CN109409877B

CN109409877B - 基于htlc技术的区块链跨链价值交互方法

Info

Publication number: CN109409877B
Application number: CN201811171140.XA
Authority: CN
Inventors: 张英; 郭兆中; 石鎏澂; 吕旭军
Original assignee: Beijing Wanglu Technology Co ltd
Current assignee: Ni Bo
Priority date: 2018-10-09
Filing date: 2018-10-09
Publication date: 2020-12-04
Anticipated expiration: 2038-10-09
Also published as: CN109409877A

Abstract

本发明公开了基于HTLC技术的区块链跨链价值交互方法，包括以下步骤，约定区块链A和区块链B的交互环境；B链向A链提出交互请求；A链将交互结果返回B链；本发明与目前的区块链账户管理方式相比，其有益效果在于，本发明使用的哈希锁定方案均可以摒除，完全满足去中心化、交易原子性、高速便捷等特性，且不需对链实行软分叉。

Description

基于HTLC技术的区块链跨链价值交互方法

技术领域

本发明属于区块链技术领域，尤其是涉及一种基于HTLC技术的区块链跨链价值交互方法。

背景技术

区块链是一种按照时间顺序将数据区块以链条的方式组合成特定的数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的去中心化共享总账，能够安全存储简单的、有先后关系、能在***内验证的数据。

区块链目前已经应用到金融、医疗、教育等多个领域。它将应用逻辑写入智能合约中，然后部署到区块链上。用户通过其区块链账户向智能合约发送一笔交易，触发合约中的逻辑，执行相应操作，最终完成实际业务。因此账户管理对于区块链的应用非常重要。而在有些特定场景中，需要多个主体共同管理某个账户，要求这些主体对账户拥有相同的控制权，只有满足条件数量的主体参与才能够控制账户发送合法交易，单个主体无法做到。

为了实现多主体控制账户的目标，一系列技术被提出。这些技术存在空间占有率高、通用性不强、参与主体需实时在线等缺陷。本方案是一个基于多方计算的区块链账户管理方法，对空间占有率与单主体账户等同，具有很强通用性，并且实现了账户管理的“门限化”，降低了需参与主体在线的要求。

当前区块链多主体账户的管理方式有两种：

多重签名

将管理账户与多个用户公钥进行绑定，需要提供所有这些公钥对应的数字签名才能够解锁账户。具体流程：

1.交易提出者构造交易，然后广播给其他管理主体；

2.其他管理主体收到交易后，用自己的私钥进行签名，并广播出去；

3.当一个主体收集到所有签名之后，构造成完整交易发送出去。Schnorr签名

基本思想是将参与者的公钥“合成”为一个总体的公钥，然后每个参与者利用自己的私钥作出签名后，再将这个签名合成为总体的签名，与总体的公钥相匹配。

多重签名的技术缺点：

1.空间占有率高；

2.交易费高；

3.容错性差，只要一个参与者不在线，就无法完成签名；

4.兼容性差，不支持智能合约或者多重签名脚本的区块链无法使用。Schnorr签名的技术缺点：

1.兼容性差，不支持椭圆曲线数字签名方案(ECDSA)；

2.所有参与者必须同时在线，容错性差。

发明内容

为了弥补上述区块链账户管理上的缺陷，本发明提出一种基于HTLC技术的区块链跨链价值交互方法。

其技术方案为：一种基于HTLC技术的区块链跨链价值交互方法，包括以下步骤：

约定区块链A和区块链B的交互环境；

B链向A链提出交互请求；

A链将交互结果返回B链；

所述交互环境约定过程包括：

管理账户在区块链A部署管理合约StoremanAdminSC；

管理节点StoremanGroup在B链上部署groupValueBSC，负责托管B链的价值ValueB，对应账号为groupValueBAddr；

管理节点StoremanGroup在A链部署groupValueABSC，负责托管B链转移到A链的价值ValueAB，对应账号为groupValueABAddr；

B链交易人在StoremanAdminSC注册想要参与B链价值的转移服务，B链合约地址groupValueBSC，并按规定缴纳一定量区块链A上的价值作为保证金，StoremanAdminSC按照缴纳的保证金给groupValueABAddr分配对应的ValueAB配额；

