[發(fā)明專利]一種基于區(qū)塊鏈的多方支付通道交易方法

有效

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• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111325628B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 陳艷姣;李旭賢
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06Q40/04
• 分類號: G06Q40/04;G06Q20/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

本發(fā)明公開了一種基于區(qū)塊鏈的多方支付通道交易方法，在以太坊上部署智能合約，根據(jù)雙方支付通道的余額和平衡狀態(tài)選擇通道并構建多方支付通道，將多方交易轉換成多個直接連接的雙方支付通道上的交易,通過通道狀態(tài)更新的方式完成多方交易。這種方法在區(qū)塊鏈的鏈下支付網(wǎng)絡中進行，支持原子性的多方交易，不僅能降低交易延遲、提升交易吞吐量，還能支持任意多的用戶加入到多方支付通道中，可以支持多人在線應用，大大擴展了支付通道的應用場景。

技術領域

本發(fā)明屬于區(qū)塊鏈技術領域和支付通道技術領域，尤其涉及基于區(qū)塊鏈的多方支付通道交易方法。

背景技術

自2008年日本學者中本聰提出比特幣的概念以來，區(qū)塊鏈技術在加密貨幣等領域迅速發(fā)展。區(qū)塊鏈是一種分布式賬本的技術，網(wǎng)絡中每個節(jié)點都記錄一份賬本，賬本中存儲著前后相連的區(qū)塊，每個區(qū)塊包含了一批交易的信息。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡具有去中心化、開放性、不可篡改等優(yōu)點，但是其缺點在于吞吐量極低、交易延遲時間長。以比特幣和以太坊為代表的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中，每個節(jié)點都需要保存所有交易信息，一筆交易需要等待“挖礦”節(jié)點完成一次“挖礦”后才能被打包進一個區(qū)塊，并且所有節(jié)點之間需要達成共識，以上原因導致每筆交易的確認時間較長，且交易的吞吐量極低。比特幣網(wǎng)絡的吞吐量大約在7TPS(TransactionPer Second)，以太坊的吞吐量大約在10-20TPS。因此，如果要將區(qū)塊鏈技術應用于大規(guī)模商業(yè)系統(tǒng)中，需要大幅度提升其吞吐量、降低交易延遲時間。

為了提升區(qū)塊鏈網(wǎng)絡的吞吐量、降低交易延遲，近幾年國內(nèi)外學者進行了一系列的研究，包括側鏈(Sidechain)、支付通道網(wǎng)絡(PaymentChannelNetwork)、分片(Sharding)等多個方向。其中，支付通道網(wǎng)絡被認為是最具有前景的鏈下交易技術。支付通道網(wǎng)絡在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡之上構建了一個二層網(wǎng)絡，通道雙方分別抵押一定額度的加密貨幣到鏈下，將區(qū)塊鏈上的交易轉移至鏈下，用戶在鏈下交易，省去了區(qū)塊打包、交易驗證、節(jié)點共識等耗時的流程，能極大的提升支付網(wǎng)絡的吞吐量，降低交易延遲。但是目前關于區(qū)塊鏈支付通道網(wǎng)絡的研究還處于初步階段，現(xiàn)有的技術還存在一定的缺陷，比如有些支付通道僅支持雙方的交易，無法在其基礎上構建多方在線應用(如多人在線游戲、拍賣系統(tǒng)等)，又如很多支付通道網(wǎng)絡采用星型網(wǎng)絡架構來創(chuàng)建多方支付通道，導致網(wǎng)絡中心化程度高，需要第三方提供交易服務，且通道余額容易被耗盡，導致通道不平衡，因此能支撐的交易量有限。

因此，針對現(xiàn)有的區(qū)塊鏈支付通道中存在的問題，我們設計一種基于區(qū)塊鏈的多方支付通道，選擇網(wǎng)絡中通道余額充足且平衡狀態(tài)較好的通道來建立多方支付通道，支持多用戶之間進行多方交易，從而支持多人在線應用的構建，在提升交易吞吐量、降低交易延遲的同時，將支付通道應用到多種多樣的場景中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于區(qū)塊鏈的多方支付通道交易方法。

本發(fā)明的技術方案為一種基于區(qū)塊鏈的多方支付通道交易方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟1，基于以太坊部署智能合約，定義智能合約，具體包括：

定義n個以太坊用戶為P＝{P₁,P₂,…,P_n}，任意兩個用戶P_i(1≤i≤n)和P_j(1≤j≤n)創(chuàng)建雙方支付通道時，調(diào)用智能合約提供的雙方支付通道創(chuàng)建接口，分別抵押相同額度的以太幣到智能合約上，生成一個P_i和P_j之間的雙方支付通道實例，該實例包含通道標識符、通道中兩個用戶的以太坊賬戶地址、通道中兩個用戶的余額、通道版本號、通道是否加入多方等信息；

智能合約能夠實時更新雙方支付通道的狀態(tài)，調(diào)用智能合約提供的雙方支付通道更新接口的用戶需要提供的信息包括：通道標識符、通道中兩個用戶新的余額分布、新的通道版本號以及兩個用戶的簽名，智能合約驗證通道標識符、版本號、用戶的簽名是否正確，若正確則根據(jù)用戶提供的信息進行更新，否則不更新通道狀態(tài)；