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基于混合跨链的网络支付系统


技术摘要:
本发明涉及一种基于混合跨链的网络支付系统,包括:开放联盟网关协议系统,用于主链和侧链之间的通用网关协议,维护了主链和侧链上的SPV或者全节点来对主链和侧链的交易进行验证;钱包系统,用于从用户的侧链地址转账到一个特定的地址或者侧链的销毁代币的交易,提供回  全部
背景技术:
无论是价值网络还是去中心化应用,各个区块链就像一片片相互独立的孤岛,只 有岛上的住民才能彼此传递价值和信息。此外区块链拓展韧性也受制于上线前协议框架的 定义,传统非图灵完备的区块链如数字支付难以负载复杂的方案,在机制改革、高并发的需 求下显得力不从心,而大规模的升级改造可能引发一系列故障和隐患,给用户带来不必要 的资产损失,升级整个区块链还需要超过一半以上的节点支持。为了解决上述难题,区块链 开发者提出各种解决方案,尝试将不同的两个区块链进行安全、稳定的价值转移,这一技术 理念又被称作“跨链技术(Inter-Blockchain  Technology)”。 随着以比特币为代表的数字货币的风靡,区块链作为其关键底层技术也越来越受 关注。区块链技术是一种分布式账本技术,可以被应用在金融、健康医疗、供应链、资产管理 等诸多领域。区块链的去中心化、数据不可篡改性、动态灵活的体系特征,使得其在银行、征 信、金融等多领域应用前景非常广泛,但是受吞吐量、网络孤立性、监管、伸缩性等因素的制 约,目前的区块链项目并不能很好的服务于商业应用。在区块链所面临的诸多问题中,网络 孤立性阻碍了不同区块链之间的协同操作,极大程度的限制了区块链的应用空间。 区块链可用于在不可靠的参与者网络之间共享去中心化和交易型数据,近年来基 于区块链技术的应用在各种场景引起了关注。但是受吞吐量、网络孤立性、监管、伸缩性等 因素的制约,目前的区块链项目并不能很好的服务于商业应用。在区块链所面临的诸多问 题中,网络孤立性阻碍了不同区块链之间的协同操作,极大程度的限制了区块链的应用空 间。 许多组织或公司都建立了私有链或联盟链,但需要和另外一个领域私有链或联盟 链进行数据交换时,建立连接的成本很高。此外,区块链的全局共识机制使得增加节点无法 提高交易处理的速度,所以单个区块链的吞吐量很容易达到瓶颈。比特币TPS峰值为4.7,也 就是每天最高约40万笔交易,而央行要求的网络支付机构的TPS至少达到2万。因此,跨链连 通性和吞吐量的短板限制区块链的发展。 受共识机制限制,目前并没有区块链能够提供高效的服务,也就是说区块链不适 合作为基础设施为其他区块链提供服务。因此,设计上没有采用构建通用区块链作为基础 设施的方案。设计上多个区块链之间的连接器要具备足够的鲁棒性,在多区块链跨链交互 中也要保证多条区块链之间低耦合,不能因为一条区块链的崩溃或者网络分区就引发整个 多区块链架构的异常。
技术实现要素:
基于此,有必要针对目前传统技术存在的问题,提供一种基于混合跨链的网络支 付系统,以保证多链架构的稳定性,同时利用中间件技术提升多链架构中跨链交互的吞吐 4 CN 111598566 A 说 明 书 2/12 页 量,降低交互的时延。 为了实现本发明的目的,本发明采用以下技术方案: 一种基于混合跨链的网络支付系统,包括: 开放联盟网关协议系统,用于主链和侧链之间的通用网关协议,维护了主链和侧 链上的SPV或者全节点来对主链和侧链的交易进行验证,同时用M/N的方式进行多签投票, 来保证主链资产的安全性; 钱包系统,用于从用户的侧链地址转账到一个特定的地址或者侧链的销毁代币的 交易,提供回兑到主链的接收地址; 公证网络系统,用于保障公平、安全又快速在多个节点传递证明的有效性。 在其中一个实施例中,所述开放联盟网关协议系统的协议共识部分通过Braft协 议来高效组织网关,可以将主链的资产安全的转移到侧链完成高速的交易或者在侧链实现 更丰富的交易,并且可以通过网关实现资产的双向锚定和实时监控。 在其中一个实施例中,所述开放联盟网关协议系统包括: signer,用于负责侧链到主链的回兑交易签名,以及网关本身的共识协议; watcher,用于负责网关和链之间的交互,监听链上信息,适配不同的主链和侧链。 Key  store  service,用于保存私钥的服务,提供签名操作。 