B链向A链交互步骤包括：

B链交易人从StoremanAdminSC获取groupValueBSC合约地址后，在B链网络上从私有地址UserBAddr向groupValueBSC发送此次交易的Hash(x)、B链交易人在A链上的目的地地址UserAddrDest、注入价值的量v，若StoremanGroup在窗口时间前可以提供x，则将数量为v的ValueB转入StoremanGroup账户groupValueBAddr，StoremanGroup监测到自己的groupValueBSC合约上有新的交易请求，向groupValueABSC提交自己的交易Hash(x)、UserAddrDest、v，并减少v数额的ValueAB配额；若B链交易人在窗口时间前可以提供x，则将金额为v的ValueAB转入B链交易人A链目的地地址UserAddrDest，B链交易人被通知到groupValueABSC上有和自己相关的交易上链后，向groupValueABSC揭示自己所拥有的x获取兑换的ValueAB，StoremanGroup监测到自己的groupValueABSC有新揭示的x，使用揭示的x向groupValueBSC合约请求，拿到B链交易人托管的ValueB；

所述A链将交互结果返回B链步骤包括：

B链交易人从StoremanAdminSC获取groupValueABSC合约地址后，在A链网络上从B链交易人在A链目的地地址UserAddrDest向groupValueABSC发送此次交易Hash(x)、B链交易人在B链上的私有地址UserBAddr、交易价值数量v；若StoremanGroup在窗口时间前可以提供x，则将金额为v的ValueAB配额返还StoremanGroup账户，StoremanGroup监测到自己的groupValueABSC合约上有新的交易请求，使用groupValueBAddr账号向groupValueBSC提交Hash(x)、UserAddrDest、UserBAddr、v，锁定ValueB；若B链交易人在窗口时间前可以提供x，则将金额为v的ValueB转入B链交易人B链地址UserBAddr，B链交易人被通知到groupValueBSC上有和自己相关的交易上链，向groupValueBSC揭示自己的x获得兑换的ValueB，StoremanGroup监测到自己的groupValueBSC有新揭示的x，使用揭示的x向groupValueABSC合约请求，恢复ValueAB配额。

优选的，所述约定区块链A和区块链B的交互环境还约定了StoremanGroup退出流程。

所述流程包括：StoremanGroup向StoremanAdminSC发出退出申请，StoremanAdminSC锁定groupValueABSC；

StoremanGroup提回自己的区块链A上的价值押金，StoremanAdminSC置空此group的ValueAB配额。

所述groupValueABSC包括A链上的智能合约，用于生成、分发、转移和管理A链上B链价值等价物ValueAB。

本发明有益效果在于，本发明方法无需可信第三方参与，使用哈希锁定技术，完全满足去中心化、交易原子性、高速便捷等特性，且不需对链实行软分叉。而对于传统哈希锁定机制，可能导致风险，即在时刻T到来的时间点上，A在发起撤回币的同时，B广播了秘密值S，可能导致A拿到所有利益，因此本发明设定了一定的时间窗口，在风险区间内提示用户不操作。另外，本发明是在链上建立HTLC，所有业务逻辑均在链上完成，无需链下通道的另行建立。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明做进一步描述。

一种基于HTLC技术的区块链跨链价值交互方法，包括以下步骤：

约定区块链A和区块链B的交互环境；

B链向A链提出交互请求；

A链将交互结果返回B链；

所述交互环境约定过程包括：

管理账户在区块链A部署管理合约StoremanAdminSC；

所述B链向A链交互步骤包括：

用户从StoremanAdminSC获取groupValueBSC合约地址后，在B链网络上从私有地址UserBAddr向groupValueBSC发送此次交易的Hash(x)、用户在A链上的目的地地址UserAddrDest、注入价值的量v，若StoremanGroup在窗口时间前可以提供x，则将数量为v的ValueB转入StoremanGroup账户groupValueBAddr，StoremanGroup监测到自己的groupValueBSC合约上有新的交易请求，向groupValueABSC提交自己的交易Hash(x)、UserAddrDest、v，并减少v数额的ValueAB配额。若用户在窗口时间前可以提供x，则将金额为v的ValueAB转入用户A链目的地地址UserAddrDest，用户被通知到groupValueABSC上有和自己相关的交易上链后，向groupValueABSC揭示自己所拥有的x获取兑换的ValueAB，StoremanGroup监测到自己的groupValueABSC有新揭示的x，使用揭示的x向groupValueBSC合约请求，拿到用户托管的ValueB；所述groupValueABSC包括A链上的智能合约，用于生成、分发、转移和管理A链上B链价值等价物ValueAB。

