一种基于跨链网关和Floyd算法的可信跨链路由方法技术

本发明专利技术涉及一种基于跨链网关和Floyd算法的可信跨链路由方法，属于区块链跨链路由技术领域。本发明专利技术利用跨链网关实现区块链之间的信息交互，在跨链路由网络中求最短路径问题时降低迭代次数和中间数据，利用Floyd算法选择跨链任务路由的跨链最短路径。本方法没有异构区块链的限制和中心化的风险，提高了区块链系统的可扩展性。同时，具有良好的可靠性，采用了迪杰斯特拉算法添加动态规划，可执行性可以保证。本方法效率高，无论是在空间复杂度还是时间复杂度上都进行了显著优化。间复杂度上都进行了显著优化。间复杂度上都进行了显著优化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于跨链网关和Floyd算法的可信跨链路由方法


[0001]本专利技术涉及一种基于跨链网关和Floyd算法的可信跨链路由方法，属于区块链跨链路由


技术介绍

[0002]目前，现有的跨链方式主要有以下几种：
[0003]1.公证人机制。引入一方或多方可信的中心化实体做信用背书进行信息跨链。公证人机制在技术上实现较为简单，但因公证人机制需要对公证人有足够的信任，因此存在中心化的风险。
[0004]2.哈希锁定机制。该机制利用了哈希函数的低碰撞特性以及区块链交易的延迟执行的特点，通过交易双方设置哈希谜题，用户在规定的时间段通过猜测哈希值的原值来支付交易，进而实现交易的跨链机制。
[0005]3.中继链机制。通过引入其他的区块链系统来负责进行交易收集、背书和转发，即构造一个第三方公有链连接区块链网络中的其它链。中继链机制可以将交易的验证和背书工作委托到中继链上进行，但是该跨链实现方式复杂，并且在一定程度上依赖于自身的一套跨链协议，对异构链的接入存在一定困难。
[0006]在现有跨链机制的背景下，网关跨链实现机理简洁，且由于网关跨链本质是在接入应用链的跨链网关上实现数据同步，没有异构链的限制。同时，为实现跨链过程中的大规模路由求解问题，传统的迪杰斯特拉路由算法和动态规划难以满足大规模应用的需求。网关节点在1000以内的程序执行时间可以接受，然而继续扩大规模至10倍、100倍，能耗和时间代价过大。因此，为了降低时间和能耗的代价，提高跨链任务程序执行的效率，需要降低迭代次数，并处理中间数据的存储，以实现在时间、空间上都进行优化的目的。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的缺陷，为了解决区块链系统大规模跨链路由时间长、效率低的技术问题，提出一种基于跨链网关和Floyd算法的可信跨链路由方法。
[0008]本专利技术利用跨链网关实现区块链之间的信息交互，在跨链路由网络中求最短路径问题时降低迭代次数和中间数据，利用Floyd算法选择跨链任务路由的跨链最短路径。
[0009]为了达到上述目的，本专利技术采取如下技术方案。
[0010]首先对本专利技术涉及的概念内容进行说明。
[0011]1.跨链网关。是一种连接不同区块链系统的交互组件，承担区块链之间收集和传播交易的角色，且支持应用链与应用链之间的消息交互。
[0012]2.网关路由表。由跨链网关生成、更新和维护。网关路由表存储了跨链路由网络中所有跨链网关的地址、本地跨链网关到其他跨链网关的最佳距离以及最佳距离的路由选择(此时的路由选择是最佳路由选择)。最佳距离表示两个跨链网关之间信息传递时的能耗最
小。
[0013]为了保持网关路由表中两个跨链网关的最佳距离，每个跨链网关与它所有的相邻网关定期交换信息。如果交换结束后，一个网关到任何一个相邻网关的最佳距离发生变化，则交换过程将一直重复，直到所有的网关完成路由表的更新。
[0014]3.Floyd算法。又称为插点法，是一种用于寻找给定的加权图中多源点之间最短路径的算法。初始时，对于任意两个节点，若节点之间存在边，则以此边上的权值作为它们之间的最短路径长度；若不存在有向边，则以∞作为它们之间的最短路径长度，之后逐步尝试在原路径中加入节点作为中间节点，如果增加中间节点后，得到的路径比原来的路径短，则以此新路径代替原路径。
[0015]4.应用链。负责跨链任务具体的业务逻辑，同构应用链具有类似的区块结构和交易数据存储格式，并具有相同的共识算法和加密机制。
[0016]5.智能合约。一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议。智能合约接受用户的业务请求，将业务转移到分配服务器，并且将身份管理和抵押贷款中各业务的数据信息上链。
[0017]6.跨链任务。由应用链上的账户提起的跨链消息或跨链交易，包括本地账户地址，来源应用链ID、目标账户地址、目标应用链ID、跨链事件发生的时间戳、跨链任务内容和跨链任务证明。
[0018]7.跨链路由网络。由多个跨链网关组成的P2P网络，包括和应用链关联的跨链网关，跨链任务在跨链路由网络中传递和转发。
