CN115766037B - 基于区块链的跨链交易方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于区块链的跨链交易方法，本方法通过第二区块链网络产生去中心化的可验证随机数来选出首要节点，并通过二级节点和三级节点按需验证第一跨链交易的合法性，实现轻量级验证；当二级节点和三级节点存在分歧时，首要节点再验证侧链中的第一区块头的正确性，并由此确定第一跨链交易的验证结果；当验证结果为成功时，第四区块链即目标链只需通过可验证随机数验证第一跨链交易经过首要节点的验证，便可执行相应的跨链业务，本申请在实现去中心化的同时按需轻量级验证跨链交易，降低运算成本，提高系统运行效率。
Description
技术领域
本申请涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种基于区块链的跨链交易方法。
背景技术
经过区块链技术多年的深入发展，各种不同特点、适合不同应用场景的区块链大量共存。由于区块链的隔离和链之间的高度异质性，现有区块链之间的价值转移和数据通信面临着前所未有的挑战，价值孤岛现象正在逐渐显现。区块链的跨链技术是实现区块链互联互通、提高区块链互操作性和可扩展性的重要技术手段。
目前主流的跨链技术有四种，但都存在一些问题，如公证机制过于集中，中继链则存在效率低等问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于区块链的跨链交易方法。
本申请一方面提供了一种基于区块链的跨链交易方法，包括：
第二区块链节点获取第一跨链交易及交易证明；所述第二区块链节点将所述第一跨链交易及所述交易证明通过哈希运算生成第一种子，再将所述第一种子通过算法生成可验证随机数及随机数证明；所述第二区块链节点将所述可验证随机数、所述随机数证明、所述第一跨链交易及所述交易证明上链至第二区块链网络并生成相应的随机数跨链事件。
第三区块链节点获取随机数跨链事件，并根据随机数公钥、所述随机数证明验证所述可验证随机数的合法性，当满足合法性要求时，第三区块链网络根据所述可验证随机数选出首要节点。
所述首要节点将所述第一跨链交易及所述交易证明分发至所有二级节点及三级节点；所述二级节点分别获取所述第一跨链交易对应的第一区块头，并根据所述第一区块头生成二级初步验证结果签名后分发至其他所述二级节点；当所述二级节点获取到的所述二级初步验证结果为成功的数量大于所述二级节点的数量的一半时生成二级最终验证结果为成功并发送至所述首要节点；所述首要节点获取所述二级最终验证结果，当所述二级最终验证结果为成功的数量大于所述二级节点的数量的一半时确定二级验证结果为成功；所述三级节点共同更新侧链，所述三级节点通过所述侧链上的所述第一区块头、所述交易证明验证所述第一跨链交易确定三级验证结果发送至所述首要节点；所述侧链包含所述第一区块链网络中的区块头；当所述二级验证结果及所述三级验证结果为一成功和一失败时；所述首要节点获取所述第一跨链交易对应的第一区块体并与所述侧链中对应的所述第一区块头中的根哈希进行比较；相同时，确定所述三级验证结果作为所述第一跨链交易的验证结果；不同时，确定所述三级验证结果相反的结果作为所述第一跨链交易的验证结果。
当所述第一跨链交易的验证结果为成功时，所述首要节点对所述第一跨链交易进行签名并上链。
优选地，第四区块链节点将所述第一跨链交易、所述首要节点数字签名、所述可验证随机数及所述随机数证明封装为交易并调用第二跨链交易合约；所述第二跨链交易合约根据所述随机数公钥、所述随机数证明验证所述可验证随机数的合法性，当满足合法性要求时，根据可验证随机数确定首要节点公钥；再根据所述首要节点公钥、所述首要节点数字签名确定所述第一跨链交易合法性，当满足合法性要求时，执行相应的跨链业务。
优选地，在所述第二区块链节点获取第一跨链交易及交易证明前，还包括：
第一区块链节点获取所述第一跨链交易；当所述第一跨链交易满足合法性要求时，执行所述第一跨链交易，在所述第一跨链交易合约中对相应资产进行锁定。
优选地，所述第三区块链网络中预先设置所述可验证随机数与第三区块链节点标识的映射关系，所述第三区块链节点标识的映射关系节点标识是对应的所述第三区块链节点的公私钥对中的公钥地址。
优选地，所述当所述二级验证结果及所述三级验证结果为一成功和一失败时，还包括：
所述首要节点更新所述侧链；将所述第一区块体与对应的所述第一区块头设置关联关系并一同维护。
本申请一方面提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行本申请中一方面中的方法。
本申请一方面提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序包括程序指令，该程序指令被处理器执行时使该处理器执行上述一方面中的方法。
