CN116361292A - 一种跨链资源映射与管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跨链资源映射与管理方法及系统，方法包括以下步骤：步骤一：建立资源标识符、资源描述、访问策略信息与资源地址之间的映射关系；步骤二：基于映射关系，构建区块链各区块的元数据目录，并将元数据目录存储于元数据目录区块链中；步骤三：基于K邻近算法构建训练模型，对区块元数据目录按照业务主题进行分类，根据分类结果建立资源目录并存储于目录管理区块链中；步骤四：在中继链方式下，当发生跨链请求时，第一区块链对跨链资源的感应由资源目录实现，资源目录管理区块链解析资源请求；步骤五：更新资源目录。本发明的方法可以提高跨链资源进行信息交互的效率。

Description

一种跨链资源映射与管理方法及系统

技术领域

本发明涉及一种跨链资源映射与管理方法及系统，属于区块链技术领域。

背景技术

区块链技术具有去中心化、不可篡改、可追溯、公开透明和集体维护等特征。基于上述特征区块链被广泛地应用于各个领域，但由于区块链的孤立性、封闭性和链与链之间的异构性，导致区块链之间的信息交互困难较大，极大地限制了区块链应用的发展，跨链技术能够有效地实现链与链之间的信息交互，解决“数据孤岛”问题，是目前区块链技术领域的研究热门。通过资源标识符可以实现对跨链资源的感知和定位，但当用户需要与多条链、多种资源进行信息交互时，需要依次遍历每个区块链节点，整个资源感知和定位过程繁琐费时、效率较低。针对以上问题，CN 112491959A公开了一种基于中继链的跨链资源交换方法，通过设置跨链事务的状态和生成可验证的提交消息体，满足了跨链交易的原子性，但无法实现跨链资源交换时高效地资源感知和定位，特别是随着链上信息的增多，如何感知跨链资源和快速查询和定位跨链资源愈发成为跨链中的关键问题；其次，CN 112491959A公开的基于中继链的跨链资源交换方法也没有设置资源访问的权限策略，不能实现分级的跨链资源访问策略，无法保障跨链资源被安全地访问。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：在区块链信息交互过程中，现有跨链资源感知和定位过程繁琐费时、效率较低。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种跨链资源映射与管理方法，包括以下步骤：

步骤一：建立资源标识符、资源描述、访问策略信息与资源地址之间的映射关系；

步骤二：基于映射关系构建区块链各区块的元数据目录，并将元数据目录存储于元数据目录区块链中，元数据目录区块链基于各区块资源变化调整元数据目录内容；

步骤三：基于K邻近算法构建训练模型，对区块元数据目录按照业务主题进行分类，根据分类结果建立资源目录并存储于目录管理区块链中；资源目录的业务主题下挂载资源元数据目录。

步骤四：在中继链方式下，当发生跨链请求时，第一区块链对跨链资源的资源目录管理区块链解析资源请求，根据解析结果按照业务主题在资源目录中快速查找，若找到相关资源，则根据资源元数据目录中资源信息和资源地址的映射关系，定位到资源地址并初步确定跨链目标对象；同时，第一区块链将生成的已修改的元数据目录副本发送给中继链；

步骤五：第二区块链生成跨链资源所在区块的元数据目录副本，根据跨链资源请求信息来更改生成的元数据目录副本，然后将更改的元数据目录发送到中继链，中继链锁定第一区块链元数据目录副本、第二区块链元数据目录副本；当跨链双方通过权限认证后，中继链解锁第一区块链元数据目录、第二区块链元数据目录并覆盖原元数据目录，资源目录管理区块链监听到认证通过信息，更新资源目录。

前述的一种跨链资源映射与管理方法，还包括以下步骤：

步骤六：资源目录保存每一个区块元数据目录的哈希值，对资源目录进行遍历，当元数据目录哈希值与保存在资源目录中所对应元数据哈希值不同，则更新相应处的资源目录内容。

一种跨链资源映射与管理系统，包括以下模块：

映射关系建立模块：建立资源标识符、资源描述、访问策略信息与资源地址之间的映射关系；

元数据目录构建模块：基于映射关系构建区块链各区块的元数据目录，并将元数据目录存储于元数据目录区块链中，元数据目录区块链基于各区块资源变化调整元数据目录内容；

分类存储模块：基于K邻近算法构建训练模型，对区块元数据目录按照业务主题进行分类，根据分类结果建立资源目录并存储于目录管理区块链中；资源目录的业务主题下挂载资源元数据目录。

