CN114782043B - 一种基于多链的安全交易系统及安全交易方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于多链的安全交易系统，包括：多个账户链ABC，账户链ABC用于保存账户信息并且负责交易的最终上链；一条交易链TBC，交易链TBC用于保存账户链ABC之间的支付交易账单信息，账单信息用于账户ABC对账使用，交易链TBC支持交易失败后的状态回滚，恢复到交易前的状态；中间服务模块，用于控制和参与账户链ABC与交易链TBC的交互。一种基于多链的安全交易方法，包括：交易的正常流程以及交易的容错流程，参与协议的区块链系统采用异步共识而不需要同步共识，从而增加交易速度，容错流程用于交易出现异常的情况，交易出现异常的情况发生再账户链ABC，交易链TBC和/或中间服务模块，一旦交易失败，交易迅速回滚的。

Description

一种基于多链的安全交易系统及安全交易方法

技术领域

本发明属于区块链技术领域和数字交易领域，特别涉及跨链交易以及数据回滚的技术方案，即一种基于多链的安全交易系统及安全交易方法，以保证区块链上跨链交易的效率和交易的安全性。

背景技术

传统的基于区块链支付系统属于单链交易。早期区块链互联网就是跨链系统。传统跨链系统如图1表示，表示的是中间链，链A和链B交互，但是经过中间链传递交易信息。但是跨链系统由于需要参与链和中间链都需要参与共识，以至于这些跨链系统的性能一直有问题。由于有第3链参与，这样一笔跨链交易需要至少3个共识，而且必须3方保持同步，所以跨链交易速度慢。传统跨链交易虽然慢，但是参与链是同步共识，风险小。

最近几年，新型跨链不经过中间链，而是经过中间应用系统或是中间服务软件。由中间服务控制和参与链交互，如图2所示。例如A链需要和B链合作，A链事实上是和中间服务交互，而B链事实上也是和中间服务交互，中间服务担任调和的工作。中间服务负责沟通两个链或多个链之间的信息。图2只是显示2条链参与，当然也可以多链参与。由于没有中间链，不需要3方共识，而且可以异步进行，这样交易速度增加，但是如果在过程中发生意外，例如A链交易失败，或是B链交易失败，或是中间服务失败，或是其他组合失败，都会造成交易不完备，有金融风险。

例如，如果区块链A中的交易达成了共识，但是区块链B中的交易未达成共识，那么整个跨链交易就会失败。如果B区块链达成共识，而A区块链未达成共识，那么整个交易也失败。交易失败将严重影响区块链的性能。更严重的，如果区块链A交易达成共识，区块链B交易也达成共识，可是这时负责衔接的中间服务出现异常了，宕机或者其它原因停止服务了，那么整个跨链交易就全部失败，并且需要做必要的善后工作。

因此，需要设计一种新的基于多链的安全交易系统及安全交易方法，以保证区块链上跨链交易的效率和交易的安全性。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的一项或多项技术问题，创造性的提供一种基于多链的安全交易系统及安全交易方法，区块链中使用多链的数据结构，在传统跨链交易的基础上利用交易链替代中间服务，同时在每个链上增加回滚机制，这样能够快速提升跨链交易性能，尤其是提高交易失败后状态恢复的处理效率。新多链交易协议，需要跨链交易的区块链是账户链（Account Blockchain, ABC），负责沟通和协调的区块链称为交易链（Trading Blockchain, TBC），参与协议的区块链系统以异步共识，不需要同步共识，这样增加速度。如果出现异常，例如链A，链B，中间服务都可以任意失败，一旦失败，交易还是可以迅速回滚，利用新增的区块链负责跨链交易的协调和沟通，就能安全的达成跨链的资产交易。

本发明的目的在于提供一种基于多链的安全交易系统，包括：

多个账户链ABC，所述账户链ABC用于保存账户信息并且负责交易的最终上链；

一条交易链TBC，所述交易链TBC用于保存所述账户链ABC之间的支付交易账单信息，所述账单信息用于所述账户ABC对账使用，所述交易链TBC支持交易失败后的状态回滚，恢复到交易前的状态；

中间服务模块，用于控制和参与所述账户链ABC与所述交易链TBC的交互。

优选的，所述账户链ABC为两条或多条独立的链，分别由不同单位独立部署。

优选的，所述中间服务模块为中间应用系统或中间服务软件。

优选的，所述交易链TBC进行交易共识，所述交易共识为暂时状态，以便于交易失败的快速处理，提高跨链交易的效率。

本发明的目的还在于提供一种基于多链的安全交易方法，包括：

交易的正常流程以及交易的容错流程，参与协议的区块链系统采用异步共识而不需要同步共识，从而增加交易速度，所述容错流程用于交易出现异常的情况，所述交易出现异常的情况发生再所述账户链ABC，所述交易链TBC和/或所述中间服务模块，一旦交易失败，所述交易迅速回滚的。

