一种面向异构区块链的跨链交互方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种面向异构区块链的跨链交互方法及系统。该系统基于跨链中继、智能合约和博弈论等技术，支持公链领域的跨链服务，并满足3种异构区块链跨链交互需求：包括通过区块头交互模块支持源链区块头的跨链传输、通过交易正向交互模块支持源链交易的正向跨链传输、以及通过交易反向交互模块支持源链交易的反向跨链传输。本发明专利技术通过支持区块头的单向跨链交互和交易的双向跨链交互，对跨链系统进行开源节流，从而有效缓解现有跨链系统面临的收支不平衡问题。支不平衡问题。支不平衡问题。

【技术实现步骤摘要】
一种面向异构区块链的跨链交互方法及系统


[0001]本专利技术涉及区块链领域，特别是涉及一种面向异构区块链的跨链交互方法及系统。

技术介绍

[0002]自2008年诞生以来，区块链凭借其去中心化的特性冲击着整个世界。随着一个个区块链项目落地，研究人员发现区块链领域中存在与分布式系统类似的“不可能三角”，即区块链的去中心化、高安全性、高吞吐量无法同时满足。例如Bitcoin在满足去中心化、高安全性的同时具有较低吞吐量；Fabric在满足高安全性和高吞吐量的同时牺牲了部分去中心化；Luna在满足去中心化和高吞吐量的同时牺牲了安全性。由于单个区块链的性能受限，构建一个容纳异构区块链的多链系统成为区块链领域研究的新方向。在多链系统中，面向异构区块链的跨链交互技术是最重要的技术之一。
[0003]异构区块链之间的跨链交互需求主要包含跨链共识层和跨链交易层两个层次。共识层的跨链交互通过跨链传递区块头构建异构链之间的基础信任；而交易层的跨链交互通过跨链传递交易单为用户提供多样的跨链服务。现有的跨链交互系统可分为单向跨链和双向跨链两类：
[0004]单向跨链交互系统：A链上的区块头和交易单可以被B链验证，然而B链的区块头和交易单无法被A链验证。BTCRelay是最典型的单向跨链系统，其实现了Bitcoin到Ethereum的单向跨链交互。
[0005]双向跨链交互系统：A链和B链可以验证彼此的区块头和交易单。Waterloo是典型的双向跨链系统，其实现了EOS与Ethereum之间的双向跨链交互。
[0006]对于去中心化跨链交互系统来说，其最大的运行成本在于区块头的跨链交互。跨链系统依赖于搬运工将A链的所有区块头提交到B链，这一过程是必要的然而却没有任何收益。跨链交互系统的收益主要来自于得到跨链服务的用户。因此，无论单向跨链还是双向跨链，当用户较少时，跨链系统可能因收支不平衡而陷入崩溃。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种面向异构区块链的跨链交互方法及系统，以解决跨链系统跨链成本高且跨链收益低导致的收支不平衡的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0009]一种面向异构区块链的跨链交互方法，包括：结合跨链中继和智能合约，实现源链与目标链之间3种跨异构区块链的交互传输；所述3种跨异构区块链的交互传输包括源链区块头的跨链传输、源链交易的正向跨链传输以及源链交易的反向跨链传输；
[0010]其中，所述源链区块头的跨链传输为在所述目标链上将源链轻节点协议编码成智能合约，并令目标链节点通过所述智能合约验证搬运工提交的传输交易单以写入所述目标链的新区块，实现区块头的跨链交互传输；所述传输交易单包括搬运工提交的源链最新区
块头；
[0011]所述源链交易的正向跨链传输为基于所述智能合约，令用户通过正向交易单向所述目标链提交所述源链上的源链交易，实现所述源链对所述目标链的跨链交互传输；
[0012]所述源链交易的反向跨链传输为基于所述智能合约，令用户通过反向交易单，请求所述目标链上的搬运工向所述源链提交源链交易，实现所述目标链对所述源链的跨链交互传输。
[0013]可选的，所述在目标链上将源链轻节点协议编码成智能合约，并令所述目标链节点通过所述智能合约验证搬运工提交的传输交易单以写入所述目标链的新区块，实现区块头的跨链交互传输，具体包括：
