[發明專利]基于區塊鏈主鏈加并行多子鏈的轉賬方法

有效

• 申請號: 201811392139.X
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109493050B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 馬俊昌;劉迎賓;夏冰;孫玉俐;霍曉棟;王虹妍
• 申請（專利權）人: 北京藍石環球區塊鏈科技有限公司
• 主分類號: G06Q20/38
• 分類號: G06Q20/38
• 代理公司: 北京申翔知識產權代理有限公司 11214
• 代理人: 艾晶

本發明提供一種基于區塊鏈主鏈加并行多子鏈的轉賬方法，所述主鏈加并行多子鏈架構包含一條主鏈和N條并行子鏈，其中每個節點存儲主鏈數據，所述主鏈數據不存儲具體交易，而存儲系統全局信息，用戶打開用戶端錢包，用戶端錢包訪問直接交互節點獲取當前用戶的源地址對應的源子鏈的子鏈信息以及源子鏈的節點連接信息和接收地址對應的接收子鏈的子鏈信息，返回錢包；錢包檢查源子鏈和接收子鏈是否是同一條鏈，如果相同，則構造直接轉賬交易，否則構造跨鏈轉賬交易，并請求用戶簽名，用戶確認交易信息并簽名，錢包發送交易給用戶子鏈節點進行處理；最后由用戶子鏈節點處理轉賬請求。

技術領域

本發明涉及到區塊鏈的擴展性方案。

背景技術

現在區塊鏈中的每個普通節點都要：1、存儲所有狀態；2、串行執行所有交易；3、與其他所有機器達成共識。

針對現有區塊鏈的擴展基本思路是：1、單個節點只存儲部分狀態；2、單個節點只處理部分交易； 3、只讓部分節點參與共識。

請參閱圖1所示，其為按用戶分片的示意圖。如果按用戶分片，則難以處理不同分片用戶之間的轉賬，合約也難以部署，如果部署在所有分片上，則合約狀態無法一致，如果只部署在某一個分片上，又無法處理其他分片用戶的請求。

請參閱圖2所示，其為按合約分片的示意圖。如果按合約分片，每個合約都需要能處理所有用戶的交易，而每筆交易都會查看/修改用戶的賬戶狀態（例如，對于以太坊，所有交易都因消耗gas要修改賬戶余額，對于EOS，要修改賬戶的CPU/帶寬/存儲配額），合約是并行執行的，無法保證用戶狀態的一致性，此外，合約之間經常互相調用，如果分布在不同分片上，又無法調用。

而，第三個擴展思路，部分節點參與共識，會引發1%攻擊，即假定有100個分片，攻擊者只需要控制1%的節點，即可完全控制一個分片。

現有擴展方案主要有以太坊sharding、以太坊plasma、Cosmos Network、Polkadot、Lisk、阿希鏈、Zilliqa、VBFT、DPOS、Algorand、Dfinity等。

以太坊sharding：長遠解決以太坊擴展問題。目前主要考慮1%攻擊，分片鏈不能執行交易，離實際應用有較遠距離。

以太坊plasma：按應用即合約分片，部分合約在側鏈上存儲和執行，可以將代幣轉至側鏈，后續交易在側鏈上進行，即使側鏈不可信，也可以將代幣安全轉回主鏈，代表實現有Loom network的游戲鏈。局限是側鏈必須采用UTXO模型，現實應用范圍過窄，轉回代幣耗時過長，需要至少7天。

Cosmos Network、Polkadot：按應用分片，有一個主鏈，每個應用使用自己的側鏈，定義主鏈/側鏈交互協議，同時提供底層平臺和工具方便第三方開發自定義的側鏈。局限是子鏈對用戶不透明，子鏈有1%攻擊問題，兩個項目都在開發中，缺乏詳細介紹。

Lisk、阿希鏈：按應用分片，側重于創建側鏈的易用性。局限是子鏈對用戶不透明，子鏈有1%攻擊問題，相比Cosmos/Polkadot，側鏈定制化弱。

Zilliqa：按用戶分片，不同子鏈的鏈內交易（即用戶和合約在同一個分片）可以并行執行。局限是不能完全并行，沒有狀態分片，沒有跨鏈通信，在開發中，缺乏詳細介紹。

VBFT、DPOS、Algorand、Dfinity：部分節點參與共識，同時避免1%攻擊，DPOS是投票選舉節點，VBFT/Algorand/Dfinity采用可驗證隨機選擇共識節點。局限是依然受限于單機存儲/處理/網絡能力。

總結來說，目前可擴展性依然是一個難點，通過分片和多鏈進行擴展是一個基本解決思路，但關鍵問題是如何進行分片，如何使多鏈對外呈現為一個鏈，如何在保證安全的前提下，保持較低的跨鏈開銷，實現線性擴展，這也正是本發明要研究和解決的問題。

發明內容