一种同源异构链网融合的新型区块链跨链方法与流程

本发明属于区块链技术领域，涉及一种同源异构链网融合的新型区块链跨链方法。

背景技术：

区块链技术，又称为“分布式账本技术”，是一种去中心化、集体维护分布式账本的技术方案，区块链技术通过加密算法、共识机制、时间戳的链式区块结构存储数据，从而为数据增加了时间维度，在分布式系统中实现了依赖于某个信用中心的点对点交易、协调和协作手段，达到高效、安全、防篡改，并具有极强的可验证性和可追溯性等特性。

此前的区块链技术往往用于数字货币应用，数字货币发行商将数据层，区块链层，主网层的后两层给封装起来了，区块链技术的真正作用——分布式记账，导致区块链技术应用于其他领域也受到了影响。

然后，有一些新兴的区块链应用，虽然打破了主网层和区块链层被封装的局面，开始将区块链技术用于其他非数字货币应用上，随之而产生价值转移的跨链技术，但是在用户与服务商之间进行跨链时，往往选择低于用户或服务商两者中最小的tps，导致跨链效率非常低，在进行大量数据传输时就耗时很长，效率很低,其中tps是指系统每秒钟能够处理的业务数量，在区块链技术中tps表示共识机制吞吐量的性能，选择不同共识机制，其tps也是不同的，如共识机制pow的tps只能达到7/s，而dpos的tps最高性能则能达到10w/s。

区块链之间互通性极大程度的限制了区块链的应用空间。不论对于公有链还是私有链来看，跨链技术是实现价值互联网的关键，它是把区块链从分散的孤岛中拯救出来的良药，是区块链向外拓展和连接的桥梁。目前已有的五项跨链技术解决方案：瑞波interledger协议、侧链技术：btcrelay、中继技术：polkadot和cosmos、哈希锁定技术：lightingnetwork、分布式私钥控制技术wanchain，面临着跨链效率低下，信息保真度低，数据安全性低，易出错等严重问题。

针对此前区块链技术中传统的跨链技术效率低下，信息保真度低，数据安全性低，易出错等严重问题，本发明提出了一种同源异构链网融合的新型区块链跨链方法，该方法依托于高性能主网，即不同于传统的主网，本发明提出的高性能主网对于数据的封装和解封速度快、存证效率高及安全性强,让各个区块链采用相同的主网底层协议，实现区块链数据的主网映射和迁移。在主网层面实现对共识机制、智能合约、加密方式和价值交换等的“热插拔”，以及将映射结果进行复式验证。在可重组的主网数据平台上进行各类最小化属性的交换重组，再将跨链结果反馈回对方区块链系统。保证了跨链过程中传输信息的具有较高的保真度，提高了数据的安全性，更具有鲁棒性；且可实现高效率的价值交换和数据迁移，完成无缝跨链任务。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出了一种同源异构链网融合的新型区块链跨链方法，用于解决区块链技术存在的”区块链层和主网层被封装“问题，以及传统的跨链技术效率低下，信息保真度低，数据安全性低，易出错等严重问题。

为了解决上述问题，本发明提出了一种同源异构链网融合的新型区块链跨链方法，该方法是让各个区块链采用相同的主网底层协议，可实现区块链数据的主网映射和迁移；在主网层面可实现对共识机制、智能合约、加密方式和价值交换等的选择，以及将映射结果进行复式验证，在可重组的主网数据平台上进行各类最小化属性的交换重组，再将跨链结果反馈回对方区块链系统。

具体步骤内容如下：

s1、用户根据需求从区块链中选择相应功能服务

(1)区块链层是由区块链技术平台重组现有的相同大小的、不同功能的功能块，不同的功能模块属于不同的区块链，不同区块链之间可以通过所在区块链的加密方式和共识机制进行数据的解封和存证，如tps为1的pow共识机制，tps为300的pod共识机制等；

