馈至合约编写模块，合约编写模块接收到匹配信令后，解析匹配信令得到其型号，并将型号与型号库内的所有型号进行匹配，设定型号库内所有的型号均对应一个预设型号值，将匹配到对应型号的预设型号值发送至智能终端，智能终端接收到预设型号值时，将其与CPU的利用率和上传速率进行归一化处理并取三者归一化处理后的数值，将预设型号值的数值除以CPU的利用率的数值在乘以上传速率的数值以得到智能终端的网约基值；

获取编写人员的编约效值和核返值并分别标记为WY2和WY3；

将网约基值、编约效值和核效值进行归一化处理并取三者归一化处理后的数值，利用公式YF=（WY1×pf1+WY2×pf2）/（WY3×pf3+1）得到编写人员的约发值YF；其中，pf1、pf2和pf3为预设占比值，取值由本领域技术人员根据实际进行合理设置，可以取值为0.4、0.4、0.2；约发值是用于评定编写人员处理合约编写请求几率的数值，约发值越大，处理合约编写请求的几率越大；

依据约发值对编写人员进行排序，向排序最前编写人员的智能终端发送合约编写请求，当排序最前编写人员的智能终端在预设时间范围内反馈确认指令时，将编写人员标记为合约编写请求对应的操作人员；否，向排序次之编写人员的智能终端发送合约编写请求并接收其反馈；

向编写人员的智能终端发送合约编写请求，接收编写人员通过智能终端反馈的确认指令后，将编写人员标记为合约编写请求对应的操作人员；

操作人员通过智能终端发送编写开始指令至合约上传模块并开始编写合约编写请求对应的智能合约，然后将编写完成的智能合约发送至合约上传模块；

合约上传模块接收编写开始指令以及对应的智能合约后，将接收编写开始指令的时刻与接收到对应智能合约的时刻进行时刻差计算以得到操作人员的编写时长并将其与智能合约上传至合约审批模块；

合约审批模块用于将接收到的智能合约发送至对应审核端进行审核，接收审核端反馈的审核结果，当审核结果为审核通过时，将操作人员的编写时长和审核通过的智能合约发送至合约管理模块；

合约管理模块用于接收操作人员的编写时长和审核通过的智能合约并存储和管理；

合约管理模块接收到操作人员的编写时长后，将编写时长标记为T1，设定编写阈值时长为TB；利用公式

得到操作人员的单次编写值TF；将操作人员的所有单次编写值TF进行求和并取均值得到操作人员的编约效值WY2；

审核人员通过审核端对智能合约进行审核并标记待修改的数量，当待修改的数量等于零时，生成审核通过的审核结果并反馈，当待修改的数量大于零时，审核端将智能合约以及待修改的所在位置发送至操作人员的智能终端，并接收到操作人员通过智能终端再次反馈的修改后智能合约，对其进行再次审核，当待修改的数量等于零时，生成审核通过的审核结果，同时将待修改的数量标记为第一批次数量；当待修改的数量大于零时，审核端再一次将智能合约以及待修改的所在位置，并接收到操作人员通过智能终端再次反馈的修改后智能合约，当待修改的数量等于零时，生成审核通过的审核结果，同时将待修改的数量标记为第二批次数量，依次类推；利用公式

得到单返值WF，将所有的单返值进行求和以得到操作人员的核返值WY3；其中，PC1表示第一批次数量的数值，d1为第一批次数量的数值对应权重系数；PC2表示第二批次数量的数值，d2为第二批次数量的数值对应权重系数；PCi表示第i批次数量的数值，di为第i批次数量的数值对应权重系数；i=1，2,……，n；n为数学中定义的正整数；

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.基于区块链一体机的可信数据跨链系统，包括区块链一体机，其特征在于，所述区块链一体机内设置有跨链架构模块；

跨链架构模块包括数据层、交互层和事务层；数据层内存储有区块链资源、区块链结构和寻址协议；交互层用于对交易进行交换和验证；事务层内设置有可信交互模块；

可信交互模块用于异构区块链平台之间通过跨链路由进行可信数据交互，具体交互过程为：用户发起交易至跨链路由viaA，跨链路由viaA接收到交易后将其发送至跨链路由viaB；跨链路由viaB接收到交易后对其进行身份、权限校验，校验完成后，发送交易上链至区块链平台B并接收区块链平台B反馈的接收交易回执；获取交易和回执的默克尔证明并发送至区块链平台B并接收区块链平台B反馈的接收证明；跨链路由viaB再将交易回执、交易和回执的默克尔证明发送至跨链路由viaA；跨链路由viaA接收到交易回执、交易和回执的默克尔证明后对其进行校验，校验完成后，反馈交易回执给用户。