[0014]在所述目标链上将源链轻节点协议编码成智能合约，并开发对应的搬运客户端；所述智能合约为桥合约；
[0015]令搬运工通过运行所述搬运客户端获取所述桥合约和源链状态，判断是否需要提交新的源链区块头；
[0016]若是，令所述搬运工将所述源链最新的区块头写入传输交易单，并将所述传输交易单提交到所述目标链；
[0017]令目标链节点通过所述桥合约验证所述传输交易单并将其写入目标链新区块，确定区块头交互成功；
[0018]令搬运工监听目标链获取区块头交互成功信息；搬运工不断重复步骤“搬运工通过运行所述搬运客户端获取所述桥合约和源链状态，判断是否需要提交新的源链区块头”，直至主动退出跨链交互系统；
[0019]若否，搬运工不提交任何数据，重复步骤“搬运工通过运行所述搬运客户端获取所述桥合约和源链状态，判断是否需要提交新的源链区块头”，直至主动退出跨链交互系统。
[0020]可选的，所述令用户通过正向交易单向所述目标链提交所述源链上的源链交易，实现所述源链对所述目标链的跨链交互传输，具体包括：
[0021]令用户在源链网络发起一笔源链交易，源链节点验证所述源链交易并写入所述源链的新区块；
[0022]监听所述目标链中桥合约的最新状态，等待所述源链交易所在的区块头被搬运工提交至所述目标链；
[0023]将所述源链交易和上链辅助证明写入正向交易单并提交到所述目标链，目标链节点通过所述桥合约验证所述正向交易单并将所述正向交易单写入所述目标链的新区块，确定正向交互成功；
[0024]监听所述目标链获取正向交互成功信息。
[0025]可选的，所述令用户通过反向交易单，请求所述目标链上的搬运工向所述源链提交源链交易，实现所述目标链对所述源链的跨链交互传输，具体包括：
[0026]令所述用户将想要提交到所述源链的源链交易写入反向交易单，并提交到所述目标链；
[0027]令目标链节点验证所述反向交易单以及所述源链交易是否合法，若验证通过，将所述反向交易单写入所述目标链的新区块；
[0028]令所述搬运工解析所述反向交易单，将所述源链交易广播到源链网络；
[0029]令源链节点验证所述源链交易并写入所述源链的新区块；
[0030]对于所述源链交易所在的源链区块，令所述源链搬运工将区块头、所述源链交易和上链辅助证明同时写入传输交易单，确定反向交互成功；
[0031]令所述用户监听所述目标链获取反向交互成功信息。
[0032]可选的，还包括：
[0033]设置奖励机制；
[0034]所述奖励机制为：令跨链交互系统从所述用户收取手续费；所述手续费包括第一手续费fee以及第二手续费crossfee；将所述第一手续费fee支付给目标链节点，将第二手续费crossfee支付给搬运工。
[0035]可选的，还包括：设置惩罚机制；
[0036]所述惩罚机制为：
[0037]设用户提交所述反向交易单时提交的手续费为第一手续费fee以及第二手续费crossfee；在任一时间点T，目标链节点提交押金并将所述反向交易单写入所述目标链，跨链交互系统确定所述目标链节点成为责任人；搬运工提交所述传输交易单的同时提交押金；
[0038]若在T+t1之前，所述反向交易单中的源链交易被写入所述源链并搬运回所述目标链，确定反向交互成功，将所述用户的手续费支付给所述目标链节点和所述搬运工，同时所述目标链节点和所述搬运工收回全部押金；t1为第一段时长；
[0039本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向异构区块链的跨链交互方法，其特征在于，包括：结合跨链中继和智能合约，实现源链与目标链之间3种跨异构区块链的交互传输；所述3种跨异构区块链的交互传输包括源链区块头的跨链传输、源链交易的正向跨链传输以及源链交易的反向跨链传输；其中，所述源链区块头的跨链传输为在所述目标链上将源链轻节点协议编码成智能合约，并令目标链节点通过所述智能合约验证搬运工提交的传输交易单以写入所述目标链的新区块，实现区块头的跨链交互传输；所述传输交易单包括搬运工提交的源链最新区块头；所述源链交易的正向跨链传输为基于所述智能合约，令用户通过正向交易单向所述目标链提交所述源链上的源链交易，实现所述源链对所述目标链的跨链交互传输；所述源链交易的反向跨链传输为基于所述智能合约，令用户通过反向交易单，请求所述目标链上的搬运工向所述源链提交源链交易，实现所述目标链对所述源链的跨链交互传输。