本发明提供的基于区块链的跨链交易方法通过第二区块链网络产生去中心化的可验证随机数来选出首要节点，并通过二级节点和三级节点按需验证第一跨链交易的合法性，实现轻量级验证；当二级节点和三级节点存在分歧时，首要节点再验证侧链中的第一区块头的正确性，并由此确定第一跨链交易的验证结果；当验证结果为成功时，第四区块链即目标链只需通过可验证随机数验证第一跨链交易经过首要节点的验证，便可执行相应的跨链业务。本申请在实现去中心化的同时按需轻量级验证跨链交易，降低运算成本，提高系统运行效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的一种基于区块链的跨链交易方法的流程示意图；
图2是本申请一实施例提供的一种确定第一跨链交易验证结果的方法流程示意图；
图3是本申请一实施例提供的一个实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
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。
请参见图1，图1本申请一实施例提供的一种基于区块链的跨链交易方法的流程示意图。
基于区块链的跨链交易方法，包括：
步骤S101：第二区块链节点获取第一跨链交易及交易证明；所述第二区块链节点将所述第一跨链交易及所述交易证明通过哈希运算生成第一种子，再将所述第一种子通过算法生成可验证随机数及随机数证明。
第一区块链节点获取所述第一跨链交易；当所述第一跨链交易满足合法性要求时，执行所述第一跨链交易，在所述第一跨链交易合约中对相应资产进行锁定。
具体地，第一区块链网络可以是用户发起跨链交易的源区块链，第一区块链网络中部署有第一跨链交易合约，当用户使用客户端提交第一跨链交易至第一跨链交易合约中执行时，第一跨链合约将用户提交的资产进行锁定，并生成第一跨链事件；其中，第一跨链事件可以包括第一跨链交易的标识信息。
进一步地，第二区块链节点监听到第一跨链事件后，可以根据第一跨链事件中的信息获取第一跨链交易及交易证明。
进一步地，第二区块链节点根据随机数公钥、随机数私钥及第一种子使用可验证随机数函数运算生成可验证随机数及随机数证明。
所述第二区块链节点将所述可验证随机数、所述随机数证明、所述第一跨链交易及所述交易证明上链至第二区块链网络并生成相应的随机数跨链事件。
其中，所述随机数跨链事件中包括，所述可验证随机数、所述随机数证明、所述第一跨链交易及所述交易证明。
步骤S102：第三区块链节点获取随机数跨链事件，并根据随机数公钥、所述随机数证明验证所述可验证随机数的合法性，当满足合法性要求时，第三区块链网络根据所述可验证随机数选出首要节点。
具体地，第三区块链节点监听第二区块链网络，当第三区块链节点监听第二区块链网络中的随机数跨链事件时，可以获取随机数跨链事件中的信息。
其中，随机数公钥是预先设置的；所述合法性要求可以是确认所述可验证随机数是由所述随机数公钥产生的。
可选地，所述第三区块链网络中预先设置所述可验证随机数与第三区块链节点标识的映射关系，所述第三区块链节点标识的映射关系节点标识是对应的所述第三区块链节点的公私钥对中的公钥地址。
请参见图2，图2本申请一实施例提供的一种确定第一跨链交易验证结果的方法流程示意图。
步骤S103：所述首要节点将所述第一跨链交易及所述交易证明分发至所有二级节点及三级节点。
所述二级节点分别获取所述第一跨链交易对应的第一区块头，并根据所述第一区块头生成二级初步验证结果签名后分发至其他所述二级节点；当所述二级节点获取到的所述二级初步验证结果为成功的数量大于所述二级节点的数量的一半时生成二级最终验证结果为成功并发送至所述首要节点。
所述首要节点获取所述二级最终验证结果，当所述二级最终验证结果为成功的数量大于所述二级节点的数量的一半时确定二级验证结果为成功。
具体地，当所述二级节点获取到的所述二级初步验证结果为成功的数量大于所述二级节点的数量的一半时生成二级最终验证结果为成功并发送至首要节点；当所述二级节点获取到的所述二级初步验证结果为失败的数量大于所述二级节点的数量的一半时生成二级最终验证结果为失败并发送至首要节点。
进一步地，首要节点获取二级节点发送的二级最终验证结果，当首要节点获取到的二级最终验证结果为成功的数量大于二级节点的数量的一半时确定二级验证结果为成功；当首要节点获取到的二级最终验证结果为失败的数量大于二级节点的数量的一半时确定二级验证结果为失败。
所述三级节点共同更新侧链，所述三级节点通过所述侧链上的所述第一区块头及所述交易证明验证所述第一跨链交易确定三级验证结果发送至所述首要节点；所述侧链包含所述第一区块链网络中的区块头。
具体地，三级节点实时监听第一区块链网络，每当第一区块链网络有新区块上链时，三级节点会获取新区块对应的区块头并将其更新至侧链中。当根据第一跨链交易及交易证明计算生成的哈希值与区块头中包含的根哈希值相同时，确定三级验证结果为成功，否则三级验证结果为失败。
