多联盟链跨链方法

本发明涉及的是一种区块链领域的技术，具体是一种容忍恶意联盟的多联盟链跨链方法。

背景技术：

1、在多联盟链系统中，跨链交易是与多个联盟相关的交易。以往的联盟链跨链方法在系统中所有联盟都诚实的假设下能够完成对跨链交易的处理，保证安全性和活性。这些方法认为系统中所有的联盟都是诚实的，不会发动任何攻击，只会完全依照跨链方法来与其他联盟发送跨链消息，完成跨链交易。但是当系统中的联盟可能恶意时，这些方法无法处理跨链交易。恶意联盟会采取一些攻击手段，如给不同的联盟发送冲突的消息，使得部分联盟认为该笔交易成功，部分联盟认为该笔交易失败，使得跨链交易丧失安全性。恶意联盟也可能抑制网络中消息的发送，使得跨链交易迟迟无法完成，使得跨链交易丧失活性。

2、现有改进技术使用公证人节点和通过主链审核实现跨链，该类跨链方法会假设存在一个确定的、已知的诚实联盟，由该诚实联盟充当公证人或维护主链来处理跨链交易。但当系统中不存在这样一个确定的、已知的诚实联盟的时候，这两种方法无法使用。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种多联盟链跨链方法，不要求存在一个确定的、已知的诚实联盟，能够对内部区块达成联盟内部共识，对跨链区块达成联盟间的共识。在达成联盟间共识的时候，该方法能够容忍1/3联盟总数的恶意联盟。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明涉及一种容忍恶意联盟的多联盟链跨链方法，在联盟内部运行的拜占庭容错类算法(bft)进行共识，即由属于该联盟的节点对某一项提议达成的共识后对外呈现为一个整体，再采用哈希图共识算法，以联盟作为哈希图共识的基本参与者，对某一项提议在多个联盟间达成一致意见。

4、所述的拜占庭容错类算法(bft)包括但不限于：实用拜占庭容错算法(pbft)、简化拜占庭容错算法(sbft)、hotstuff、tendermint。

5、本发明涉及一种实现上述方法的系统，包括：多链账本单元、内部共识单元、联盟间数据传递单元和哈希图共识单元，其中：链账本单元根据内部交易或跨链交易的账本和待处理交易的信息，进行出块处理，得到新的内部区块或有效的跨链区块；内部共识单元对内部区块或有效的跨链区块进行共识处理，得到针对区块的联盟内部共识；多链账本单元根据已达成内部共识的区块的信息进行对账本的写入处理，得到添加了新区块的账本；联盟间数据传递单元根据已达成内部共识的新跨链区块的信息，将跨链区块可靠地传递给其他联盟；多链账本单元根据收到的跨链区块信息，将收到的跨链区块加入到账本中，得到添加了新区块的账本；哈希图共识单元根据账本信息，进行哈希图共识处理，得到对跨链区块的联盟间共识。

6、技术效果

7、本发明通过融合区块链与哈希图的多链账本，基于哈希图的联盟间共识方法，实现原生支持跨链交易；能对跨链交易达成联盟间共识；允许联盟并行产生跨链区块；具有较低的网络复杂度。

技术特征：

1.一种容忍恶意联盟的多联盟链跨链方法，其特征在于，在联盟内部运行的拜占庭容错类算法进行共识，即由属于该联盟的节点对某一项提议达成的共识后对外呈现为一个整体，再采用哈希图共识算法，以联盟作为哈希图共识的基本参与者，对某一项提议在多个联盟间达成一致意见。

2.根据权利要求1所述的容忍恶意联盟的多联盟链跨链方法，其特征是，针对新的内部区块或跨链区块的共识，包括：

3.根据权利要求2所述的容忍恶意联盟的多联盟链跨链方法，其特征是，当新区块为内部区块时，在联盟内部运行的pbft共识具体包括：

4.根据权利要求1或2所述的容忍恶意联盟的多联盟链跨链方法，其特征是，所述的哈希图共识算法，在联盟在产生新跨链区块ci的同时产生一个公开可验证的随机数用于决定接下来与哪一个联盟进行同步；联盟在收到邻居联盟的同步信息后，验证同步信息中的区块为联盟产生的合法区块，而非某些恶意节点产生的伪造区块。

5.根据权利要求4所述的容忍恶意联盟的多联盟链跨链方法，其特征是，所述的当新区块为跨链区块时，采用pbft算法达成联盟内部共识，具体包括：

6.根据权利要求5所述的容忍恶意联盟的多联盟链跨链方法，其特征是，所述的虚拟投票，具体包括：

7.一种实现权利要求1-6中任一所述容忍恶意联盟的多联盟链跨链方法的系统，其特征在于，包括：多链账本单元、内部共识单元、联盟间数据传递单元和哈希图共识单元，其中：链账本单元根据内部交易或跨链交易的账本和待处理交易的信息，进行出块处理，得到新的内部区块或有效的跨链区块；内部共识单元对内部区块或有效的跨链区块进行共识处理，得到针对区块的联盟内部共识；多链账本单元根据已达成内部共识的区块的信息进行对账本的写入处理，得到添加了新区块的账本；联盟间数据传递单元根据已达成内部共识的新跨链区块的信息，将跨链区块可靠地传递给其他联盟；多链账本单元根据收到的跨链区块信息，将收到的跨链区块加入到账本中，得到添加了新区块的账本；哈希图共识单元根据账本信息，进行哈希图共识处理，得到对跨链区块的联盟间共识。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征是，每个联盟ci维护一个联盟账本li，该账本为区块链账本，记录由联盟ci产生的交易的集合；交易分为内部交易和跨链交易；这两种交易分别存放在内部区块和跨链区块中；以及存在一个哈希图形式的跨链哈希图账本，跨链区块额外包含两个哈希指针，分别指向本联盟上一个跨链区块和其他联盟的跨链区块；最终系统中所有的跨链区块会形成一个哈希图形式的账本；这个由跨链区块组成的哈希图也是一个账本，以跨链哈希图账本来指代该账本；

技术总结
一种多联盟链跨链方法，在联盟内部运行的拜占庭容错类算法(BFT)进行共识，即由属于该联盟的节点对某一项提议达成的共识后对外呈现为一个整体，再采用哈希图共识算法，以联盟作为哈希图共识的基本参与者，对某一项提议在多个联盟间达成一致意见。本发明不要求存在一个确定的、已知的诚实联盟，能够对内部区块达成联盟内部共识，对跨链区块达成联盟间的共识。在达成联盟间共识的时候，该方法能够容忍1/3联盟总数的恶意联盟。

技术研发人员：黄钜正,阮娜
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12