CN114760288A - 一种基于区块链的文件跨链传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链的文件跨链传输方法，本发明通过公证人节点组在参与跨链的区块链中确定出传输中继节点表；然后通过所述公证人节点组接收所述发送链发送的文件跨链传输请求，并根据所述文件跨链传输请求在所述传输中继节点表中指定任务中继节点，将所述任务中继节点同时与所述发送链中的发送节点和所述接收链中的接收节点进行连接后传输对应文件，所述任务中继节点用于在所述发送节点和所述接收节点间形成传输中继，实现了文件数据在链间进行有效传输，保障了文件在链间传输时的负载均衡。

Description

一种基于区块链的文件跨链传输方法
技术领域
本发明属于文件传输技术领域，具体涉及一种基于区块链的文件跨链传输方法。
背景技术
随着信息化、网络化程度加深，大量文件迫切需要更高效安全的管理方式，现有的文件管理体系虽然开始数字化管理，但其可靠性和安全性仍然难以保证，近年来，文件管理引入区块链技术逐渐升级为主流方案之一，这些依靠区块链技术构建的文件管理系统称为文件区块链系统或文件区块链，区块链具有高度去中心化的特点，能够很好地完成文件的分布式存储，同时还能可靠地保证防篡改、可追溯。
而不同文件区块链系统间无法进行数据流通，文件数据无法在链间进行有效传输，造成文件资源的不可共享，因此，如何使文件数据在链间进行有效传输，是本领域技术人员有待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了在不同的文件区块链之间进行文件数据传输，提出了一种基于区块链的文件跨链传输方法。
本发明的技术方案为：一种基于区块链的文件跨链传输方法，包括以下步骤：
S1、通过公证人节点组在参与跨链的区块链中确定出传输中继节点表；
S2、通过所述公证人节点组接收所述发送链发送的文件跨链传输请求，并根据所述文件跨链传输请求在所述传输中继节点表中指定任务中继节点，将所述任务中继节点同时与所述发送链中的发送节点和所述接收链中的接收节点进行连接后传输对应文件，所述任务中继节点用于在所述发送节点和所述接收节点间形成传输中继。
进一步地，所述公证人节点为经过安全认证的节点。
进一步地，所述步骤S1具体包含以下分步骤：
S11、通过所述公证人节点组周期性获取参与跨链的区块链中所有节点的状态信息，所述状态信息包括是否在线、运算能力、存储空间、网络带宽和故障频率；
S12、基于所述状态信息确定出多个传输中继节点并将其组成传输中继节点表。
进一步地，所述文件跨链传输请求包括发送链标识、接收链标识、待传输文件的分布式存储信息、发送节点集和发送链的数字签名。
进一步地，所述步骤S2中根据所述文件跨链传输请求在所述传输中继节点表中指定任务中继节点，具体包括以下分步骤：
S21、通过所述公证人节点组审核所述文件跨链传输请求中的数字签名，若审核通过则执行步骤S22，若审核不通过则驳回请求；
S22、在所述传输中继节点表中选取与所述发送节点集中发送节点数量对应的传输中继节点作为任务中继节点。
进一步地，所述步骤S2中将所述任务中继节点同时与所述发送链中的发送节点和所述接收链中的接收节点进行连接，具体包括以下分步骤：
S23、获取所有任务中继节点的公钥并组成公钥集；
S24、将所述公钥集发送至所述发送链和接收链中；
S25、将所述任务中继节点分别与所述发送链中的发送节点和所述接收链中的接收节点一一对应连接，并基于任务中继节点的公钥确定对应发送节点和接收节点的密钥。
进一步地，所述传输文件具体包括如下分步骤：
S26、通过所述发送节点向对应的任务中继节点发送其自身存储的局部文件信息；
S27、通过所述任务中继节点对接收到的局部文件信息进行完整性验证，并当完整性验证通过后将所述局部文件信息发送至对应的接收节点；
S28、当所有接收节点接收到对应的局部文件信息后，通过所述接收链中的全节点将所有局部文件信息进行整合还原成完整的全局文件并将其存储。
进一步地，所述方法还包括如下步骤：
S31、若当前文件传输类型为文件复制型跨链传输，则在文件传输完成后将任务中继节点中的副本数据进行清除；
S32、若当前文件传输类型为文件转移型跨链传输，则在所述接收链反馈回执后将任务中继节点副本数据和发送节点中对应的数据进行删除。