所述A链将交互结果返回B链步骤包括：

用户从StoremanAdminSC获取groupValueABSC合约地址后，在A链网络上从用户在A链目的地地址UserAddrDest向groupValueABSC发送此次交易Hash(x)、用户在B链上的私有地址UserBAddr、交易价值数量v。若StoremanGroup在窗口时间前可以提供x，则将金额为v的ValueAB转入StoremanGroup账户，StoremanGroup监测到自己的groupValueABSC合约上有新的交易请求，使用groupValueBAddr账号向groupValueBSC提交Hash(x)、UserAddrDest、UserBAddr、v，锁定ValueB。若用户在窗口时间前可以提供x，则将金额为v的ValueB转入用户B链地址UserBAddr，用户被通知到groupValueBSC上有和自己相关的交易上链，向groupValueBSC揭示自己的x获得兑换的ValueB，StoremanGroup监测到自己的groupValueBSC有新揭示的x，使用揭示的x向groupValueABSC合约请求，恢复ValueAB配额。

下面举例对本发明的具体流程做进一步说明：

B链用户Bob向A链转移价值步骤如下：

Step1用户Bob从SroremanAdminSC获取groupValueBSC合约地址后，在B链网络上发送跨链请求交易

Tx＝(UserBAddr，groupValueBSC，v，payload，sig_UserBAddr)

payload＝(‘request’，UserAddrDest，Hash(x))

Step2 StoremanGroup监测到groupValueBSC合约上有新的跨链交易请求，则在A链上发送跨链承载交易

Tx

＝(groupValueABAddr，groupValueABSC，0，payload，sig_groupValueABAddr)

payload＝(′request′，UserAddrDest，Hash(x)，v)

groupValueABSC减少StoremanGroup中v数额的ValueAB配额。

Step3用户Bob被通知到groupValueABSC上有和自己相关的交易上链后，窗口时间内在A链上发送跨链价值获取交易

Tx＝(UserAddrDest，groupValueABSC，0，payload，sig_UserAddrDest)

payload＝(′release′，Hash(x)，x)

groupValueABSC检测x哈希值为Hash(x)，为UserAddrDest分配v数额的ValueAB。若窗口时间内无法完成上述交易，则跨链申请失败，groupValueBSC合约在B链上将v数额的ValueB归还Bob账户UserBAddr，groupValueABSC合约中将v数额的ValueAB配额归还StoremanGroup账户groupValueABAddr。

Step4 StoremanGroup监测在groupValueABSC获取新揭示的x，窗口时间内在B链发送价值获取交易

Tx

＝(groupValueBAddr，groupValueBSC，0，payload，sig_groupValueBAddr)

payload＝(′release′，Hash(x)，x)

groupValueBSC检测x哈希值为Hash(x)，则将数量为v的ValueB转入StoremanGroup账户groupValueBAddr。若窗口时间内无法完成上述交易，则跨链申请失败，groupValueBSC合约在B链上将v数额的ValueB归还Bob账户UserBAddr，groupValueABSC合约扣除UserAddrDest中v数额的ValueAB归还StoremanGroup。

A链将价值赎回B链用户Bob的步骤如下：

Step1用户Bob从StoremanAdminSC获取groupValueABSC合约地址后，在A链网络发送赎回请求交易

Tx＝(UserAddrDest，groupValueABSC，0，payload，sig_UserAddrDest)

payload＝(‘refund’，UserBAddr，Hash(x)，v)

groupValueABSC合约减少UserAddrDest中v数额的valueAB。

Step2 StoremanGroup监测到groupValueABSC合约上有新的赎回交易请求，则在B链上发送跨链承载交易

Tx

＝(groupValueBAddr，groupValueBSC，v，payload，sig_groupValueBAddr)

payload＝(‘refund’，UserBAddr，Hash(x))

Step3用户Bob被通知到groupValueBSC上有和自己相关的赎回交易上链，窗口时间内在B链上发送赎回价值获取交易

Tx＝(UserBAddr，groupValueBSC，0，payload，sig_UserBAddr)

payload＝(‘release’，Hash(x)，x)

groupValueBSC检测x哈希值为Hash(x)，为UserBAddr转入v数额的ValueB。若窗口时间内无法完成上述交易，则赎回申请失败，groupValueBSC合约在B链上将v数额的ValueB转回StoremanGroup账户groupValueBAddr，groupValueABSC合约归还UserAddrDest账户v数额的ValueAB。

