一种基于任意提交人的侧链状态提交方法技术

本发明专利技术公开了一种基于任意提交人的侧链状态提交方法，涉及区块链技术领域，该方法包括：提交人将确定的原始数据承诺和状态根提交至合约；当提交人确定的状态根和挑战人确定的状态根不一致时，挑战人发起资产状态转移撤销证明的挑战，并当挑战人挑战成功时，合约将提交人确定的状态根从待定列表中撤销，当提交人提交的原始数据承诺与挑战人确定的原始数据承诺不一致时，挑战人发起交易序列撤销证明挑战，并当挑战人挑战成功时，合约将提交人确定的状态根从待定列表中撤销，否则合约接受提交人确定的状态根。本发明专利技术由于任意节点都可以参与质押，避免了定序器模式下的单点故障问题。避免了定序器模式下的单点故障问题。避免了定序器模式下的单点故障问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于任意提交人的侧链状态提交方法


[0001]本专利技术涉及区块链
，特别是涉及一种基于任意提交人的侧链状态提交方法。

技术介绍

[0002]Rollups通过聚合和压缩区块链网络的交易来改善区块链的可扩展性问题。在OP Rollup方案中，由Layer1网络中的智能合约维护一个状态根，该状态根可以通过定序器(提交人)进行更新，或通过挑战人提交状态撤销证明进行复原。现将侧链状态提交至主链的过程简要总结如下：
[0003]状态根更新rootTransitionOp：定序器提交新状态根stateRoot
i
及其状态见证w
i
，以更新跨链桥合约的当前状态根stateRoot
i
‑1。与传统的状态转换函数rootTransition不同，如果新状态根有效，跨链桥合约则乐观地接受该状态根更新，而无需实际验证交易执行的正确性，具体对比如下。
[0004]rootTransition(stateRoot
i
‑1,w
i
‑1,t)∈{stateRoot
i
,err}；
[0005]rootTransitionOp(stateRoot
i
,w
i
,dataRoot
i
)∈{stateRoot
i
,err}；
[0006]状态撤销证明提交：在争议时间内，挑战人将部分原始数据其默克尔根路径以及中间状态见证集合打包作为证据，并将其提交至跨链桥合约。值得一提，争议时间是由块高度定义的一段时间间隔确定。此外，部分原始数据可通过parseData进行进一步解析，且满足如下关系：
[0007][0008]其中，为起始状态，为终止状态，为中间转换数据。
[0009]撤销证明验证：基于撤销证明，跨链桥合约首先验证原始数据的默克尔根路径的有效性，然后对解析到的中间转换数据执行rootTransition，以验证该段交易状态转换的正确性。
[0010][0011]状态转换取消：如果VerifyFraudProof方法的验证结果为假，则取消rootTransitionOp对应的状态更新，并对相应提交人在特定协议中的链上操作权限进行冻结，同时奖励成功的挑战人。
[0012]基于上述侧链状态提交与撤销的思想，在实际实践过程中，通过变换提交人以及
挑战人的群体可以构造不同的侧链状态提交方案，并适用于不同的应用场景。例如在Rollup设计中，定序器通过质押高额押金，以具备提交Layer2上批量交易状态的资格。如果该定序器提交无效的状态根，则将受到挑战。若挑战成功，冻结其地址在链上特定协议中的操作权限，并将部分押金作为挑战人的奖励。总的来说，可以设想的方案构造如下：
[0013]无信任提交人：任何人都可以参与批量交易状态的提交。该方案的优点在于实现简单、去中心化程度高，但缺点在于，公开环境下的提交激励将导致激烈的市场竞争，套利者均会尝试提交批量交易的状态，但最终成功奖励的提交人只有一个。因此，不合理的设计将导致大量冗余状态或挑战提交至链上合约，造成资源的浪费。
[0014]中心化定序器：仅存在一个批量交易状态的提交人，通常为定序器。通常情况下，用户通过向该定序器提交交易以向区块链系统发起操作。若定序器对用户实施审查，或较长时间无响应，用户也可以自行向系统提交交易。该方案的优势在于中心化的定序器在响应过程中是最高效的，但同时也存在中心化系统的诸多弊端。为了弱化定序器中心化的特性，在定序器的基础上引入了如下去中心化的选举方式。
[0015]定序器拍卖：通过公开拍卖竞价的方式，进行定序器资格选举。该技术的优点在于拍卖资金可以用于多种用途。
[0016]PoS随机选取：类似于PoS共识，提交人的选取是基于其质押金份额期望的随机抽取。例如，任何人都可以将ETH存入rollup合约，并定期从中随机抽取一个质押者以提交该阶段的批量交易状态。上述技术的主要缺点是会导致大量的资金被锁定，以降低网络中的资本效率。