进一步地，所述步骤S32还包括：若所述接收链未反馈回执，则在预设时间后将发送链中对应的数据进行删除，且将对应的任务中继节点中的副本数据进行暂存，同时将文件传输转入人工确认，直到确认文件完整传输后将对应的任务中继节点中的副本数据进行删除。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
本发明通过公证人节点组在参与跨链的区块链中确定出传输中继节点表；然后通过所述公证人节点组接收所述发送链发送的文件跨链传输请求，并根据所述文件跨链传输请求在所述传输中继节点表中指定任务中继节点，将所述任务中继节点同时与所述发送链中的发送节点和所述接收链中的接收节点进行连接后传输对应文件，所述任务中继节点用于在所述发送节点和所述接收节点间形成传输中继，实现了文件数据在链间进行有效传输，保障了文件在链间传输时的负载均衡。
附图说明
图1所示为本发明实施例提供的一种基于区块链的文件跨链传输方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请提出了一种基于区块链的文件跨链传输方法，如图1所示为本申请实施例提出的一种基于区块链的文件跨链传输方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
步骤S1、通过公证人节点组在参与跨链的区块链中确定出传输中继节点表；
具体的，公证人节点组根据参与跨链的区块链中各节点的状态信息来选择传输中继节点从而组成传输中继节点表，且传输中继节点表还包括对应传输中继节点的状态信息，传输中继节点表的部分示例如下表1所示：
表1
传输中继节点ID 节点状态值(CP,MS,NB,OC,TF)
0x01 {4.2GHz,80GB,10Mbit/s,1,0}
0x02 {3.1GHz,100GB,15Mbit/s,1,0}
0x03 {4.3GHz,120GB,13Mbit/s,1,0.2}
表中，CP(Computing Power)为运算能力，MS(Memory Space)为存储空间，NB(network bandwidth)为网络带宽，OC(Online Condition)为在线情况，TF(troublefrequency)为故障频率。
其中，运算能力、存储空间和网络带宽，可以是传输中继节点周期性发送至公证人节点组，也可以是公证人节点组周期性向各传输中继节点发送状态需求指令，然后待传输中继节点响应。
当某一传输中继节点超过预设时间阈值未发送状态信息时，更新该传输节点的在线情况为离线。传输中继节点用于在所述发送节点和所述接收节点间形成传输中继。
在本申请实施例中，所述可信节点为经过安全认证的节点。所述步骤S1具体包含以下分步骤：
S11、通过所述公证人节点组周期性获取参与跨链的区块链中所有节点的状态信息，所述状态信息包括是否在线、运算能力、存储空间、网络带宽和故障频率；
S12、基于所述状态信息确定出多个传输中继节点并将其组成传输中继节点表。
具体的，公证人节点为经过安全认证的可信节点，也可以是指定节点。
步骤S2、通过所述公证人节点组接收所述发送链发送的文件跨链传输请求，并根据所述文件跨链传输请求在所述传输中继节点表中指定任务中继节点，将所述任务中继节点同时与所述发送链中的发送节点和所述接收链中的接收节点进行连接后传输对应文件，所述任务中继节点用于在所述发送节点和所述接收节点间形成传输中继。
在本申请实施例中，所述文件跨链传输请求包括发送链标识、接收链标识、待传输文件的分布式存储信息、发送节点集和发送链的数字签名。
具体的，文件跨链传输请求的格式如下表2所示：
表2
申请编号 内容字段
1 {Sid,Pid,DS,A,S}
其中，Sid为发送链标识，Pid为接收链标识，DS为待传输文件的分布式存储信息，A为发送节点集，S为发送链的数字签名，待传输文件的分布式存储信息具体为：文件数据在发送链中，以多个局部文件形式，分布式存储在各个链内节点，每个局部文件数据都由一个或多个链内节点存储，根据局部文件序列号，可整合所有局部文件数据，还原完整文件。
发送节点集也即发送链中，负责向传输中继节点提交局部文件数据的节点标识id组成。根据文件分布式存储状态，由发送链选择多个发送节点，每个发送节点都存储至少一个局部文件，且所有发送节点存储数据必须包含完整文件数据，即：