跨链请求模块：在中继链方式下，当发生跨链请求时，第一区块链对跨链资源的感应由资源目录实现，资源目录管理区块链解析资源请求，根据解析结果按照业务主题在资源目录中快速查找，若找到相关资源，则根据资源元数据目录中资源信息和资源地址的映射关系，定位到资源地址并初步确定跨链目标对象；同时，第一区块链将生成的已修改的元数据目录副本发送给中继链；

权限认证模块：第二区块链生成跨链资源所在区块的元数据目录副本，根据跨链资源请求信息来更改生成的元数据目录副本，然后将更改的元数据目录发送到中继链，中继链锁定第一区块链元数据目录副本、第二区块链元数据目录副本；当跨链双方通过权限认证后，中继链解锁第一区块链元数据目录、第二区块链元数据目录并覆盖原元数据目录，资源目录管理区块链监听到认证通过信息，更新资源目录。

前述的一种跨链资源映射与管理系统，还包括以下模块：

资源目录更新模块：资源目录保存每一个区块元数据目录的哈希值，对资源目录进行遍历，当元数据目录哈希值与保存在资源目录中所对应元数据哈希值不同，则更新相应处的资源目录内容。

一种计算机存储介质，用于存储上述一种跨链资源映射与管理系统的功能模块。

本发明所达到的有益效果：本发明构建各区块资源描述，引入资源描述与资源地址之间的映射关系，形成区块元数据目录，有利于对区块资源进行统计和管理，提高跨链资源的定位速度；利用K邻近算法，训练元数据目录分类模型，保证元数据目录按照业务主题下的准确和快速分类，以形成跨链资源目录，有利于对资源进行统一的高效管理和定位。

同时，本发明依据元数据目录哈希值与资源目录中存储的该元数据目录哈希值是否具有一致性，来判断资源目录是否需要更新，以保证资源目录快速更新。

附图说明

图1为本发明的跨链资源映射与管理方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明为实现上述目的采用如下技术方案：

一种跨链资源映射与管理方法，包括以下步骤：

步骤一：建立资源标识符、资源描述、访问策略信息与资源地址之间的映射关系；所述资源描述包括资源类型、资源数目大小等；

所述映射关系的建立过程，包括以下步骤：

(1)完成跨链资源的注册，跨链资源包括资源类型、链标识符、元数据信息和访问策略，并生成资源的唯一标识符；所述元数据包括通过HASH算法生成资源哈希值；

(2)资源锁定：将跨链资源在所在链上进行锁定，以防止在跨链转移过程中被篡改或重复使用；采用随机生成的公钥和智能合约锁定跨链资源，只有在跨链资源请求方通过权限认证后，智能合约才会解锁资源；

(3)跨链资源映射：将跨链资源在中继链上进行映射，即将资源在中继链上的唯一标识符与在原链上的地址进行关联，以便在跨链转移时进行验证和查找，所述跨链资源映射需满足，资源地址address＝F(x，y，s)，其中x为唯一标识符，y为资源描述，s为访问策略，F表示资源与地址的映射函数，将资源的唯一标识符、资源描述和访问策略作为输入，输出为资源地址，F函数可以通过设置特定的HASH函数实现；通过HASH函数保证了资源地址和资源的一一对应关系，即不存在不同资源指向同一资源地址的情况。

步骤二：基于映射关系，构建区块链各区块的元数据目录，并将元数据目录存储于元数据目录区块链中，元数据目录区块链基于各区块资源变化调整元数据目录内容；

调整元数据目录内容的过程为：根据智能合约监测区块链中资源的变化，更新目录的对应信息，所述资源包括区块高度、交易哈希、资产数量等，当有新的资源属性添加到元数据目录中，则为相应属性添加新的字段；当某些资源不再使用或者删除，则将相应资源对应的字段从元数据目录中删除；当资源属性类型发生变化，则修改元数据目录中对应字段的数据类型；当资源的字段顺序发生变化，则调整元数据目录中的字段顺序，通过上述智能合约实现元数据目录内容的自动更新，从而保持元数据目录与实际资源的一致性。