在其中一个实施例中,所述开放联盟网关协议系统的操作方式包括如下步骤: 用户在主链上往特定地址发送代币之后,watcher通过监控主链交易,会把相关的 交易信息通知signer,signer通过tid去主链验证交易的真实性和正确性,并确定这笔交易 不会被撤销之后,在自己的联盟链上保存这笔发币交易的信息,并给侧链发起发币请求; 用户在侧链上发起回兑请求后,侧链上完成销毁代币的交易,侧链的watcher通过 监控全节点的交易,把相关节点信息发送给signer,signer在侧链验证交易的真实性和正 确性,并确定这笔交易不会被撤销之后,在Braft链中进行共识,如果共识达成,signer发起 一笔交易到主链,交易的输入是之前被锁定的代币,交易的输出一般分为两部分:一部分发 送到用户的地址,代表回兑,另一部分继续被锁定,交易成功后,signer在自己的链上保存 相关信息; signer通过一个Key  store  service保存私钥,以保证网关中个别节点被攻击以 后依旧能保证资金的安全。 在其中一个实施例中,所述基于混合跨链的网络支付系统还包括基于RAFT改进的 BFT  RAFT算法系统,所述基于RAFT改进的BFT  RAFT算法系统的交易流程包括如下步骤: leader创建一个待签名的BCH交易,广播给网络中的所有节点进行签名节点收到 签名请求后,对交易内容进行合法性校验,如果校验通过,签名,并将签名内容广播给网络 中的所有节点,否则广播拒绝签名节点收集其他节点的签名结果,如果成功收集到满足多 签个数的签名结果,则merge签名,并发送交易到BCH链;如果超过阈值个数的节点都拒绝签 名,则确定本轮签名失败,加入待处理队列,等待下一次处理发送交易到BCH链后,节点开始 去链上监听交易最终有没有被链确认并打包进区块,监听到,则创建一笔网关内部交易,记 录两条公链的交易信息;超时没有监听到,就把ETH链的熔币交易放入待处理队列,等待下 一次处理。 在其中一个实施例中,所述基于混合跨链的网络支付系统还包括秘钥管理系统, 5 CN 111598566 A 说 明 书 3/12 页 所述秘钥管理系统的密钥管理流程包括如下: S1:生成多签地址 外部服务向私钥代理服务发出生成多签地址的请求; 私钥代理服务检测请求方和请求内容合法后,请求密钥管理服务执行多签地址的 生成; 密钥管理服务生成对应的多签地址以及相应的密钥,对每一份密钥均随机选取 AES256加密密钥进行加密,将加密后的数据存储到密钥存储服务得到存储路径或访问索 引; 密钥管理服务为每一份密钥生成唯一标识符,建立相关索引关系,保证通过唯一 标识符可以获取到密钥的AES256加密密钥以及存储访问路径; 密钥管理服务返回数据:多签地址 密钥的标识符列表给私钥代理服务; 私钥代理服务返回相关数据给外部服务请求方; S2:签名 外部服务向私钥代理服务发出签名请求; 私钥代理服务检测请求方和请求内容合法后,请求密钥管理服务执行签名; 密钥管理服务根据提供的标识符获取密钥的存储访问路径和解密密钥; 密钥管理服务通过存储访问路径从存储服务通过取得加密后的密钥,利用解密密 钥解出原始密钥,对数据执行加签,完成后安全移除加载的密钥信息,返回加签后的数据给 私钥代理服务; 私钥代理服务返回相关数据给外部服务请求方。 在其中一个实施例中,所述基于混合跨链的网络支付系统还包括多重签名加密的 分层通道系统,用于对多个用户的同一份数字资产进行签名,只有满足特定人数签名验证 才能对这份数字资产进行支配。 在其中一个实施例中,所述基于混合跨链的网络支付系统还包括侧链合约注册系 统,所述侧链合约注册系统分为网关管理合约和应用合约;所述网关管理合约为多签合约; 所述应用合约为应用开发者编写。 在其中一个实施例中,所述开放联盟网关协议系统还包括在主链和侧链之间跨链 的基础上的混合链,所述混合链具有兼容公链、跨链、联盟链的混合网格架构,支持所有的 公链、联盟链及跨链平台,实现各链之间流量传输、数据交互和代币交易。 在其中一个实施例中,所述混合链通过智能合约,对性能、安全性及应用场景的不 同需求产生不同行业应用。 与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果: 本发明通过开放联盟网关协议系统使侧链模式的跨链可以加速不同链资产之间 的流通,以保证多链架构的稳定性,实现主链和侧链资产的双向锚定,同时利用基于RAFT改 进的BFT  RAFT算法系统提升多链架构中跨链交互的吞吐量,降低交互的时延,并且通过钱 包系统、秘钥管理系统和公证网络系统,一方面可保证了资产的安全,另外一方面,给了侧 链更大的扩展空间,在吞吐量上有了很大提升。 6 CN 111598566 A 说 明 书 4/12 页 附图说明 图1为本发明的开放联盟网关协议系统的示意图; 图2为本发明的多重签名的分层通道系统实现支付网络技术的核心流程; 图3为本发明的混合链的示意图。
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