发送节点集A为{a1,a2,a3...an}，其中第i个节点存储的局部文件内容为fi(i＝1,2,3…n)，完整文件数据为WD(Whole Document)，则所选择发送节点集必须满足：
Figure BDA0003554330290000041
所述发送链数字签名S，将以上各字段内容联立进行哈希后，通过发送链私钥进行数字签名，并附在申请末尾，具体过程如下：
S＝Sign(hash(Sid,Pid,DS,A))，其中Sign()为基于ElGamal公钥加密体制的签名函数。
在本申请实施例中，所述步骤S2中根据所述文件跨链传输请求在所述传输中继节点表中指定任务中继节点，具体包括以下分步骤：
S21、通过所述公证人节点组审核所述文件跨链传输请求中的数字签名，若审核通过则执行步骤S22，若审核不通过则驳回请求；
S22、在所述传输中继节点表中选取与所述发送节点集中发送节点数量对应的传输中继节点作为任务中继节点。
具体的，通过公证人节点组来审核文件跨链传输请求中的数字签名，公证人节点组在收到文件跨链请求后，具体通过如下方式进行审核其数字签名：
Figure BDA0003554330290000051
其中，unsign()为签名验证函数。
在本申请实施例中，所述步骤S2中将所述任务中继节点同时与所述发送链中的发送节点和所述接收链中的接收节点进行连接，具体包括以下分步骤：
S23、获取所有任务中继节点的公钥并组成公钥集；
S24、将所述公钥集发送至所述发送链和接收链中；
S25、将所述任务中继节点分别与所述发送链中的发送节点和所述接收链中的接收节点一一对应连接，并基于任务中继节点的公钥确定对应发送节点和接收节点的密钥。
具体的，文件跨链传输请求通过后，通过公证人节点组查询自身维护的传输中继节点表，结合每个传输中继节点的状态指标，在表中选择多个任务中继节点，任务中继节点的数量与发送节点的数量一致，然后公证人节点组将所有任务中继节点的公钥集分别发送到发送链和接收链中，发送节点与任务中继节点一一对应，且发送节点在公钥集中获取其连接的任务中继节点的公钥，用于协商单词传输密钥，接收链中的接收节点也是，与任务中继节点一一对应，且根据对应任务中继节点的公钥确定出其自身的单词传输密钥。
在本申请实施例中，所述传输文件具体包括如下分步骤：
S26、通过所述发送节点向对应的任务中继节点发送其自身存储的局部文件信息；
S27、通过所述任务中继节点对接收到的局部文件信息进行完整性验证，并当完整性验证通过后将所述局部文件信息发送至对应的接收节点；
S28、当所有接收节点接收到对应的局部文件信息后，通过所述接收链中的全节点将所有局部文件信息进行整合还原成完整的全局文件并将其存储。
具体的，发送节点通过一对一传输链接，将自身存储的局部文件数据data，局部文件哈希值H，局部文件序列号L，通过单次传输密钥进行加密后组成局部文件信息，发送给任务中继节点，并在传输完成后，通过任务中继节点对其自身接收到的局部文件信息进行完整性验证，在接收链中，接收节点在接收到任务中继节点传输的局部文件信息后，也是先验证局部文件的完整性，然后将局部文件提交给全节点，通过全节点还原完整文件，且根据完整文件哈希来验证完整文件的完整性。同时将完整文件进行持久化存储。
在本申请实施例中，所述方法还包括如下步骤：
S31、若当前文件传输类型为文件复制型跨链传输，则在文件传输完成后将任务中继节点中的副本数据进行清除；
S32、若当前文件传输类型为文件转移型跨链传输，则在所述接收链反馈回执后将任务中继节点副本数据和发送节点中对应的数据进行删除。
具体的，在本申请中，任务中继节点会有副本暂存机制，任务中继节点在传输完成后会保留一段时间的局部文件副本，当接收链传来某个局部文件的差错重传请求后，该请求会先提交给对应的任务中继节点，若该任务中继节点保存着副本，则重传至接收链并重置副本保存时间。
在本申请实施例中，所述步骤S32还包括：若所述接收链未反馈回执，则在预设时间后将发送链中对应的数据进行删除，且将对应的任务中继节点中的副本数据进行暂存，同时将文件传输转入人工确认，直到确认文件完整传输后将对应的任务中继节点中的副本数据进行删除。
具体的，传输完成后发送链中文件数据是否保留，要根据文件跨链是“文件转移型跨链”还是“文件复制型跨链”进行判断。即在收到接收链回执信息后，转移型跨链需要清除发送链相关文件数据，而复制型跨链则不用。其具体区别在于：