步骤三：基于K邻近算法构建训练模型，实现对区块元数据目录按照业务主题进行分类，根据分类结果建立资源目录并存储于目录管理区块链中；资源目录的业务主题下挂载资源元数据目录，按设定顺序排列，所述目录管理区块链用于维护和管理资源目录；元数据目录根据自身目录所记录的资源被访问的有效次数，调整元数据目录在相应业务主体下的优先级，即每次有效资源访问后，对记录相应资源的元数据目录的优先级加1,以提高多数场景下的高效资源检索。

设计基于树结构的资源目录存储结构，按业务主题对元数据目录的分类存储，为每个元数据目录设置优先级数，根据访问资源的有效次数，调整元数据目录在相应业务主体下的优先级，即每次有效资源访问后，对记录相应资源的元数据目录的优先级加1,以提高多数场景下的高效资源检索。所述有效的资源访问是指跨链请求者合法合规地获得资源的访问，为确保资源目录的安全性和完整性，目录管理区块链采用日志记录方式，对资源目录的访问和操作进行监控和记录。通过日志记录方式对资源目录的访问和操作进行监控和记录，可以有效防止恶意用户对资源目录进行非法访问和篡改，从而保障资源目录的安全性和完整性。

步骤四：在中继链方式下，当发生跨链请求时，第一区块链对跨链资源的感应由资源目录实现，资源目录管理区块链解析资源请求，根据解析结果按照业务主题在资源目录中快速查找，若找到相关资源，则根据资源元数据目录中资源信息和资源地址的映射关系，定位到资源地址并初步确定跨链目标对象；同时，第一区块链将生成的已修改的元数据目录副本发送给中继链；反之，若资源目录不存在相应资源的唯一标识符，则将查询结果返回给第一区块链，并销毁生成的元数据目录副本；

步骤五：第二区块链生成跨链资源所在区块的元数据目录副本，根据跨链资源请求信息来更改生成的元数据目录副本；跨链资源请求信息包括资源请求方请求交易的资源数目、类型等信息；对应的，若跨链资源请求方发送一条跨链资源请求信息，如需要交易某种类型的货币，则第二区块链生成的元数据目录副本，需要减去记录在此目录中此类型货币的数值，然后将更改的元数据目录发送到中继链，中继链锁定第一区块链元数据目录副本、第二区块链元数据目录副本；

当跨链双方通过权限认证后，中继链解锁第一区块链元数据目录、第二区块链元数据目录并覆盖原元数据目录，资源目录管理区块链监听到认证通过信息，更新资源目录，若权限认证失败，销毁第一区块链、二区块链元数据目录副本；

跨链双方进行权限认证的过程为：通过部署在中继链上的智能合约调用跨链资源的访问策略，判断第一区块链是否拥有访问该资源的权限。所述访问策略规定哪些用户或节点可以访问跨链资源，以及如何验证访问者的身份；

当第一区块链发起跨链资源请求时，中继链根据资源请求上的签名验证访问者身份；

第一区块链在发起跨链请求时，将自己的私钥签名，中继链上的验证节点收到请求并验证该请求的有效性，然后将相应签名信息发送给第二区块链进行验证；若验证通过，则向中继链上的验证节点发送确认信息；

当身份验证通过后，智能合约根据角色和时效的访问策略判断其是否拥有权限访问数据，所述的角色包括普通资源访问、中等资源访问和高等资源访问，提供分级的资源访问程度，设置时效令牌，为跨链资源请求方提供拥有资源访问权限的有效时间T；当资源请求方通过身份验证后，根据智能合约确定请求方的角色等级，以确定其访问与其等级对应的资源信息，然后为合法的资源请求方提供时效令牌，满足用户在时间T内的资源访问权限，当时效令牌过期后，不再拥有该资源信息的访问权限；通过设置角色等级和时效令牌，智能合约能够根据不同角色对资源访问权限进行分级管理，为合法的资源请求方提供时效令牌，保障其在时间T内的资源访问权限，从而防止非法的访问请求，提高资源的安全性。