Step4 StoremanGroup监测在groupValueBSC获取新揭示的x，窗口时间内在A链发送配额获取交易

Tx

＝(groupValueABAddr，groupValueABSC，0，payload，sig_groupValueABAddr)

payload＝(‘release’，Hash(x)，x)

groupValueABSC合约恢复StoremanGroup的v数额ValueAB配额。若窗口时间内无法完成上述交易，则赎回申请失败，groupValueBSC合约在B链上将v数额的ValueB转回StoremanGroup账户groupValueBAddr，groupValueABSC合约归还UserAddrDest账户v数额的ValueAB。

本发明有益效果在于，本发明方法无需可信第三方参与，使用哈希锁定技术，完全满足去中心化、交易原子性、高速便捷等特性，且不需对链实行软分叉。

而对于传统哈希锁定机制，可能导致风险，即在时刻T到来的时间点上，A在发起撤回币的同时，B广播了秘密值S，可能导致A拿到所有利益，因此本发明设定了一定的时间窗口，在风险区间内提示用户不操作。另外，本发明是在链上建立HTLC，所有业务逻辑均在链上完成，无需链下通道的另行建立。

上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种基于HTLC技术的区块链跨链价值交互方法，其特征在于，包括以下步骤：

约定区块链A和区块链B的交互环境；

B链向A链提出交互请求；

A链将交互结果返回B链；

所述交互环境约定过程包括：

管理账户在区块链A部署管理合约StoremanAdminSC；

管理节点StoremanGroup在A链部署groupValueABSC，负责托管B链转移到A链的价值ValueAB,对应账号为groupValueABAddr；

B链向A链交互步骤包括：

B链交易人从StoremanAdminSC获取groupValueBSC合约地址后，在B链网络上从私有地址UserBAddr向groupValueBSC发送此次交易的Hash(x)、B链交易人在A链上的目的地地址UserAddrDest、注入价值的量v，若StoremanGroup在窗口时间前可以提供x，则将数量为v的ValueB转入StoremanGroup账户groupValueBAddr，StoremanGroup监测到自己的groupValueBSC合约上有新的交易请求,向groupValueABSC提交自己的交易Hash(x)、UserAddrDest、v，并减少v数额的ValueAB配额；若B链交易人在窗口时间前可以提供x，则将金额为v的ValueAB转入B链交易人A链目的地地址UserAddrDest，B链交易人被通知到groupValueABSC上有和自己相关的交易上链后，向groupValueABSC揭示自己所拥有的x获取兑换的ValueAB，StoremanGroup监测到自己的groupValueABSC有新揭示的x，使用揭示的x向groupValueBSC合约请求，拿到B链交易人托管的ValueB；

所述A链将交互结果返回B链步骤包括：

B链交易人从StoremanAdminSC获取groupValueABSC合约地址后，在A链网络上从B链交易人在A链目的地地址UserAddrDest向groupValueABSC发送此次交易Hash(x)、B链交易人在B链上的私有地址UserBAddr、交易价值数量v；若StoremanGroup在窗口时间前可以提供x，则将金额为v的ValueAB配额返还StoremanGroup账户，StoremanGroup监测到自己的groupValueABSC合约上有新的交易请求,使用groupValueBAddr账号向groupValueBSC提交Hash(x)、UserAddrDest、UserBAddr、v，锁定ValueB；若B链交易人在窗口时间前可以提供x，则将金额为v的ValueB转入B链交易人B链地址UserBAddr，B链交易人被通知到groupValueBSC上有和自己相关的交易上链，向groupValueBSC揭示自己的x获得兑换的ValueB，StoremanGroup监测到自己的groupValueBSC有新揭示的x，使用揭示的x向groupValueABSC合约请求，恢复ValueAB配额。

2.根据权利要求1所述的基于HTLC技术的区块链跨链价值交互方法，其特征在于，所述约定区块链A和区块链B的交互环境还约定了StoremanGroup退出流程，

StoremanGroup提回自己的区块链A上的价值押金,StoremanAdminSC置空此group的ValueAB配额。

3.根据权利要求1所述的基于HTLC技术的区块链跨链价值交互方法，其特征在于，所述groupValueABSC包括A链上的智能合约，用于生成、分发、转移和管理A链上B链价值等价物ValueAB。