技术实现思路

[0017]基于以上背景和现存方案的缺点，本专利技术提供了一种基于任意提交人的侧链状态提交方法，适用于资产转移等场景。
[0018]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0019]一种基于任意提交人的侧链状态提交方法，包括：
[0020]提交人将确定的原始数据承诺和状态根提交至合约；所述提交人确定的状态根是提交人基于系统处获取的原始数据确定的；
[0021]当提交人确定的状态根和挑战人确定的状态根不一致时，挑战人发起资产状态转移撤销证明的挑战，并当挑战人挑战成功时，合约将提交人确定的状态根从待定列表中撤销；所述挑战人确定的状态根是挑战人基于提交人处获取的原始数据确定的；
[0022]当提交人提交的原始数据承诺与挑战人确定的原始数据承诺不一致时，挑战人发起交易序列撤销证明挑战，并当挑战人挑战成功时，合约将提交人确定的状态根从待定列表中撤销；所述挑战人确定的原始数据承诺是挑战人基于系统处获取的原始数据确定的；
[0023]其中，提交人和挑战人均为任一提交质押金的节点。
[0024]可选地，还包括：
[0025]当提交人确定的状态根和挑战人确定的状态根一致，且提交人提交的原始数据承诺与挑战人确定的原始数据承诺一致时，合约接受提交人确定的状态根。
[0026]可选地，所述挑战人发起资产状态转移撤销证明的挑战，并当挑战人挑战成功时，合约将提交人确定的状态根从待定列表中撤销，具体包括：
[0027]挑战人构造包含部分原始数据、部分原始数据的默克尔路径以及相应状态转换见证的挑战，并将挑战提交至合约；所述部分原始数据为从提交人处获取的原始数据；
[0028]合约根据部分原始数据的默克尔路径，采用SPV方法检查部分原始数据是否有效；
[0029]若部分原始数据有效，则合约采用ParseData方法对部分原始数据进行相应转换，得到相应转换数据；
[0030]合约将相应转换数据和相应状态转换见证输入至rootTransition方法，检验交易片段的执行正确性；
[0031]若交易片段的执行正确性，则挑战成功，合约将第一状态根从待定列表中撤销。
[0032]可选地，所述挑战人发起交易序列撤销证明挑战，并当挑战人挑战成功时，合约将提交人确定的状态根从待定列表中撤销，具体包括：
[0033]挑战人构造包含提交人的原始数据、挑战人的原始数据、挑战人的原始数据对应的默克尔路径以及相应状态转换见证的挑战，并将挑战提交至合约；所述提交人的原始数据为从系统处获取的原始数据，所述挑战人的原始数据为从系统处获取的原始数据；
[0034]合约根据挑战人的原始数据对应的默克尔路径，采用SPV方法检查挑战人的原始数据是否有效；
[0035]若挑战人的原始数据有效，则合约采用ParseData方法对提交本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于任意提交人的侧链状态提交方法，其特征在于，包括：提交人将确定的原始数据承诺和状态根提交至合约；所述提交人确定的状态根是提交人基于系统处获取的原始数据确定的；当提交人确定的状态根和挑战人确定的状态根不一致时，挑战人发起资产状态转移撤销证明的挑战，并当挑战人挑战成功时，合约将提交人确定的状态根从待定列表中撤销；所述挑战人确定的状态根是挑战人基于提交人处获取的原始数据确定的；当提交人提交的原始数据承诺与挑战人确定的原始数据承诺不一致时，挑战人发起交易序列撤销证明挑战，并当挑战人挑战成功时，合约将提交人确定的状态根从待定列表中撤销；所述挑战人确定的原始数据承诺是挑战人基于系统处获取的原始数据确定的；其中，提交人和挑战人均为任一提交质押金的节点。2.根据权利要求1所述的一种基于任意提交人的侧链状态提交方法，其特征在于，还包括：当提交人确定的状态根和挑战人确定的状态根一致，且提交人提交的原始数据承诺与挑战人确定的原始数据承诺一致时，合约接受提交人确定的状态根。3.根据权利要求1所述的一种基于任意提交人的侧链状态提交方法，其特征在于，所述挑战人发起资产状态转移撤销证明的挑战，并当挑战人挑战成功时，合约将提交人确定的状态根从待定列表中撤销，具体包括：挑战人构造包含部分原始数据、部分原始数据的默克尔路径以及相应状态转换见证的挑战，并将挑战提交至合约；所述部分原始数据为从提交人处获取的原始数据；合约根据部分原始数据的默克尔路径，采用SPV方法检查部分原始数据是否有效；若部分原始数据有效，则合约采用ParseData方法对部分原始数据进行相应转换，得到相应转换数据；合约将相应转换数据和相应状态转换见证输入至rootTransition方法，检验交易片段的执行正确性；若交易片段的执行正确性，则挑战成功，合约将第一状态根从待定列表中撤销。4.根据权利要求1所述的一种基于任意提交人的侧链状态提交方法，其特征在于，所述挑战人发起交易序列撤销证明挑战，并当挑战人挑战成功时，合约将提交人确定的状态根从待定列表中撤销，具体包括：挑战人构造包含提交人的原始数据、挑战人的原始数据、挑战人的原始数据对应的默克尔路径以及相应状态转换见证的挑战，并将挑战提交至合约；所述提交人的原始数据为从系统处获取的原始数据，所述挑战人的原始数据为从系统处获取的原始数据；合约根据挑战人的原始数据对应的默克尔路径，采用SPV方法检查挑战人的原始数据是否有效；若挑战人的原始数据有效，则合约采用ParseData方法对提交人的原始数据和挑战人的原始数据进行相应转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍前红，邓甫洋，李博涵，高启元，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：