优选的，所述交易的正常流程包括：

（1）所述中间服务模块发起交易并通知多个账户链之间交易；

（2）多个账户链完成共识并处于暂时状态，通知中间服务模块；

（3）中间服务模块通知交易链TBC记录交易；

（4）交易链TBC完成共识后，通知中间服务模块；

（5）中间服务模块通知多个账户链之间完成交易；

（6）多个账户链离开暂时状态，进入交易完成状态；

只有在多个账户链ABC都达成共识，并且交易链TBC也达成了共识，跨链交易才算完成。

优选的，所述交易的正常流程为多链参与，其中交易链TBC仍然为一条。

优选的，所述容错流程包括：

（1）在执行交易过程中，如果第一账户链上的交易达成共识，而第二账户链上的交易没有达成共识，那么第一账户链进行回滚；

（2）如果第一账户链上没有达成共识，而第二账户链达成共识，那么第二账户链进行回滚；

（3）如果第一账户链达成共识，第二账户链也达成共识，但是中间服务模块发生事故，没有通知交易链TBC，那么第一账户链和第二账户链在等待一定确定的时间后，没有反馈，就判定中间服务模块和交易链TBC发生异常，第一账户链和第二账户都进行回滚；

（4）如果第一账户链达成共识，第二账户链也达成共识，但是交易链TBC发生异常，没有达成共识，由于中间服务还在运行，通知第一账户链和第二账户链都进行回滚；

（5）如果第一账户链达成共识，第二账户链也达成共识，交易链TBC也达成共识，但是中间服务模块发生事故，没有通知第一账户链和第二账户链；在等待一定时间后，第一账户链和第二账户链认定或是交易链TBC出现问题或是中间服务模块出现问题，第一账户链和第二账户链回滚交易；

（6）当等待一端时间，中间服务模块恢复后，查询交易链TBC和第一账户链以及第二账户链，由于第一账户链和第二账户链都采取保守做法，因此将交易链TBC进行一次反交易，从而交易链TBC、第一账户链和第二账户链都具有一致的记录。

优选的，还包括形成快照流程，所述形成快照流程包括：每个交易链和账户链在执行交易时，如果分别达成了共识，则保存共识后的链状态作为一种临时状态并形成快照。

优选的，所述回滚包括：当跨链交易系统因为检测到异常，需要取消当前状态，回到操作前的一个状态的操作，在所述系统中通过删除临时状态的所述快照快速实现。

本发明的有益效果：

基于多链的安全交易系统及安全交易方法，区块链中使用多链的数据结构，在传统跨链交易的基础上利用交易链替代中间服务，同时在每个链上增加回滚机制，这样能够快速提升跨链交易性能，尤其是提高交易失败后状态恢复的处理效率。新多链交易协议，需要跨链交易的区块链是账户链（Account Blockchain, ABC），负责沟通和协调的区块链称为交易链（Trading Blockchain, TBC），参与协议的区块链系统以异步共识，不需要同步共识，这样增加速度。如果出现异常，例如链A，链B，中间服务都可以任意失败，一旦失败，交易还是可以迅速回滚，利用新增的区块链负责跨链交易的协调和沟通，就能安全的达成跨链的资产交易。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。本发明的目标及特征考虑到如下结合附图的描述将更加明显，附图中：

图1为根据现有技术的传统跨链技术架构图；

图2为根据现有技术的新型跨链技术架构图；

图3为根据本发明的优选实施例的可回滚的跨链交易系统架构示意图；

图4为根据本发明的优选实施例的基于多链的安全交易方法流程图；

图5为根据本发明优选实施例的系统执行流程示意图。

实施方式

为了使得本发明能够针对其发明要点更加明显易懂，下面将结合附图和实例对本发明作进一步的说明。在下面的描述中阐述了很多细节和具体实例，提供这些实例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明完整形象地传达给本领域的技术人员。虽然本发明能够以很多不同于此描述的其它方式实施，但是本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做相应的推广，因此本发明不受下面公开的具体实例及具体附图所限制。

在下面的描述中阐述了很多细节和具体实例，提供这些实例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明完整形象地传达给本领域的技术人员。虽然本发明能够以很多不同于此描述的其它方式实施，但是本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做相应的推广，因此本发明不受下面公开的具体实例及具体附图所限制。