若接收链长时间未反馈回执，则任务中继节点进行轮询，直到一定时间或轮询上限后将分别执行如下操作：
1)对于文件复制型跨链，传输中继节点直接清除副本数据。
2)对于文件转移型跨链，挂起当前传输任务；发送链清除相关文件数据，任务中继节点副本数据暂存，转入人工确认。避免发送链、任务中继节点已清除文件数据，而接收链未完整接收文件，造成文件数据永久性遗失。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于区块链的文件跨链传输方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、通过公证人节点组在参与跨链的区块链中确定出传输中继节点表；
S2、通过所述公证人节点组接收所述发送链发送的文件跨链传输请求，并根据所述文件跨链传输请求在所述传输中继节点表中指定任务中继节点，将所述任务中继节点同时与所述发送链中的发送节点和所述接收链中的接收节点进行连接后传输对应文件，所述任务中继节点用于在所述发送节点和所述接收节点间形成传输中继。
2.如权利要求1所述的基于区块链的文件跨链传输方法，其特征在于，所述公证人节点为经过安全认证的节点。
3.如权利要求1所述的基于区块链的文件跨链传输方法，其特征在于，所述步骤S1具体包含以下分步骤：
S11、通过所述公证人节点组周期性获取参与跨链的区块链中所有节点的状态信息，所述状态信息包括是否在线、运算能力、存储空间、网络带宽和故障频率；
S12、基于所述状态信息确定出多个传输中继节点并将其组成传输中继节点表。
4.如权利要求1所述的基于区块链的文件跨链传输方法，其特征在于，所述文件跨链传输请求包括发送链标识、接收链标识、待传输文件的分布式存储信息、发送节点集和发送链的数字签名。
5.如权利要求4所述的基于区块链的文件跨链传输方法，其特征在于，所述步骤S2中根据所述文件跨链传输请求在所述传输中继节点表中指定任务中继节点，具体包括以下分步骤：
S21、通过所述公证人节点组审核所述文件跨链传输请求中的数字签名，若审核通过则执行步骤S22，若审核不通过则驳回请求；
S22、在所述传输中继节点表中选取与所述发送节点集中发送节点数量对应的传输中继节点作为任务中继节点。
6.如权利要求4所述的基于区块链的文件跨链传输方法，其特征在于，所述步骤S2中将所述任务中继节点同时与所述发送链中的发送节点和所述接收链中的接收节点进行连接，具体包括以下分步骤：
S23、获取所有任务中继节点的公钥并组成公钥集；
S24、将所述公钥集发送至所述发送链和接收链中；
S25、将所述任务中继节点分别与所述发送链中的发送节点和所述接收链中的接收节点一一对应连接，并基于任务中继节点的公钥确定对应发送节点和接收节点的密钥。
7.如权利要求4所述的基于区块链的文件跨链传输方法，其特征在于，所述传输文件具体包括如下分步骤：
S26、通过所述发送节点向对应的任务中继节点发送其自身存储的局部文件信息；
S27、通过所述任务中继节点对接收到的局部文件信息进行完整性验证，并当完整性验证通过后将所述局部文件信息发送至对应的接收节点；
S28、当所有接收节点接收到对应的局部文件信息后，通过所述接收链中的全节点将所有局部文件信息进行整合还原成完整的全局文件并将其存储。
8.如权利要求1所述的基于区块链的文件跨链传输方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
S31、若当前文件传输类型为文件复制型跨链传输，则在文件传输完成后将任务中继节点中的副本数据进行清除；
S32、若当前文件传输类型为文件转移型跨链传输，则在所述接收链反馈回执后将任务中继节点副本数据和发送节点中对应的数据进行删除。
9.如权利要求8所述的基于区块链的文件跨链传输方法，其特征在于，所述步骤S32还包括：若所述接收链未反馈回执，则在预设时间后将发送链中对应的数据进行删除，且将对应的任务中继节点中的副本数据进行暂存，同时将文件传输转入人工确认，直到确认文件完整传输后将对应的任务中继节点中的副本数据进行删除。
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