步骤六：为保证资源目录的时效性和资源快速定位，定时更新资源目录，资源目录保存每一个区块元数据目录的哈希值，对资源目录进行遍历，当元数据目录哈希值与保存在资源目录中所对应元数据哈希值不同，则更新相应处的资源目录内容。通过定时更新资源目录，能够及时更新资源目录中的元数据信息，从而保障资源目录的时效性和可靠性。

一种跨链资源映射与管理系统，包括以下模块：

映射关系建立模块：建立资源标识符、资源描述、访问策略信息与资源地址之间的映射关系；

元数据目录构建模块：基于映射关系，构建区块链各区块的元数据目录，并将元数据目录存储于元数据目录区块链中，元数据目录区块链基于各区块资源变化调整元数据目录内容；

分类存储模块：基于K邻近算法构建训练模型，对区块元数据目录按照业务主题进行分类，根据分类结果建立资源目录并存储于目录管理区块链中；资源目录的业务主题下挂载资源元数据目录，按设定顺序排列；元数据目录根据自身目录所记录的资源被访问的有效次数，调整元数据目录在相应业务主体下的优先级，即每次有效资源访问后，对记录相应资源的元数据目录的优先级加1,以提高多数场景下的高效资源检索；

跨链请求模块：在中继链方式下，当发生跨链请求时，第一区块链对跨链资源的感应由资源目录实现，资源目录管理区块链解析资源请求，根据解析结果按照业务主题在资源目录中快速查找，若找到相关资源，则根据资源元数据目录中资源信息和资源地址的映射关系，定位到资源地址并初步确定跨链目标对象；同时，第一区块链将生成的已修改的元数据目录副本发送给中继链；

权限认证模块：第二区块链生成跨链资源所在区块的元数据目录副本，更改生成的元数据目录副本，然后将更改的元数据目录发送到中继链，中继链锁定第一区块链元数据目录副本、第二区块链元数据目录副本；当跨链双方通过权限认证后，中继链解锁第一区块链元数据目录、第二区块链元数据目录并覆盖原元数据目录，资源目录管理区块链监听到认证通过信息，更新资源目录。

前述的一种跨链资源映射与管理系统，还包括以下模块：

资源目录更新模块：资源目录保存每一个区块元数据目录的哈希值，对资源目录进行遍历，当元数据目录哈希值与保存在资源目录中所对应元数据哈希值不同，则更新相应处的资源目录内容。

一种计算机存储介质，用于存储上述一种跨链资源映射与管理系统的功能模块。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种跨链资源映射与管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：建立资源标识符、资源描述、访问策略信息与资源地址之间的映射关系；

步骤二：基于映射关系构建区块链各区块的元数据目录，并将元数据目录存储于元数据目录区块链中，元数据目录区块链基于各区块资源变化调整元数据目录内容；

步骤三：基于K邻近算法构建训练模型，对区块元数据目录按照业务主题进行分类，根据分类结果建立资源目录并存储于目录管理区块链中；资源目录的业务主题下挂载资源元数据目录；

步骤四：在中继链方式下，当发生跨链请求时，第一区块链对跨链资源的资源目录管理区块链解析资源请求，根据解析结果按照业务主题在资源目录中查找，若找到相关资源，则根据资源元数据目录中资源信息和资源地址的映射关系，定位到资源地址并初步确定跨链目标对象；同时，第一区块链将生成的已修改的元数据目录副本发送给中继链；

步骤五：第二区块链生成跨链资源所在区块的元数据目录副本，根据跨链资源请求信息来更改生成的元数据目录副本，然后将更改的元数据目录发送到中继链，中继链锁定第一区块链元数据目录副本、第二区块链元数据目录副本；当跨链双方通过权限认证后，中继链解锁第一区块链元数据目录、第二区块链元数据目录并覆盖原元数据目录，资源目录管理区块链监听到认证通过信息，更新资源目录。

2.根据权利要求1所述的一种跨链资源映射与管理方法，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤六：当元数据目录哈希值与保存在资源目录中所对应元数据哈希值不同，则更新相应处的资源目录内容。