(2)用户根据自己的需求从区块链技术平台上选择需要的功能块；

s2、初始化用户节点的主网层和区块链层

(3)区块链技术平台将用户节点的主网层进行初始化，得到其中的节点个数等；

(4)区块链技术平台将用户节点的区块链层进行初始化，得到区块链层的功能块类型及功能块个数等，功能块即为不同的共识机制；

s3、对用户选择的功能块进行三次封装

(1)在用户选择功能块后，区块链技术平台对此功能块进行一次封装；

(2)然后主网层是固定不变的，对主网层进行一次封装；

(3)然后将区块链层选择好的功能块与主网层，封装到一起进行一次封装，到目前累计封装三次；

s4、输入区块链数据及解密封装

(6)用户将需要传输的区块链数据上传到区块链技术平台上；

(7)区块链技术平台对上述区块链数据进行非对称解密，如利用md5方法和shash方法；

(8)然后区块链技术平台再将解密好的数据传到用户节点的数据层；

(9)用户节点的数据层在接收到解密好的数据后，对其进行一次封装，到目前为止用户节点的数据层、区块链层和主网层共被封装4次；

(10)然后用户节点利用区块链技术对这三层一起再次进行一次封装，到目前为止共封装5次，数据封装完成；

s5、更改共识机制类型与无缝跨链数据传输

(4)首先判断用户选择的功能块中的共识机制类型是否与服务商提供的共识机制类型相同，并且将用户节点共识机制的tps值与服务商节点共识机制的tps值求平均值，得出的tps平均值作为传输时的tps值；

(5)如果相同，则用户的数据与服务商的数据可以直接进行数据传输，因为它们同属于同一个主网层底层协议，进行跨链传输时，相当于实现零跨链传输；

(6)如果不相同，则区块链技术平台会将用户节点的共识机制类型直接转换成服务商节点的共识机制类型，这样它们的共识机制类型则相同，可以实现零跨链直接传输，效率非常好，速度非常快，且在同一个主网层协议下传输基本无损耗，且鲁棒性高；

s6、将跨链得到的结果反馈到用户的区块链平台中，跨链结果是一个跨链完成进度100％的信号。

上述方案中，所述的数据层，区块链层，主网层是三个独立的网络层；

进一步的，在步骤中s1用户在选择完功能块后，仍然可以根据其最新的需求更改其选择过的功能块，即可以任意修改；

本发明的有益效果如下：

本发明提出的一种同源异构链网融合的新型区块链跨链方法，保证了跨链过程中传输信息的具有较高的保真度，提高了数据的安全性，更具有鲁棒性，同时，本发明可实现高效率的价值交换和数据迁移，完成无缝跨链任务。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通发票技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明方法的整体流程图；

图2是传统跨链技术架构图(a)与本发明提出的新型跨链方法框架示例图(b)；

图3是五次封装效果图。

具体实施方式

为了使本发明的技术特点及效果更加明显，下面结合附图实例对本发明的技术方案做具体说明，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本发明的新型区块链跨链方法，具体步骤包括如下：

s1、用户根据需求从区块链中选择相应功能服务

(1)区块链层是由区块链技术平台重组现有的相同大小的、不同功能的功能块，不同功能的功能块有不同的共识机制，如tps为1的pow共识机制，tps为300的pod共识机制等，且功能块之间是由区块链进行连接的；

