[發明專利]一種實現跨鏈互操作的數據一致性維護方法

有效

• 申請號: 202110166366.6
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112965985B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 顧寧;劉超凡;徐政;張鵬;盧暾
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G06F16/23
• 分類號: G06F16/23;G06F16/27;G06F21/60;G06Q40/04
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 王潔平

1.一種實現跨鏈互操作的數據一致性維護方法，其特征在于，建立適用于跨鏈場景的跨鏈協同模型，在跨鏈場景中將未花費輸出UTXO擴展到通用數據，提出跨鏈UTXO，在各鏈之間流通與操作，適用于去中心化場景和復雜場景的跨鏈協作；將一個跨鏈交易C-Tx定義為：

C-Tx = TxID, ChainID, List[TxIput], List[TxOutput], CTS

TxInput = TxID, Vout, scriptSig

TxOutput = Value, scriptPubKey, Extra

其中，TxID為交易的唯一標識，ChainID為來源鏈標識，Vout為輸出在引用交易中的順序，順序CTS為時間戳，scriptSig為解鎖腳本，scriptPubKey為鎖定腳本，Extra為輔助信息；

基于跨鏈協同模型實現跨鏈互操作的數據一致性維護；所述跨鏈協同模型基于區塊鏈分層模型構建，除了包括數據層、網絡層、共識層和合約層外，還包括基于合約層構建的互操作層，所述互操作層包括三個模塊：跨鏈路由模塊、一致性維護模塊和跨鏈共識模塊；

（1）跨鏈路由模塊

跨鏈路由模塊用于實現無侵入式的異構跨鏈互操作；基于跨鏈路由模塊實現同步區塊頭的基礎上，路由 完成跨鏈交易的處理，主要分為兩類操作：

監聽跨鏈合約發出的 Event，廣播給其他路由，當本鏈的業務邏輯觸發了跨鏈合約數據的修改后，路由監聽到事件，并將其轉化成相應的協議格式通知其他路由；

收到其他路由發送的跨鏈交易，并將其提交到鏈上，驗證合法性，再通過一致性維護模塊來提交執行；

（2）一致性維護模塊

利用基于改進的地址空間轉換算法作為跨鏈數據一致性維護方法，保證各鏈上跨鏈數據的因果和最終一致性； 所述基于改進的地址空間轉換算法如下：

Branch-check 算法，用于檢測某個跨鏈交易 C-Tx 是否與當前全局視圖存在沖突，遍歷該 C-Tx 的引用跨鏈交易，如果不存在重復引用，即可執行該跨鏈操作，并且更新全局視圖和交易的引用輸出列表；

跨鏈數據一致性維護算法部分，如果是本鏈操作，直接執行即可，不需鎖定他鏈資源；如果是其他鏈產生的操作，當該操作滿足執行的條件時，首先回溯所有 C-Tx 到該 C-Tx的時間戳，隱藏所有在其之后產生的操作的執行效果，使用 Branch-Check 算法判斷是否能執行，如果不能，直接丟棄，接著恢復已有操作，如果檢查恢復的交易中存在與 C-Tx 引用的 跨鏈UTXO 相同，為這些并發的操作定義了特殊的全序，處理數字資產的并發沖突；

（3）跨鏈共識模塊

引入事務模式下的基于隨機可驗證函數的跨鏈共識協議，保證跨鏈操作的確定性；跨鏈共識協議如下：

對于一個事務操作，每個站點產生一個特殊的包含隨機可驗證證明的VOP操作與其他的本地操作構成依賴關系，并要求事務與它所有相關的VOP操作一起執行，從而實現全局的序列化；

在某鏈收集到對應事務的所有 VOP 操作后，即可判斷自己是否是本輪區塊的Proposer，并且可以保證跨鏈共識操作在所有鏈的全局序列化特性；

跨鏈共識操作S1被廣播到其他鏈，同時上輪的勝出者 BC3 產生一個對應的VOP操作，附上自己的相關驗證信息，當其他鏈收到跨鏈共識操作S1后，會產生對應的VOP操作并廣播，實現跨鏈操作的全局序列化；

當跨鏈共識操作S1滿足執行條件后，此時每個鏈都收到了其他鏈的隨機可驗證憑證，根據規則得出本輪共識區塊的Proposer，由作為本輪共識區塊的Proposer的鏈負責生成跨鏈共識區塊，保證跨鏈操作的確定性。

2.根據權利要求1所述的實現跨鏈互操作的數據一致性維護方法，其特征在于，基于跨鏈協同模型構建的應用層中還包括兩種跨鏈互操作對象：跨鏈穩定通證CFT和跨鏈數字資產CNFT。