[發明專利]一種基于可信中繼的物流數據跨鏈互操作系統及方法

在審

• 申請號: 202310044834.1
• 申請日: 2023-01-30
• 公開（公告）號: CN116170152A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 李星燁;馮霞
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L9/40
• 代理公司: 南京華恒專利代理事務所(普通合伙) 32335
• 代理人: 宋方園

本發明公開一種基于可信中繼的物流數據跨鏈互操作系統及方法，涉及中繼互操作模塊、跨鏈授權模塊和用戶接口模塊；基于可信中繼互操作技術，通過讓可信中繼承擔鏈間消息傳遞的中間代理實現數據跨鏈互操作性，同時采用許可區塊鏈架構實現可信中繼的搭建，為互操作過程中物流數據主體提供可溯源性和不可篡改性，阻止了半誠實用戶對物流供應鏈數據的惡意偽造，并在發生爭議時能夠實現對跨鏈過程的可追溯性；本發明的不同參與方可以是異構的，但都必須向可信中繼鏈中申請許可身份，以加入按不同物流階段區分的區塊鏈組織；每個組織成員只擁有對賬簿數據的部分訪問權限，且只能通過可信中繼訪問其他組織的數據。

技術領域

本發明涉及區塊鏈技術，具體涉及一種基于可信中繼的物流數據跨鏈互操作系統及方法。

背景技術

在工業4.0的持續發展下，物流行業邁入智慧物流階段。依托于物聯網和物流大數據技術，智慧物流成為支持智慧城市發展的關鍵技術。智慧物流通過分析貨物的流調信息(如倉儲、運輸等)實現了對傳染源頭的快速鎖定及防控物資的精準調配。然而，該行業存在的物流企業資質不平衡、物流數據種類繁多規模龐大及缺乏統一行業標準等問題，導致數據源頭難以追溯、存儲孤島化、利用效率低等現象極易發生，因此數據管理問題成為制約智慧物流發展的重要因素。分布式賬簿技術(DLT,distributed?ledger?technology)被認為管理數據的有效手段之一。區塊鏈作為一種典型的DLT技術憑借安全、透明、可追溯的特點，足以保證鏈上每一筆數據的完整性和可靠性，為物流數據的管理、分析與利用提供了有力的支持。

區塊鏈具有在不可信群體之間達成共識實現合作的特點。通過與物聯網技術的結合，研究人員很好地解決了物流場景下對數據的采集、管理和溯源等問題。然而，現有基于區塊鏈的物流數據管理方案卻存在一個不足：首先各物流企業為了提升競爭力不得不建立自身的智慧物流體系，這直接導致了物流數據以企業為單位形成數據孤島；其次，由于物流企業不同的適應性需求導致了一個異構的區塊鏈生態系統，這種選擇性的多樣化使得鏈上數據被局限于單條區塊鏈中，弱化了數據的交互性，這無疑加重了數據碎片化的存在形式。近幾年研究人員都致力于使用區塊鏈解決特定挑戰，而沒考慮過互操作性的需要。

例如，發明專利CN106899698B公開一種區塊鏈之間的跨鏈互操作方法，采用哈希時間鎖定(HTLC)實現區塊鏈互操作性，但是該方案缺陷如下：僅適用于擁有獨立賬戶資產之間的區塊鏈針對資產價值進行交換，缺乏針對無資產區塊鏈的處理。

例如，發明專利CN110084592A公開一種區塊鏈互操作性方法，采用Sidechains(側鏈)實現區塊鏈互操作性，參與跨鏈的雙方互為主子鏈。該方案缺陷如下：1.要求兩條區塊鏈需要擁有相同的區塊鏈架構及智能合約，而無法與異構鏈實現交互，缺乏可拓展性；2.同一時間只有其中一條鏈能夠正常工作，而另一條鏈由于資產鎖定只能作為備份存在，這將導致存儲冗余的現象發生，造成存儲資源的浪費。

例如，發明專利CN113923044A公開一種基于可信執行環境的跨鏈系統及方法，采用可信中繼實現區塊鏈互操作性，但是該方案在跨鏈過程中利用對稱加密和數字簽名保障了跨鏈過程中數據的真實性和安全性；在面對短時大批量物流數據時，時間開銷和計算成本很大。

同時，盡管不同類別的解決方案對互操作性問題的處理方式不同，總的來說現有技術針對物流場景現有的互操作性解決方案時，面臨以下兩個的問題：

1)在解決基礎架構、數據格式和通信標準等方面。幾乎沒有一種業內公認的方案，以支持跨鏈互操作性，大多數方案都針對互操作場景而定制區塊鏈，方案缺乏拓展性；

2)基于共識實施的跨鏈方案(如公共連接器方案)無法承擔短時海量數據的認證開銷。

發明內容