2.根据权利要求1所述的基于区块链一体机的可信数据跨链系统，其特征在于，所述区块链一体机内还设置有两个联盟链中继点和运维管理平台；区块链一体机通过联盟链中继点与联盟链网络连接；

所述运维管理平台包括合约编写模块、合约上传模块、合约审批模块和合约管理模块；

所述合约编写模块用于编写人员编写异构区块链平台之间的智能合约，具体编写过程为：

获取异构区块链平台之间合约编写请求，对合约编写请求以及编写人员的人员信息进行分析处理以得到合约编写请求对应的编写人员，向编写人员的智能终端发送合约编写请求，接收编写人员通过智能终端反馈的确认指令后，将编写人员标记为合约编写请求对应的操作人员；

操作人员通过智能终端发送编写开始指令至合约上传模块并开始编写合约编写请求对应的智能合约，然后将编写完成的智能合约发送至合约上传模块；

所述合约上传模块接收编写开始指令以及对应的智能合约后，将接收编写开始指令的时刻与接收到对应智能合约的时刻进行时刻差计算以得到操作人员的编写时长并将其与智能合约上传至合约审批模块；

所述合约审批模块用于将接收到的智能合约发送至对应审核端进行审核，接收审核端反馈的审核结果，当审核结果为审核通过时，将操作人员的编写时长和审核通过的智能合约发送至合约管理模块；

所述合约管理模块用于接收操作人员的编写时长和审核通过的智能合约并存储和管理。

3.根据权利要求2所述的基于区块链一体机的可信数据跨链系统，其特征在于，所述合约编写请求包括智能合约的类型、编写语音和合约参数；人员信息包括编写人员的位置、通信号码、编写合约的类型、语言以及对应的所需时长；

对合约编写请求以及编写人员的人员信息进行分析处理的具体步骤为：

将智能合约的类型与编写语音与编写人员的编写合约的类型进行匹配，向两者完全相同的编写人员的智能终端发送状态获取指令以获取编写人员在预设时间范围内通过智能终端反馈的所处状态；

当所处状态为空闲状态时，再在向空闲状态的编写人员对应智能终端发送测试信令以获取该编写人员智能终端的网约基值并标记为WY1；获取编写人员的编约效值和核返值并分别标记为WY2和WY3；

将网约基值、编约效值和核效值进行归一化处理并取三者归一化处理后的数值，利用公式YF=（WY1×pf1+WY2×pf2）/（WY3×pf3+1）得到编写人员的约发值YF；其中，pf1、pf2和pf3为预设占比值；

依据约发值对编写人员进行排序，向排序最前编写人员的智能终端发送合约编写请求，当排序最前编写人员的智能终端在预设时间范围内反馈确认指令时，将编写人员标记为合约编写请求对应的操作人员；否，向排序次之编写人员的智能终端发送合约编写请求并接收其反馈。

4.根据权利要求3所述的基于区块链一体机的可信数据跨链系统，其特征在于，所述测试信令用于触发智能终端采集其内部CPU的利用率、型号和上传速率，然后对其进行分析得到网约基值并反馈至合约编写模块，具体分析过程为：生成型号的匹配信令并反馈至合约编写模块，合约编写模块接收到匹配信令后，解析匹配信令得到其型号，并将型号与型号库内的所有型号进行匹配，设定型号库内所有的型号均对应一个预设型号值，将匹配到对应型号的预设型号值发送至智能终端，智能终端接收到预设型号值时，将其与CPU的利用率和上传速率进行归一化处理并取三者归一化处理后的数值，将预设型号值的数值除以CPU的利用率的数值在乘以上传速率的数值以得到智能终端的网约基值。

5.根据权利要求2所述的基于区块链一体机的可信数据跨链系统，其特征在于，所述审核端用于审核人员对智能合约进行审核并标记待修改的数量，当待修改的数量等于零时，生成审核通过的审核结果并反馈，当待修改的数量大于零时，审核端将智能合约以及待修改的所在位置发送至操作人员的智能终端，并接收到操作人员通过智能终端再次反馈的修改后智能合约，对其进行再次审核，当待修改的数量等于零时，生成审核通过的审核结果，同时将待修改的数量标记为第一批次数量；当待修改的数量大于零时，审核端再一次将智能合约以及待修改的所在位置，并接收到操作人员通过智能终端再次反馈的修改后智能合约，当待修改的数量等于零时，生成审核通过的审核结果，同时将待修改的数量标记为第二批次数量，依次类推；对批次数量进行分析以得到单返值，将所有的单返值进行求和以得到操作人员的核返值。

6.根据权利要求2所述的基于区块链一体机的可信数据跨链系统，其特征在于，所述合约管理模块接收到操作人员的编写时长后进行分析处理，具体为：将编写时长与设定编写阈值时长进行分析以得到操作人员的单次编写值；将操作人员的所有单次编写值进行求和并取均值得到操作人员的编约效值。

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