一种可拔插的多链数据互操作方法与流程

本发明涉及区块链网络，尤其涉及一种可拔插的多链数据互操作方法。

背景技术：

1、随着区块链在各行各业应用广度和深度的不断拓展，不同链系统之间互操作难、上层应用与底层链对接切换难、链上链下可信交互难的问题日益突出，在一定程度上限制了区块链的应用范围，阻碍了区块链的发展。

2、区块链当前面临的“链级孤岛”问题，本质上是技术先行、标准滞后的结果，也是区块链发展的必经之路。为了解决“孤岛”问题，不同厂商已经开展了相应的实践探索，并推出了相应的跨链方案。跨链方案从技术层面验证了跨链互通的可行性，但不同跨链方案之间依然存在互操作难的问题。相对于互联网重点解决数据互通，区块链为了保持“数据安全共享，价值可信流转”的特点，在数据互通的基础上，还需实现不同链系统间的身份互认、共识转换以及协同治理。

3、区块链技术自诞生以来,就与资产交易有着密切的关系,第一代区块链公链———比特币公链是以比特币为资产交易的区块链,第二代区块链则是在以太坊上以以太币ether为资产交易的智能合约平台.随着公链和联盟链上分布式应用的涌现,不同区块链间的资产、价值数据及业务信息如何交互成为了一个迫切需要解决的问题。

4、跨链技术从比特币诞生之初就有在研究，经历了从单链扩张到中继等跨链平台的多链协同的时期。在区块链发展初期，区块链基本上都由单链的的形式发展，但是单链的性能优化和技术升级都比较困难，不能满足实际的需求；因此，大量基于单链扩张被研究，并逐渐过渡到了多链协同发展阶段。

5、现有跨链技术主要包括：哈希锁定(htlc)、公证人机制、中继/侧链以及分布式私钥控制。其中，哈希时间锁定可以完成跨链，但它仅适用于不同区块链间的资产价值交换，对于没有资产的联盟链、以智能合约为代表的以太坊并不适用。并且，对于跨链交易开始前,用户通过各自账户私钥对资产进行加密保护,但在htlc的交易开启阶段,双方协商交换的资金均处于锁定状态。通常这个通信过程会很长,用户一般的做法是选择合适的“热钱包”长连接到指定区块链网络进行交易签名,但这往往会增加用户私钥被盗的风险。为了避免这种情况的发生,可以采取冷热钱包进行切换,减少用户长时间在线的状态。或者设计应用服务进行密钥分割,使用shamir密钥共享等密码学手段来分布式管理密钥,提高跨链交易时的抗攻击能力。

6、另外,协议在交易隐私性方面是稍显劣势的,因为跨链通信时的每笔交易资金的流转方向可查,并没有通过额外的技术手段对交易进行隐匿。

7、因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种可拔插的多链数据互操作方法。

2、本发明的技术方案如下：提供一种可拔插的多链数据互操作方法，包括如下步骤：

3、步骤1：用户a通过哈希原像s创建中间账户，得到中间账户地址和哈希值h后，创建juice上的哈希锁定交易，返回一个交易锁定值id1，并发送给用户b；

4、步骤2：用户b通过交易锁定值id1查询juice上用户a锁定的资产交易，得到哈希值h、中间账户地址midaddress以及时间锁t；

5、步骤3：利用步骤2中所获得的哈希值h以及t/2的时间锁创建chain b上的哈希时间锁定交易，然后返回交易锁定值id2并发送给用户a；

6、步骤4：用户a使用哈希原像s与交易锁定值id2尝试在chain b上取回资产；如果用户a在t/2时间内取回资产，则执行步骤6；

7、步骤5：如果步骤4中，用户a未在t/2时间内取回资产，则视为资产交换失败，用户b可退回资产；

8、步骤6：用户b通过交易锁定值id2在chain b上查询锁定资产状态，如果资产已被用户a取走，则查询结果返回哈希原像s，探后用户b通过哈希画像s和交易锁定值id1与juice进行通信，取回用户a锁定在juice上的资产。

9、步骤7：如果步骤6中，用户b未在t时间内取回资产，则视为资产交换失败，用户a可退回资产。

10、进一步地，在进行资源交换的过程中，采用shamir密钥共享方案保证密钥安全问题，所述shamir密钥共享方案的具体方式为：

11、生成密钥和分享：生成一个需要保护的密钥，然后选择一个安全的随机数生成器和一个大的质数p、需要生成的分享数量n以及需要分享数量k；然后生成一个k-1次的多项式，使得多项式的常数项等于密钥，多项式的其他k-1个系数均从随机数生成器中选择，并且保证均小于p；将这个多项式的k个点(x，y)作为分享，并发送给n个不同的对象；

12、重建密钥：当需要重建秘密时，需要k个分享，使用拉格朗日插值方法，计算这k个分享对应的多项式，然后提取出常数项作为原始密钥；

13、安全性：使用安全通道进行加密分享，或将分享保存在不同的地方。

14、进一步地，采用hawk保证交易数据隐私性保护的问题，所述hawk架构包括四个实体entitise，分别是：

15、编程人员programmer：书写智能合约的人；

16、用户user：向智能合约发布转账交易或智能合约交易的人；

17、区块链blockchain：不同区块组成的链条；

18、管理员manager：计算、管理及维护系统的人，在智能合约上，管理员知道用户的input和转账金额，并且知道相应账号下的trapdoor。

19、进一步地，所述hawk包含下列函数：

20、freeze：在开始智能合约之前，用户需要冻结想要的钱；

21、用户端compute：用户在本地生成零知识证明，证明正确执行了freeze步骤，且发送给管理员的数据和commit在区块链中的数据一致；

22、管理员端compute：管理员接收各个用户发来的数据之后，将所有的用户的inputs作为智能合约的输入，用零知识证明其计算过程和结果的正确性，根据合约的计算结果计算各个用户的货币分配，并使用零知识证明的方式来隐私保护该货币分配情况，智能合约的output将以公开的方式保存到区块链中；

23、finalize：区块链功过验证零知识证明来验证管理员的处理结果，确定智能合约的最终状态。

24、采用上述方案，本发明针对区块链网络体系中没有账户、资产这些概念的，通过在通用哈希时间锁定技术的基础上新增中间人机制，达到跨链进行资产交换的目的，支持不包含资产托管账户的区块链之间的资产互换；另外针对跨链进行资产交换过程中的密钥安全问题、交易隐私性等问题进行处理。

技术特征：

1.一种可拔插的多链数据互操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的可拔插的多链数据互操作方法，其特征在于，在进行资源交换的过程中，采用shamir密钥共享方案保证密钥安全问题，所述shamir密钥共享方案的具体方式为：

3.根据权利要求1所述的可拔插的多链数据互操作方法，其特征在于，采用hawk保证交易数据隐私性保护的问题，所述hawk架构包括四个实体entitise，分别是：

4.根据权利要求3所述的可拔插的多链数据互操作方法，其特征在于，所述hawk包含下列函数：

技术总结
本发明公开一种可拔插的多链数据互操作方法。本发明针对区块链网络体系中没有账户、资产这些概念的，通过在通用哈希时间锁定技术的基础上新增中间人机制，达到跨链进行资产交换的目的，支持不包含资产托管账户的区块链之间的资产互换；另外针对跨链进行资产交换过程中的密钥安全问题、交易隐私性等问题进行处理。

技术研发人员：龚自洪,熊捧,李升林,张军
受保护的技术使用者：矩阵元技术（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14