如图3所示，本实施例的基于多链的安全交易系统，包括：多个账户链ABC，所述账户链ABC用于保存账户信息并且负责交易的最终上链；一条交易链TBC，所述交易链TBC用于保存所述账户链ABC之间的支付交易账单信息，所述账单信息用于所述账户ABC对账使用，所述交易链TBC支持交易失败后的状态回滚，恢复到交易前的状态；中间服务模块，用于控制和参与所述账户链ABC与所述交易链TBC的交互。

作为优选的实施方式，账户链ABC为两条或多条独立的链，分别由不同单位独立部署。

作为优选的实施方式，中间服务模块为中间应用系统或中间服务软件。

作为优选的实施方式，交易链TBC进行交易共识，交易共识为暂时状态，以便于交易失败的快速处理，提高跨链交易的效率。

本实施例中，账户1在账户链（ABC）A上，账户2在账户链（ABC）B上，账户1转账给账户2，产生的账单记录在TBC上。

系统流程图4所示，该基于多链的安全交易方法，包括：交易的正常流程以及交易的容错流程，参与协议的区块链系统采用异步共识而不需要同步共识，从而增加交易速度，所述容错流程用于交易出现异常的情况，包括例如链A，链B，中间服务都可以任意失败，一旦失败，交易是可以迅速回滚的，利用新增的区块链负责跨链交易的协调和沟通，就能安全的达成跨链的资产交易。

作为优选的实施方式，交易的正常流程包括：

（1）中间服务模块发起交易并通知账户链A和账户链B交易；

（2）账户链A和账户链B完成共识（处于暂时状态），通知中间服务；

（3）中间服务模块通知交易链TBC记录交易；

（4）交易链TBC完成共识后，通知中间服务模块；

（5）中间服务模块通知账户链A和账户链B完成交易；

（6）账户链A和账户链B离开暂时状态，进入交易完成状态；

只有在链A和链B都达成共识，并且交易链TBC也达成了共识，跨链交易才算完成。

上面流程的实施例只有双链参与，而TBC提供账单记录。可以有多链参与，例如4条链参与。在这种情形下，3条账户链ABC仍然和一条交易链TBC合作，共有4条链参与交易。

作为优选的实施方式，容错流程包括：

（1）在执行交易过程中，如果账户链A上的交易达成共识，而账户链B上的交易没有达成共识，那么链A进行回滚；

（2）如果账户链A上没有达成共识，而账户链B达成共识，那么账户链B进行回滚；

（3）如果账户链A达成共识，账户链B也达成共识，但是中间服务模块发生事故，没有通知交易链TBC，那么账户链A和账户链B在等待一定确定的时间后，没有反馈，就判定中间服务模块和交易链TBC发生异常，账户链A和账户B都进行回滚；

（4）如果账户链A达成共识，账户链B也达成共识，但是交易链TBC发生异常，没有达成共识，由于中间服务还在运行，通知账户链A和账户链B都进行回滚；

（5）如果账户链A达成共识，账户链B也达成共识，交易链TBC也达成共识，但是中间服务模块发生事故，没有通知账户链A和账户链B；在等待一定时间后，账户链A和账户链B认定或是交易链TBC出现问题或是中间服务模块出现问题，账户链A和账户链B回滚交易；

（6）当等待一端时间，中间服务模块恢复后，查询交易链TBC和账户链A以及账户链B，由于账户链A和账户链B都采取保守做法，因此将交易链TBC进行一次反交易，从而交易链TBC、账户链A和账户链B都具有一致的记录。

作为优选的实施方式，还包括形成快照流程，所述形成快照流程包括：每个交易链和账户链在执行交易时，如果分别达成了共识，则保存共识后的链状态作为一种临时状态并形成快照。