2.根据权利要求1所述的面向异构区块链的跨链交互方法，其特征在于，所述在目标链上将源链轻节点协议编码成智能合约，并令所述目标链节点通过所述智能合约验证搬运工提交的传输交易单以写入所述目标链的新区块，实现区块头的跨链交互传输，具体包括：在所述目标链上将源链轻节点协议编码成智能合约，并开发对应的搬运客户端；所述智能合约为桥合约；令搬运工通过运行所述搬运客户端获取所述桥合约和源链状态，判断是否需要提交新的源链区块头；若是，令所述搬运工将所述源链最新的区块头写入传输交易单，并将所述传输交易单提交到所述目标链；令目标链节点通过所述桥合约验证所述传输交易单并将其写入目标链新区块，确定区块头交互成功；令搬运工监听目标链获取区块头交互成功信息；搬运工不断重复步骤“搬运工通过运行所述搬运客户端获取所述桥合约和源链状态，判断是否需要提交新的源链区块头”，直至主动退出跨链交互系统；若否，搬运工不提交任何数据，搬运工不断重复步骤“搬运工通过运行所述搬运客户端获取所述桥合约和源链状态，判断是否需要提交新的源链区块头”，直至主动退出跨链交互系统。3.根据权利要求1所述的面向异构区块链的跨链交互方法，其特征在于，所述令用户通过正向交易单向所述目标链提交所述源链上的源链交易，实现所述源链对所述目标链的跨链交互传输，具体包括：令用户在源链网络发起一笔源链交易，源链节点验证所述源链交易并写入所述源链的新区块；监听所述目标链中桥合约的最新状态，等待所述源链交易所在的区块头被搬运工提交至所述目标链；将所述源链交易和上链辅助证明写入正向交易单并提交到所述目标链，目标链节点通过所述桥合约验证所述正向交易单并将所述正向交易单写入所述目标链的新区块，确定正向交互成功；监听所述目标链获取正向交互成功信息。
4.根据权利要求1所述的面向异构区块链的跨链交互方法，其特征在于，所述令用户通过反向交易单，请求所述目标链上的搬运工向所述源链提交源链交易，实现所述目标链对所述源链的跨链交互传输，具体包括：令所述用户将想要提交到所述源链的源链交易写入反向交易单，并提交到所述目标链；令目标链节点验证所述反向交易单以及所述源链交易是否合法，若验证通过，将所述反向交易单写入所述目标链的新区块；令所述搬运工解析所述反向交易单，将所述源链交易广播到源链网络；令源链节点验证所述源链交易并写入所述源链的新区块；对于所述源链交易所在的源链区块，令所述源链搬运工将区块头、所述源链交易和上链辅助证明同时写入传输交易单，确定反向交互成功；令所述用户监听所述目标链获取反向交互成功信息。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的面向异构区块链的跨链交互方法，其特征在于，还包括：设置奖励机制；所述奖励机制为：令跨链交互系统从所述用户收取手续费；所述手续费包括第一手续费fee以及第二手续费crossfee；将所述第一手续费fee支付给目标链节点，将第二手续费crossfee支付给搬运工。6.根据权利要求4所述的面向异构区块链的跨链交互方法，其特征在于，还包括：设置惩罚机制；所述惩罚机制为：设用户提交所述反向交易单时提交的手续费为第一手续费fee以及第二手续费crossfee；在任一时间点T，目标链节点提交押金并将所述反向交易单写入所述目标链，跨链交互系统确定所述目标链节点成为责任人；搬运工提交所述传输交易单的同时提交押金；若在T+t1之前，所述反向交易单中的源链交易被写入所述源链并搬运回所述目标链，确定反向交互成功，将所述用户的手续费支付给所述目标链节点和所述搬运工，同时所述目标链节点和所述搬运工收回全部...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍前红，耿一夫，薛佳琳，裴千漫，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：