[發明專利]一種用于區塊鏈中鏈下支付的再平衡策略執行方法

在審

• 申請號: 202010468395.3
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111724257A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 喻梅;韓銘;于瑞國;王建榮;于健;趙滿坤;牛炳輝
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06Q40/04
• 分類號: G06Q40/04;G06Q10/06
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 霍慧慧

本發明涉及一種用于區塊鏈中鏈下支付的再平衡策略執行方法，提高再平衡策略的最終效果，它能夠在時間復雜度提升較小的情況找出盡可能多的有效路徑；在確保策略在執行過程中更公平合理的基礎上，抑制了一些“惡意節點”在再平衡策略中的不規范行為，也維護了“誠實節點”在再平衡過程中的利益；同時緩解區塊鏈支付通道中的資金偏移問題，提高支付通道的可用性。

技術領域

本發明屬于數據庫和信息安全領域，涉及網絡流和支付通道的相關原理及技術，特別涉及一種用于區塊鏈中鏈下支付的再平衡策略執行方法。

背景技術

為了解決區塊鏈的容量問題，目前主流的擴容方案主要有兩大類，分別針對區塊鏈交易系統的兩層結構實現擴容效果。針對第一層結構的擴容方案是直接修改區塊鏈中區塊的結構，以增加區塊鏈的運行效率，實現更快的驗證速度。常見方式包括直接增加區塊的大小、采用分片機制、改進共識機制等。但是，這樣的擴容方式會受到硬件水平、網絡情況等客觀條件限制。

針對第二層結構的擴容方案是采用“鏈下支付(Off-ChainPayment)”的方式，以減少鏈上的資源消耗。常見的方式主要為支付通道(PaymentChannels)。

通過支付通道技術，用戶可以將大量的小額交易從鏈上轉移至鏈下，直接跳過了鏈上驗證的過程。支付通道技術能夠在一定程度上緩解區塊鏈交易系統的容量壓力，但該解決方案依舊有待完善。例如，經過一段時間的交易之后，支付通道內可能會發生嚴重的資金偏移，導致后續交易無法順利進行。在此基礎上，2017年，Khalil和Gervais提出了“再平衡(re-balancing)”的方案。通過使用再平衡的策略，支付通道能夠在損耗較小的前提下對其中的余額進行調整。該方案的提出提高了支付通道的可用性。但是該方案僅僅提供了調整思路，依然存在很多有待完善的問題。

用于區塊鏈中鏈下支付的再平衡策略，改進了鏈下支付通道網絡的再平衡算法，改進了再平衡策略中策略選擇優化問題和獎懲機制的設置；在傳統有向圖網絡中的路徑發現算法的基礎上，提出支付通道中的路徑發現算法(Payment ChannelsRoutingAlgorithm，PCRA)。改進的路徑發現算法能夠在時間復雜度提升較小的情況找出盡可能多的有效路徑。同時，為了能夠使再平衡策略的最終效果有所提升，提出再平衡決策改進算法(ImprovedRe-balancingDecision Algorithm，IRDA)。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種用于區塊鏈中鏈下支付的再平衡策略執行方法，提高再平衡策略的最終效果，它能夠在時間復雜度提升較小的情況找出盡可能多的有效路徑；在確保策略在執行過程中更公平合理的基礎上，抑制了一些“惡意節點”在再平衡策略中的不規范行為，也維護了“誠實節點”在再平衡過程中的利益；同時緩解區塊鏈支付通道中的資金偏移問題，提高支付通道的可用性。

本發明解決其技術問題是通過以下技術方案實現的：

一種用于區塊鏈中鏈下支付的再平衡策略執行方法，其特征在于：所述方法的步驟為：

1)確定再平衡策略的領導者，進行領導者選舉；

2)節點向領導者匯報信息及再平衡需求；

3)在支付通道出現資金偏移情況并產生再平衡需求之后向領導者匯報，領導者統計再平衡要求，當統計數量達到某個特定閾值之后啟動再平衡策略；

4)將再平衡策略的部分路徑合并；

5)領導者在收到其他節點的匯報消息后，將整個再平衡策略的執行結果進行統計驗證，判斷是否符合要求。

而且，權利要求1所述的用于區塊鏈中鏈下支付的再平衡策略執行方法，其特征在于：所述步驟1)選舉再平衡策略的領導者的具體操作為：

(1)某一個約定時刻，支付通道網絡中節點采用PoW的計算方式，所有節點統一進行一次計算；