(2)用户根据自己的需求从区块链技术平台上选择需要的功能块；

s2、初始化用户节点的主网层和区块链层

(1)区块链技术平台将用户节点的主网层进行初始化，得到其中的节点个数等；

(2)区块链技术平台将用户节点的区块链层进行初始化，得到区块链层的功能块类型及功能块个数等，功能块即为不同的共识机制；

s3、对用户选择的功能块进行三次封装

(1)在用户选择功能块后，区块链技术平台会对此功能块进行封装一次；

(2)然后主网层是固定不变的，主网层也会被封装一次；

(3)然后，将区块链层选择好的功能块与主网层，封装到一起一次，到目前累计封装了三次；

s4、输入区块链数据及解密封装

(1)用户将需要传输的区块链数据上传到区块链技术平台上；

(2)区块链技术平台会对区块链数据进行非对称解密，如利用md5方法和shash方法；

(3)然后区块链技术平台再将解密好的数据传到用户节点的数据层；

(4)用户节点的数据层在接收到解密好的数据后，会对其进行封装一次，到目前为止用户节点的数据层、区块链层和主网层共被封装4次；

(5)然后用户节点利用区块链技术对这三层再次封装一次，到目前为止共封装5次，数据封装完成；

s5、更改共识机制类型与无缝跨链数据传输

(1)首先判断用户选择的功能块中的共识机制类型是否与服务商提供的共识机制类型相同，并且将用户节点共识机制的tps值与服务商节点共识机制的tps值求平均值，得出的tps平均值作为传输时的tps值；

(2)如果相同，则用户的数据与服务商的数据可以直接进行数据传输，因为它们同属于同一个主网层底层协议，进行跨链传输时，相当于实现零跨链传输；

(3)如果不相同，则区块链技术平台会将用户节点的共识机制类型直接转换成服务商节点的共识机制类型，这样他们的共识机制类型则相同，可以实现另跨链直接传输，效率非常好，速度非常快，且在同一个主网层协议下传输基本无损耗，且鲁棒性更高；

s6、将跨链得到的结果反馈到用户的区块链平台中，跨链结果是一个跨链完成进度100％的信号；

上述数据层，区块链层，主网层是三个独立的网络层；

在步骤s1中用户在选择完功能模块后，仍然可以根据其最新的需求更改其选择过的功能块，即可以任意修改；

为进一步方便说明，做一个简单跨链说明的具体实例进行分析如下：

在图2中(a)是传统的区块链跨链技术架构，(b)是本发明提出的新型跨链技术架构图；在本发明的方法中：

首先，用户a向区块链技术平台申请与服务商b进行数据跨链传输；

用户a在区块链技术平台上选择不同的功能块，即不同的共识机制，如图中的pow共识机制；

选择完成后，区块链技术平台会对用户a选择的功能块进行封装一次，在图中效果为区块链层的pow功能块包围的框1；

区块链技术平台对用户节点的主网进行封装一次，途中效果为框2；

区块链技术平台对用户节点的区块链层的功能块和主网层封装到一起一次，效果为在图中框3，到目前已经封装了3次；

用户数据a将用到的区块链数据上传到区块链技术平台，区块链技术平台会对数据进行非对称解密，如公钥使用md5方法，私钥使用sha256方法；

然后，区块链技术平台将数据映射到用户节点的数据层，并对数据层进行一次封装，效果如图中框4；

然后，利用区块链技术再对数据层、区块链层和主网层进行一次封装，效果如图中框5，使用非堆成加密进行加密，如md5加密方法和sha256加密方法，到这里共封装五次；

同时，服务商b也使用这样的五次封装，但是其共识机制为dpos，tps为5000，而用户a的共识机制使用的是pow，tps为30；

采用求平均值方法，将公共共识机制的tps设为(5000+30)/2＝2515，而并非传统跨链方法的取用户a和服务商b之间的最小值，这样保证了高效性；

同时，本发明的跨链方法中也没有使用第三方中间服务商c，而采用一个公共的共识机制pox，pox包含目前所有的区块链共识机制类型，可以由区块链技术平台转换成任意需要类型，如用户a的pow类型；

而传统跨链方法中采用的中间服务商c进行跨链时，会离线停机，进行后台操作，效率非常低；

本发明采用的新型跨链方法，将服务商b的共识机制dpos更改为用户a的共识机制pow类型，加上两个链利用相同的主网层协议，跨链传输速度非常快，基本可以实现无缝跨链效果；

在跨链完成后，会将跨链完成结果反馈回用户a的区块链平台，到此跨链结束。

显然，可以看出本发明提出的一种同源异构链网融合的新型区块链跨链方法，不仅保证了跨链过程中传输信息的具有较高的保真度，提高了数据的安全性，更具有鲁棒性等；而且可实现高效率的价值交换和数据迁移，完成无缝跨链任务。