一种基于中继节点的异构数据跨链交互通信方法技术

本发明专利技术公开了一种基于中继节点的异构数据跨链交互通信方法，该机制提出了一种由中继节点、中继节点链、跨链机构组成的跨链模型架构，并设计了基于IBE的中继节点安全接入与通信方案，该机制可用于实现智能交通场景中多个异构机构链间的数据安全交互，为智能交通中的数据共享与协同提供可靠的技术支持；该方案实现了智能交通网络中不同机构链间的数据通信与跨链合约互操作，提高了跨链数据共享效率，保证了数据在跨链过程中的安全性。保证了数据在跨链过程中的安全性。保证了数据在跨链过程中的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于中继节点的异构数据跨链交互通信方法


[0001]本专利技术涉及区块链
，具体涉及一种基于中继节点的异构数据跨链交互通信方法。

技术介绍

[0002]智能交通中多机构间安全、高效的数据交互通信，对打造智慧城市交通一体化具有重要意义，尽管使用区块链技术可以提高智能交通中的隐私和数据安全，但不同机构链的数据共享和信息安全仍面临较大挑战；
[0003]智能交通系统(ITS)通过访问不同机构来源(车辆终端、基础设施、企业、政府等)的数据，生成城市及其交通的图像，从而缓解城市交通拥堵、改善道路安全，然而，在数据传输过程中，若数据提供方被恶意节点破坏，如假冒机构散播虚假信息，则会影响交通秩序和驾驶安全，因此，研究ITS中不同机构间安全可靠的数据共享机制对于构建一个高效、互联的交通网络具有重要的意义；
[0004]现有技术中基本没有关于智能交通场景中的跨机构链间的数据通信方案，如何使ITS中不同机构拥有所属交通数据的所有权，并通过数据在不同机构间动态安全共享，从而形成全面一体化的智能交通网络，是需要深入研究的方向；
[0005]鉴于以上，本申请提供一种基于中继节点的异构数据跨链交互通信方法。