其中，二级节点不实时监听第一区块链网络，只有当第一跨链交易需要验证时才会临时获取第一跨链交易对应的第一区块头。
当所述二级验证结果及所述三级验证结果为一成功和一失败时；所述首要节点获取所述第一跨链交易对应的第一区块体并与所述侧链中对应的所述第一区块头中的根哈希进行比较；相同时，确定所述三级验证结果作为所述第一跨链交易的验证结果；不同时，确定所述三级验证结果相反的结果作为所述第一跨链交易的验证结果。
其中，当首要节点通过第一区块体对第一区块头验证通过时，说明侧链中的第一区块头不存在伪造情形，因此，可以信任三级节点给出的三级验证结果。
具体地，第一区块体中的交易经过一定的哈希运算后可以获得一唯一哈希值，将该唯一哈希值与第一区块头中的根哈希比较即可确定第一区块头是否正确。首要节点对第一跨链交易进行签名后可以生成相应的首要节点数字签名。
其中，首要节点也可以在计算获得唯一哈希值后，再次通过唯一哈希值、交易证明对第一跨链交易进行合法性验证，当唯一哈希值与交易证明和第一跨链交易计算生成的根哈希值匹配时，满足合法性要求，确定第一跨链交易的验证结果为成功；不匹配时，确定第一跨链交易的验证结果为失败。
进一步地，当所述二级验证结果及所述三级验证结果均为成功时；确定所述第一跨链交易的验证结果为成功；当所述二级验证结果及所述三级验证结果均为失败时；确定所述第一跨链交易的验证结果为失败。
步骤S104：当所述第一跨链交易的验证结果为成功时，所述首要节点对所述第一跨链交易进行签名并上链。
可选地，所述首要节点更新所述侧链；将所述第一区块体与对应的所述第一区块头设置关联关系并一同维护。
当首要节点获取第一区块体对侧链中的第一区块头进行正确性验证后，侧链中可以维护第一区块头及对应的第一区块体，有利于后续验证更便捷的进行。
步骤S105：第四区块链节点将所述第一跨链交易、所述首要节点数字签名、所述可验证随机数及所述随机数证明封装为交易并调用第二跨链交易合约。所述第二跨链交易合约根据所述随机数公钥、所述随机数证明验证所述可验证随机数的合法性，当满足合法性要求时，根据可验证随机数确定首要节点公钥。再根据所述首要节点公钥、所述首要节点数字签名确定所述第一跨链交易合法性，当满足合法性要求时，执行相应的跨链业务。
具体地，第四区块链网络可以由第四区块链节点组成，第四区块链网络可以是用户跨链交易的目标区块链，第四区块链网络中部署有第二跨链交易合约，当第一跨链交易满足合法性要求时，第二跨链交易合约根据第一跨链交易中锁定资产的数量为目标地址生成相应数量的资产，并生成第一跨链事件；其中，第一跨链事件可以包括第一跨链交易的标识信息。
进一步地，第二区块链节点监听到第一跨链事件后，可以根据第一跨链事件中的信息获取第一跨链交易及交易证明。
综上，上述过程通过第二区块链网络产生去中心化的可验证随机数来选出首要节点，并通过二级节点和三级节点按需验证第一跨链交易的合法性，实现轻量级验证；当二级节点和三级节点存在分歧时，首要节点再验证侧链中的第一区块头的正确性，并由此确定第一跨链交易的验证结果；当验证结果为成功时，第四区块链即目标链只需通过可验证随机数验证第一跨链交易经过首要节点的验证，便可执行相应的跨链业务。本申请在实现去中心化的同时按需轻量级验证跨链交易，降低运算成本，提高系统运行效率。
请参见图3，图3是本申请一个实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
图3所示，计算机设备1000可以包括：处理器1001，网络接口1004和存储器1005，此外，计算机设备1000还可以包括：用户接口1003，和至少一个通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。其中，用户接口1003可以包括显示屏（Display）、键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如WI-FI接口）。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器（non-volatilememory），例如至少一个磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器1001的存储平台。如图3所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及设备控制应用程序。
在图3所示的计算机设备1000中，网络接口1004可提供网络通讯功能；而用户接口1003主要用于为用户提供输入的接口；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的设备控制应用程序，以实现前文图1中任一个所对应实施例中对基于区块链的跨链交易方法的描述。
