[發(fā)明專利]一種基于跨鏈技術(shù)的區(qū)塊鏈高效管理架構(gòu)及工作方法

在審

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• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112418860A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴歡;陳儒玉;唐毅
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州科技大學(xué);蘇州和數(shù)區(qū)塊鏈應(yīng)用研究院有限公司
• 主分類號: G06Q20/38
• 分類號: G06Q20/38;G06Q20/40;G06Q40/04;G06F21/64
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本申請公開了一種基于跨鏈技術(shù)的區(qū)塊鏈高效管理架構(gòu)及工作方法，具體涉及區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域。具體實現(xiàn)方案為：使用智能合約與跨鏈橋技術(shù)提高區(qū)塊鏈的互操作性，實現(xiàn)多種主流鏈之間進行原子性資產(chǎn)交易，降低交易手續(xù)費；根據(jù)端到端雙向支付通道連接的閃電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，僅部署初始交易與結(jié)算交易記錄上鏈，簡化原子交換過程，提高區(qū)塊鏈可擴展性；使用可插拔可替換的共識算法，根據(jù)當(dāng)前實際應(yīng)用場景需求，提供不同特性的共識算法，以提高系統(tǒng)整體運行效率；根據(jù)星際文件系統(tǒng)的分布式存儲網(wǎng)絡(luò)，鏈外可存儲海量、多類型數(shù)據(jù)；根據(jù)交易分片技術(shù)將區(qū)塊鏈交易數(shù)據(jù)進行分割，分配到不同的節(jié)點群組中進行并行數(shù)據(jù)處理，以提高區(qū)塊鏈交易完成效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于跨鏈技術(shù)的區(qū)塊鏈高效管理架構(gòu)及工作方法。

背景技術(shù)

區(qū)塊鏈技術(shù)是一種由系統(tǒng)中多方角色共同負(fù)責(zé)維護記錄，使用多種密碼學(xué)技術(shù)保障數(shù)據(jù)傳輸和訪問安全，交易信息以區(qū)塊形式存儲并按照時間戳順序排序的分布式鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)庫。其最初是應(yīng)用于比特幣系統(tǒng)的一種分布式賬本技術(shù)，有效地解決了分布式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲問題。區(qū)塊鏈技術(shù)中的公開透明、共識機制、不可篡改有效解決了交易信息安全問題，密碼學(xué)技術(shù)和智能合約解決了數(shù)據(jù)隱私問題。

然而，根據(jù)布魯爾定理，區(qū)塊鏈犧牲系統(tǒng)效率以滿足分布式系統(tǒng)一致性和安全性，使得區(qū)塊鏈在高并發(fā)的用戶和交易場景下系統(tǒng)事務(wù)處理壓力較大。比特幣網(wǎng)絡(luò)每秒僅能處理7筆交易，同時需要支付額外交易費用，并等待6個新區(qū)塊的生成才能保障交易的有效性。而主流的集中式支付提供商如Visa，在高并發(fā)場景下每秒可以處理40000筆交易。區(qū)塊鏈高安全、低效率的特性無法滿足爆炸式增長的交易需求，在保證區(qū)塊鏈高安全性的情況下，實現(xiàn)對交易事務(wù)的高效處理是推動區(qū)塊鏈深入發(fā)展的關(guān)鍵性問題。

此外，區(qū)塊鏈的研究和開發(fā)領(lǐng)域分化嚴(yán)重，新興區(qū)塊鏈通常擁有更多的功能性與技術(shù)支持，但用戶基數(shù)較小，更易出現(xiàn)安全漏洞；主流區(qū)塊鏈具有更加成熟、低風(fēng)險的體系結(jié)構(gòu)，但技術(shù)更新迭代緩慢。因此，為不同區(qū)塊鏈技術(shù)之間提供橋梁，為用戶個性化需求提供多種互通的區(qū)塊鏈服務(wù)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對上述問題，本發(fā)明提出一種基于跨鏈技術(shù)的區(qū)塊鏈高效管理架構(gòu)及工作方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于跨鏈技術(shù)的區(qū)塊鏈高效管理架構(gòu)，包括數(shù)據(jù)接入層、中繼節(jié)點群組和模塊化形式提供的區(qū)塊鏈底層架構(gòu)。

進一步地，數(shù)據(jù)接入層為各區(qū)塊鏈間進行數(shù)據(jù)交互提供服務(wù)接口，實時監(jiān)聽并采集各區(qū)塊鏈的區(qū)塊狀態(tài)與交易數(shù)據(jù)，接收各區(qū)塊鏈發(fā)送的跨鏈交易申請，并按照時間戳順序排序，建立跨鏈請求列表，根據(jù)列表順序依次將跨鏈請求廣播到中繼鏈中處理。

進一步地，中繼節(jié)點群組基于智能合約構(gòu)建一種加密貨幣交換方案，用于建立雙向支付通道與路由支付通道。通過編寫哈希鎖定合約和時間鎖定合約，將交易雙方的指定數(shù)量資產(chǎn)限時鎖定，在有限的鎖定時間內(nèi)由交易接收方提供正確的散列值作為交易達(dá)成條件，允許用戶基于跨鏈橋在不同種類的加密貨幣之間進行跨鏈交易。中繼節(jié)點群組會根據(jù)當(dāng)前各區(qū)塊鏈交易手續(xù)費用，選擇成本最小化方式完成原子性跨鏈資產(chǎn)交易。

進一步地，所述底層基礎(chǔ)架構(gòu)包括，

混合存儲，數(shù)據(jù)采用明文與加密方式混合存儲，區(qū)塊鏈提供公開透明的交易往來記錄，并保護交易雙方詳細(xì)交易信息的數(shù)據(jù)隱私安全，同時減少區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的事務(wù)處理壓力；

智能合約，在無需可信第三方的情況下提供一種數(shù)字化方式定義的計算機協(xié)議，事務(wù)的執(zhí)行與狀態(tài)的改變不會對智能合約的內(nèi)容進行修改，只根據(jù)寫入其中的出發(fā)條件作為判斷機制，當(dāng)寫入條件被觸發(fā)時，將自動執(zhí)行符合該條件的合約動作；

分片技術(shù)，系統(tǒng)將交易池中新存儲的交易信息分割為多個部分，分別分配到不同的節(jié)點群組中進行并行數(shù)據(jù)處理，降低區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)對各節(jié)點的通信、計算和存儲能力的要求，提高區(qū)塊鏈系統(tǒng)的交易效率與吞吐量性能；