技术实现思路

[0006]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本方案体提出了一种基于中继节点的异构数据跨链交互通信方法，该方案实现了智能交通网络中不同机构链间的数据通信与跨链合约互操作，提高了跨链数据共享效率，保证了数据在跨链过程中的安全性。
[0007]一种基于中继节点的异构数据跨链交互通信方法，其特征在于，构建由机构链和中继节点链组成的新型跨链通信架构，所述中继节点链由中继节点相互连接形成跨链网络，所述中继节点包括主节点、跨链节点、轻节点且主节点对加入跨链网络中的其它中继节点进行身份安全认证与数据监管；
[0008]每个机构链对应一个中继节点且该中继节点经IBE机制进行身份认证后进行跨链操作，安全的接入跨链网络中并且与跨链网络中的其它中继节点进行安全通信；
[0009]各所述机构链部署对应的跨链合约并且利用跨链合约与用户合约进行数据传递，接收用户跨链请求进而实现链间数据交互通信。
[0010]上述技术方案有益效果在于：
[0011]本方案提出了一种创新的基于中继节点的异构跨链交互机制，该机制提出了一种由中继节点、中继节点链、跨链机构组成的跨链模型架构，并设计了基于IBE的中继节点安全接入与通信方案，该机制可用于实现智能交通场景中多个异构机构链间的数据安全交互，为智能交通中的数据共享与协同提供可靠的技术支持。
附图说明
[0012]图1为本专利技术智能交通网络跨链通信架构示意图；
[0013]图2本专利技术基于中继节点的跨链模型架构示意图；
[0014]图3为本专利技术基于IBE的中继节点加密通信过程示意图；
[0015]图4为本专利技术中继节点构建的RNCCP结构示意图；
[0016]图5为本专利技术跨链交易状态转换示意图；
[0017]图6为本专利技术跨链交互流程示意图；
[0018]图7为本专利技术跨链交互结构流程图；
[0019]图8为本专利技术交通数据的跨链读取结果图；
[0020]图9为本专利技术智能跨链合约性能测试示意图；
[0021]图10为本专利技术整体跨链性能测试示意图。
具体实施方式
[0022]有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图1至图10对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现，以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
[0023]在基于区块链的智能交通场景中，不同交通机构根据自身功能需求底层采用不同类型的区块链，如：交通运输部门与交通企业需要对数据进行监管、认证，其底层采用联盟链网络，而车端、路端、云端等交通基础设施相互间需要进行大量动态的数据共享，该部分底层采用链上链下协同存储的模式，另外，用户或其他小型的数据源底层可采用私有链网络，然而，由于不同区块链的独立性，阻碍了交通机构间的数据通信和交互；
[0024]针对于上述情况，本节提供了一个应用于智能交通场景中的异构跨链交互解决方案，构建了一个由机构链与中继节点链组成的新型跨链通信架构，该架构的模型结构如图1所示，其中各个异构的机构链采用本方案中所提出的基于中继节点的异构跨链交互机制进行数据共享交互；
[0025]中继节点利用IBE机制安全接入中继节点链，并与其他节点进行安全通信。
[0026]机构链通过其对应的中继节点接入到跨链网络中，各个机构链在智能交通场景中执行不同的功能职责；
[0027]在非跨链交互情况下，机构链上的用户在其所在的区块链内进行业务逻辑处理；
[0028]若需要执行跨链操作，则通过中继节点进行跨链交易的请求转发，与其他机构链协同处理该操作；
[0029]本方案主要包括以下内容：
[0030]一、基于中继节点的异构跨链交互机制
[0031]为了实现ITS中的跨区域、跨机构的多种区块链间的数据可信互联共享，以及该应用场景对交易高吞吐量和低延迟的需求，本文提出了一个新型的基于中继节点的异构跨链交互模型，以满足智能交通场景中对于跨链互操作的需求；
[0032]该模型采用多中继节点的跨链架构，中继节点与区块链采用一对一模式，即每条区块链都有对应的中继节点，每个中继节点只连接一条链；
[0033]中继节点间通过LibP2P进行节点间的互联通信，形成中继节点链，节点间可以相
互连接，相互转发请求；
[0034]通信过程中的跨链交易按照设定的RNCCP跨链数据传输协议进行定义，通过中继节点间的交互达到数据在各区块链间的流转以及合约的安全调用；
[0035]如附图2所示，详细描绘了智能交通场景下的跨链模型的架构，该架构由中继节点、中继节点链、机构链和跨链合约组成，中继节点链由中继节点相互连接形成的区块链跨链网络，在身份认证通过后，网络中的各节点可以利用LibP2P直接交互通信；
[0036]中继节点链定义了三种类型的中继节点：主节点、跨链节点与轻节点。
[0037]在ITS中，主节点在跨链网络中只有一个，由交通运输部门链对应的中继节点担任，该节点拥有跨链网络中所有的跨链交易数据和数据对应证明信息，并且对加入跨链网络的其他中继节点进行身份安全认证与数据监管，跨链网络中除了主节点之外的节点，都可以是跨链节点与轻节点；
[0038]区别在于：参与跨链交互的节点双方在此次跨链过程中担任跨链节点，存储双方的跨链交易数据，而不参与跨链的其他节点在此次交易过程中担任轻节点，即跨链节点与轻节点都是只存储与本跨链节点相关的交易数据；
[0039]针对ITS中的数据跨链通信需求，各机构链需要部署对应的跨链合约，机构链通过中继节点接入跨链网络，利用跨链合约与用户合约进行数据传递，接收用户的跨链请求，从而实现链间数据交互通信；
[0040]例如，在附图2中，以交通企业A和交通运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于中继节点的异构数据跨链交互通信方法，其特征在于，构建由机构链和中继节点链组成的新型跨链通信架构，所述中继节点链由中继节点相互连接形成跨链网络，所述中继节点包括主节点、跨链节点、轻节点且主节点对加入跨链网络中的其它中继节点进行身份安全认证与数据监管；每个机构链对应一个中继节点且该中继节点经IBE机制进行身份认证后实现跨链操作，安全的接入跨链网络中并且与跨链网络中的其它中继节点进行安全通信；各所述机构链部署对应的跨链合约并且利用跨链合约与用户合约进行数据传递，接收用户跨链请求进而实现链间数据交互通信。2.根据权利要求1所述的一种基于中继节点的异构数据跨链交互通信方法，其特征在于，基于IBE机制的中继节点接入跨链网络中，使用中继节点唯一的ID作为公钥，包括以下步骤：S1：机构链通过与之对应的中继节点首次接入跨链网络时，由跨链网络中的主节点进行身份认证，并向跨链网络中的PKG(可信的第三方是密钥的生成中心)请求私钥，用来进行跨链时身份认证和数据安全传输；S2：机构链经与之对应的中继节点接入跨链网络后，直接利用中继节点身份ID进行身份认证，并与其它机构链进行跨链数据通信。3.根据权利要求1所述的一种基于中继节点的异构数据跨链交互通信方法，其特征在于，在跨链通信交互中采用基于中继节点的跨链通信协议进行跨链合约互操作和数据的传递，基于中继节点的跨链通信协议应用于中继节点并且围绕基于中继节点的跨链通信协议的数据结构展开，该数据结构对中继节点构造的跨链交易对象的必要字段进行统一定义，所述数据结构包括：Cros...

【专利技术属性】
技术研发人员：司海平，孙昌霞，刘倩，李伟霞，刘盼，陈宝钢，李艳玲，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：