此外，这里需要指出的是：本申请还提供了一种计算机可读存储介质，且计算机可读存储介质中存储有计算机程序，且计算机程序包括程序指令，当处理器执行程序指令时，能够执行前文图1中任一个所对应实施例中对基于区块链的跨链交易方法的描述，因此，这里将不再进行赘述。另外，对采用相同方法的有益效果描述，也不再进行赘述。对于本申请所涉及的计算机存储介质实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-OnlyMemory，ROM）或随机存储记忆体（RandomAccessMemory，RAM）等。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离本申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (5)
1.一种基于区块链的跨链交易方法，其特征在于，包括：
第一区块链网络是用户发起跨链交易的源区块链，第一区块链节点获取所述第一跨链交易；当所述第一跨链交易满足合法性要求时，执行所述第一跨链交易，在所述第一跨链交易合约中对相应资产进行锁定；
第二区块链网络中的第二区块链节点获取第一跨链交易及交易证明；所述第二区块链节点将所述第一跨链交易及所述交易证明通过哈希运算生成第一种子，再将所述第一种子通过算法生成可验证随机数及随机数证明；所述第二区块链节点将所述可验证随机数、所述随机数证明、所述第一跨链交易及所述交易证明上链至第二区块链网络并生成相应的随机数跨链事件；
第三区块链网络中的第三区块链节点获取随机数跨链事件，并根据随机数公钥、所述随机数证明验证所述可验证随机数的合法性，当满足合法性要求时，第三区块链网络根据所述可验证随机数选出首要节点；
所述首要节点将所述第一跨链交易及所述交易证明分发至所有二级节点及三级节点；所述二级节点分别获取所述第一跨链交易对应的第一区块头，并根据所述第一区块头生成二级初步验证结果签名后分发至其他所述二级节点；当所述二级节点获取到的所述二级初步验证结果为成功的数量大于所述二级节点的数量的一半时生成二级最终验证结果为成功并发送至所述首要节点；所述首要节点获取所述二级最终验证结果，当所述二级最终验证结果为成功的数量大于所述二级节点的数量的一半时确定二级验证结果为成功；所述三级节点共同更新侧链，所述三级节点通过所述侧链上的所述第一区块头、所述交易证明验证所述第一跨链交易确定三级验证结果发送至所述首要节点；所述侧链包含所述第一区块链网络中的区块头；当所述二级验证结果及所述三级验证结果为一成功和一失败时；所述首要节点获取所述第一跨链交易对应的第一区块体并与所述侧链中对应的所述第一区块头中的根哈希进行比较；相同时，确定所述三级验证结果作为所述第一跨链交易的验证结果；不同时，确定所述三级验证结果相反的结果作为所述第一跨链交易的验证结果；
当所述第一跨链交易的验证结果为成功时，所述首要节点对所述第一跨链交易进行签名并上链；
第四区块链网络是用户跨链交易的目标区块链，所述第四区块链节点将所述第一跨链交易、所述首要节点数字签名、所述可验证随机数及所述随机数证明封装为交易并调用第二跨链交易合约；所述第二跨链交易合约根据所述随机数公钥、所述随机数证明验证所述可验证随机数的合法性，当满足合法性要求时，根据可验证随机数确定首要节点公钥；再根据所述首要节点公钥、所述首要节点数字签名确定所述第一跨链交易合法性，当满足合法性要求时，执行相应的跨链业务。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述第三区块链网络中预先设置所述可验证随机数与第三区块链节点标识的映射关系，所述第三区块链节点标识是所述第三区块链节点的公私钥对中的公钥地址。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述二级验证结果及所述三级验证结果为一成功和一失败时，还包括：
所述首要节点更新所述侧链；将所述第一区块体与对应的所述第一区块头设置关联关系并一同维护。
4.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行权利要求1-3中任一项所述方法的步骤。
5.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述程序指令被处理器执行时,执行权利要求1-3任一项所述的方法。
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| GR01 | Patent grant | ||
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