作为优选的实施方式，所述回滚包括：当跨链交易系统因为检测到异常，需要取消当前状态，回到操作前的一个状态的操作，在所述系统中通过删除临时状态的所述快照快速实现。

参见图5，本实施例具体为：

如图系统执行流程：

1、A给B转1块钱。

2、系统记录A、B账户链快照。

3、A账户在ABC-1链上发生变化，减去1块钱。

4、B账户在ABC-2链上发生变化，增加1块钱。

5、生成A给B转账的账单，提交到TBC链上。

6、如果3失败，4、5步骤取消，任务失败；

7、如果4失败，恢复账户A快照版本，5步骤取消，任务失败；

8、如果5失败，恢复账户A和B快照，任务失败。

本实施例的基于多链的安全交易系统及安全交易方法，区块链中使用多链的数据结构，在传统跨链交易的基础上利用交易链替代中间服务，同时在每个链上增加回滚机制，这样能够快速提升跨链交易性能，尤其是提高交易失败后状态恢复的处理效率。新多链交易协议，需要跨链交易的区块链是账户链（Account Blockchain, ABC），负责沟通和协调的区块链称为交易链（Trading Blockchain, TBC），参与协议的区块链系统以异步共识，不需要同步共识，这样增加速度。如果出现异常，例如链A，链B，中间服务都可以任意失败，一旦失败，交易还是可以迅速回滚，利用新增的区块链负责跨链交易的协调和沟通，就能安全的达成跨链的资产交易。

虽然本发明已经参考特定的说明性实施例进行了描述，但是不会受到这些实施例的限定而仅仅受到附加权利要求的限定。本领域技术人员应当理解可以在不偏离本发明的保护范围和精神的情况下对本发明的实施例能够进行改动和修改。

Claims (1)

1.一种基于多链的安全交易系统的安全交易方法，其特征在于，

所述基于多链的安全交易系统包括：

多个账户链ABC，所述账户链ABC用于保存账户信息并且负责交易的最终上链；

一条交易链TBC，所述交易链TBC用于保存所述账户链ABC之间的支付交易账单信息，所述账单信息用于所述账户ABC对账使用，所述交易链TBC支持交易失败后的状态回滚，恢复到交易前的状态；

中间服务模块，用于控制和参与所述账户链ABC与所述交易链TBC的交互；

所述账户链ABC为两条或多条独立的链，分别由不同单位独立部署；

所述中间服务模块为中间应用系统或中间服务软件；

所述交易链TBC进行交易共识，所述交易共识为暂时状态，以便于交易失败的快速处理，提高跨链交易的效率；

所述安全交易方法包括：

交易的正常流程以及交易的容错流程，参与协议的区块链系统采用异步共识而不需要同步共识，从而增加交易速度，所述容错流程用于交易出现异常的情况，所述交易出现异常的情况发生在所述账户链ABC，所述交易链TBC和/或所述中间服务模块，一旦交易失败，所述交易迅速回滚；

所述交易的正常流程包括：

（1）所述中间服务模块发起交易并通知多个账户链之间交易；

（2）多个账户链完成共识并处于暂时状态，通知中间服务模块；

（3）中间服务模块通知交易链TBC记录交易；

（4）交易链TBC完成共识后，通知中间服务模块；

（5）中间服务模块通知多个账户链之间完成交易；

（6）多个账户链离开暂时状态，进入交易完成状态；

只有在多个账户链ABC都达成共识，并且交易链TBC也达成了共识，跨链交易才算完成；

所述交易的正常流程为多链参与，其中交易链TBC仍然为一条；

所述容错流程包括：

（1）在执行交易过程中，如果第一账户链上的交易达成共识，而第二账户链上的交易没有达成共识，那么第一账户链进行回滚；

（2）如果第一账户链上没有达成共识，而第二账户链达成共识，那么第二账户链进行回滚；

（3）如果第一账户链达成共识，第二账户链也达成共识，但是中间服务模块发生事故，没有通知交易链TBC，那么第一账户链和第二账户链在等待一定确定的时间后，没有反馈，就判定中间服务模块和交易链TBC发生异常，第一账户链和第二账户都进行回滚；

（4）如果第一账户链达成共识，第二账户链也达成共识，但是交易链TBC发生异常，没有达成共识，由于中间服务还在运行，通知第一账户链和第二账户链都进行回滚；

（5）如果第一账户链达成共识，第二账户链也达成共识，交易链TBC也达成共识，但是中间服务模块发生事故，没有通知第一账户链和第二账户链；在等待一定时间后，第一账户链和第二账户链认定或是交易链TBC出现问题或是中间服务模块出现问题，第一账户链和第二账户链回滚交易；

（6）当等待一段时间，中间服务模块恢复后，查询交易链TBC和第一账户链以及第二账户链，由于第一账户链和第二账户链都采取保守做法，因此将交易链TBC进行一次反交易，从而交易链TBC、第一账户链和第二账户链都具有一致的记录；

还包括形成快照流程，所述形成快照流程包括：每个交易链和账户链在执行交易时，如果分别达成了共识，则保存共识后的链状态作为一种临时状态并形成快照；

所述回滚包括：当跨链交易系统因为检测到异常，需要取消当前状态，回到操作前的一个状态的操作，在所述系统中通过删除临时状态的所述快照快速实现。

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