[0019]一种基于跨链网关和Floyd算法的可信跨链路由方法，包括跨链任务提出与验证，跨链路由选择和跨链任务回执，具体如下：
[0020]步骤1：跨链网关接入应用链，配置应用链端口信息。
[0021]步骤2：跨链网关之间对相互的地址进行注册，以便寻找相邻应用链的操跨链网关；根据网关之间信息传的递能耗值，基于生成Floyd算法并维护网关路由表。
[0022]步骤3：跨链网关进入初始化监听状态，监听用户操作；根据跨链任务的来源链ID、目标链ID和网关路由表，找到跨链任务的最佳路由选择。
[0023]具体地，步骤3可以包括以下步骤：
[0024]步骤3.1：应用链上的本地账户发起跨链任务，跨链任务被提交到应用链所关联的跨链网关；
[0025]具体地，步骤3.1可以包括以下步骤：
[0026]步骤3.1.1：本地账户将跨链任务请求通过智能合约提交给应用链；
[0027]步骤3.1.2：应用链收到跨链任务请求后，验证跨链任务的结构和内容是否有效(本地账户地址是否合法等)，如果不合法，则拒绝跨链任务的执行，如果合法，则执行步骤3.1.3；
[0028]步骤3.1.3：应用链将跨链任务转发到关联的跨链网关，同时跨链任务存储到区块链上。
[0029]步骤3.2：跨链网关检测账户跨链任务的有效性(包括本地账户是否具有权限，账户资产是否充足等)；若本地账户提起的跨链任务不合法，则拒绝跨链任务的执行，若跨链事务合法，则执行步骤3.3；
[0030]步骤3.3：跨链网关根据跨链任务的目标应用链ID，在本地存储的网关路由表中查询目标应用链关联的目标跨链网关，根据网关路由表的信息找到本地跨链网关到目标跨链网关的最佳路由，并按照最佳路由选择将跨链任务转发到目标跨链网关；
[0031]步骤4：目标跨链网关检测到跨链任务，首先检测跨链任务目标账户地址是否合法，若目标账户地址不合法，则拒绝执行，发回拒绝回执；若目标账户地址合法，则目标跨链网关接受跨链任务，将跨链任务转发给目标应用链；
[0032]步骤5：目标应用链根据跨链任务中的目标账户地址将跨链任务转发给目标账户执行，返回跨链任务执行成功回执。
[0033]具体地，步骤5可以包括以下步骤：
[0034]步骤5.1：目标应用链根据跨链任务中的目标账户地址，将确定执行的跨链任务经智能合约发送至目标账户；
[0035]步骤5.2：目标应用链各节点对跨链任务进行共识；
[0036]步骤5.3：目标应用链各节点共识成功后，将跨链任务添加在区块链上；
[0037]步骤5.4：目标应用链返回跨链任务执行成功回执。
[0038]步骤6：跨链网关在检测到跨链任务执行成功后，向应用链发回执行成功回执，此时完成一次跨链任务本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于跨链网关和Floyd算法的可信跨链路由方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：跨链网关接入应用链，配置应用链端口信息；步骤2：跨链网关之间对相互的地址进行注册，以便寻找相邻应用链的操跨链网关，根据网关之间信息传的递能耗值，基于生成Floyd算法并维护网关路由表；步骤3：跨链网关进入初始化监听状态，监听用户操作，根据跨链任务的来源链ID，目标链ID和网关路由表，找到跨链任务的最佳路由选择；步骤4：目标跨链网关检测到跨链任务，首先检测跨链任务目标账户地址是否合法，若目标账户地址不合法，则拒绝执行，发回拒绝回执；若目标账户地址合法，则目标跨链网关接受跨链任务，将跨链任务转发给目标应用链；步骤5：目标应用链根据跨链任务中的目标账户地址将跨链任务转发给目标账户执行，返回跨链任务执行成功回执；步骤6：跨链网关在检测到跨链任务执行成功后，向应用链发回执行成功回执，此时完成一次跨链任务。2.如权利要求1所述的一种基于跨链网关和Floyd算法的可信跨链路由方法，其特征在于，步骤3包括以下步骤：步骤3.1：应用链上的本地账户发起跨链任务，跨链任务被提交到应用链所关联的跨链网关；步骤3.2：跨链网关检测账户跨链任务的有效性，若本地账户提起的跨链任务不合法，则拒绝跨链任务的执行；若跨链事务合法，则执行步骤3.3；步骤3.3：跨链网关根据跨链任务的目标应用链ID，在本地存储的网关路由表中查询目标应用链关联的目标跨链网关，根据网关路由表的信息找到本地跨链网关到目标跨链网关的最佳路由，并按照最佳路由选择将跨链任务转发到目标跨链网关。3.如权利要求1所述的一种基于跨链网关和Floyd算法的可信跨链路由方法，其特征在于，步骤3.1包括以下步骤：步骤3.1.1：本地账户将跨链任务请求通过智能合约提交给应用链；步骤3.1.2：应用链收到跨链任务请求后，验证跨链任务的结构和内容是否有效，如果不合法，则拒绝跨链任务的执行，如果合法，则执行步骤3.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖珂珂，谢天庥，王子涛，祝烈煌，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：