3.根据权利要求1所述的一种跨链资源映射与管理方法，其特征在于：在步骤一中，所述资源描述包括资源类型、资源数目大小；所述映射关系的建立过程包括以下步骤：

(1)完成跨链资源的注册，跨链资源包括资源类型、链标识符、元数据信息和访问策略，并生成资源的唯一标识符；所述元数据包括通过HASH算法生成资源哈希值；

(2)将跨链资源在所在链上进行锁定；

(3)将跨链资源在中继链上进行映射，即将资源在中继链上的唯一标识符与在原链上的地址进行关联，所述跨链资源映射满足资源地址address＝F(x，y，s)，其中x为唯一标识符，y为资源描述，s为访问策略，F表示资源与地址的映射函数。

4.根据权利要求3所述的一种跨链资源映射与管理方法，其特征在于：在步骤(2)中，采用随机生成的公钥和智能合约锁定跨链资源，在跨链资源请求方通过权限认证后，智能合约解锁资源。

5.根据权利要求1所述的一种跨链资源映射与管理方法，其特征在于：在步骤二中，调整元数据目录内容的过程为：根据智能合约监测区块链中资源的变化，更新目录的对应信息，所述资源包括区块高度、交易哈希、资产数量；

当有新的资源属性添加到元数据目录中，则为相应属性添加新的字段；

当某些资源不再使用或者删除，则将相应资源对应的字段从元数据目录中删除；

当资源属性类型发生变化，则修改元数据目录中对应字段的数据类型；

当资源的字段顺序发生变化，则调整元数据目录中的字段顺序。

6.根据权利要求1所述的一种跨链资源映射与管理方法，其特征在于：在步骤三中，设计基于树结构的资源目录存储结构，按业务主题对元数据目录进行分类存储，为每个元数据目录设置优先级数，根据访问资源的有效次数调整元数据目录在相应业务主体下的优先级。

7.根据权利要求1所述的一种跨链资源映射与管理方法，其特征在于：在步骤五中，跨链双方进行权限认证的过程为：

通过部署在中继链上的智能合约调用跨链资源的访问策略，判断第一区块链是否拥有访问该资源的权限；

当第一区块链发起跨链资源请求时，中继链根据资源请求上的签名验证访问者身份；

第一区块链在发起跨链请求时，将自己的私钥签名，中继链上的验证节点收到请求并验证请求的有效性，然后将相应签名信息发送给第二区块链进行验证；若验证通过，则向中继链上的验证节点发送确认信息；

当身份验证通过后，智能合约根据角色和时效的访问策略判断资源请求者是否拥有权限访问数据。

8.一种跨链资源映射与管理系统，其特征在于，包括以下模块：

映射关系建立模块：建立资源标识符、资源描述、访问策略信息与资源地址之间的映射关系；

元数据目录构建模块：基于映射关系构建区块链各区块的元数据目录，并将元数据目录存储于元数据目录区块链中，元数据目录区块链基于各区块资源变化调整元数据目录内容；

分类存储模块：基于K邻近算法构建训练模型，对区块元数据目录按照业务主题进行分类，根据分类结果建立资源目录并存储于目录管理区块链中；资源目录的业务主题下挂载资源元数据目录；

跨链请求模块：在中继链方式下，当发生跨链请求时，第一区块链对跨链资源的感应由资源目录实现，资源目录管理区块链解析资源请求，根据解析结果按照业务主题在资源目录中快速查找，若找到相关资源，则根据资源元数据目录中资源信息和资源地址的映射关系，定位到资源地址并初步确定跨链目标对象；同时，第一区块链将生成的已修改的元数据目录副本发送给中继链；

权限认证模块：第二区块链生成跨链资源所在区块的元数据目录副本，根据跨链资源请求信息来更改生成的元数据目录副本，然后将更改的元数据目录发送到中继链，中继链锁定第一区块链元数据目录副本、第二区块链元数据目录副本；当跨链双方通过权限认证后，中继链解锁第一区块链元数据目录、第二区块链元数据目录并覆盖原元数据目录，资源目录管理区块链监听到认证通过信息，更新资源目录。

9.根据权利要求8述的一种跨链资源映射与管理系统，其特征在于，还包括以下模块：

资源目录更新模块：资源目录保存每一个区块元数据目录的哈希值，对资源目录进行遍历，当元数据目录哈希值与保存在资源目录中所对应元数据哈希值不同，则更新相应处的资源目录内容。

10.一种计算机存储介质，用于存储权利要求8或9任一项所述的一种跨链资源映射与管理系统的功能模块。

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