CN112463761A - 用于动态非平衡应用环境的跨链协同平台构建方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于动态非平衡应用环境的跨链协同平台构建方法，为解决跨链中不同区块链平台底层协议不一致问题，实现不同区块链平台底层架构透明互通、高度协同，能自适应由区块结构、共识算法以及验证策略不一致造成的动态非平衡应用环境，本发明提出一种底层跨链协同方法，实现步骤可概述为：首先基于跨链网络分层扩展底层平台、跨链自适应路由协议；然后实现GPU和FPGA技术从硬件层面实现快速共识，进而实现区块链多链互通，基于此方法可以得到自适应动态非平衡应用环境的跨链协同***，通过此***可以实现本发明的方法。

Description

用于动态非平衡应用环境的跨链协同平台构建方法及***
技术领域
本发明属于区块链技术领域，具体涉及自适应动态非平衡应用环境的底层跨链协同构建方法及***。
背景技术
区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、公开透明的特点，在推进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协作效率、建立可信体系等方面能够发挥重要作用。
随着行业应用业务协作的需求与业务交易量的增长，不同链之间高效可靠的数据/价值流通需求日益增长。然而，不同行业的应用***选择的底层区块链平台各异，这些平台在数据结构、共识机制、通信协议等方面千差万别，同时，由于缺乏有效的跨链互通技术不同链间无法互通，导致行业生态割裂，网络碎片化严重，链间协同跨链面临诸多困难，这将制约着区块链在全社会的大规模应用。
各个区块链平台拥有各自丰富的应用、数据和用户，但受限于底层架构、数据结构、网络链路和技术接口的不同，应用、数据和用户往往很难在两个不同的平台上实现转移。跨链技术作为打通不同平台之间的桥梁，起到了极其关键的作用，但目前跨链技术尚不完善，缺乏成熟的底层跨链方案和方法实现自适应动态非平衡应用环境。
发明内容
本发明基于上述背景和现有技术所存在的问题，拟设计自适应动态非平衡应用环境的底层跨链协同构建方法，其提供数据结构、共识机制、通信协议等方面实现方法，能够自适应动态非平衡应用环境，打通不同区块链平台，实现高效的跨链协同过程。
为解决跨链中不同区块链平台底层协议不一致问题，实现不同区块链平台底层架构透明互通、高度协同，能自适应由区块结构、共识算法以及验证策略不一致造成的动态非平衡应用环境，为了实现本发明的这些目的和其它优点，本发明提供了一种自适应动态非平衡应用环境的跨链协同平台构建方法，具体实现步骤包括：
为跨链网关和跨链网络之间构建跨链网络分层扩展平台以及至少一种跨链自适应路由协议，其中，所述跨链自适应路由协议部署于所述跨链网络分层扩展平台；
响应于跨链自适应路由协议的调用请求，基于跨链自适应路由协议完成跨链协同过程中的各项操作指令，以实现区块链多链间的互连互通，进而实现跨链网络分层扩展平台自适应动态非平衡应用环境，实现多链间跨链协同。区块链多链间的互连互通，还通过基于GPU和FPGA技术从硬件层面实现快速共识的方法实现。
进一步地，基于所述跨链自适应路由协议实现所述跨链协同，所述跨链自适应路由协议包括基于数据协同技术的自适应共识协议、面向分布式多链异构的多层次纵深链路协议、基于异构数据计算存储范式的多边跨域访问协议中的一种或几种。
进一步地，针对各区块链平台底层数据融合与共享困难，构建自适应共识协议的步骤为：
获取多种共识机制(输入常见的以及国内外先进的共识机制)，把多种共识机制部署成为便于计算机设备识别的共识算法(国内外先进共识算法)，通过共识算法，为路由协议设置多种共识算法自适应机制(将协议设置为多种共识算法自适应机制)；
所述多种共识算法自适应机制执行于跨链网络分层扩展平台的硬件基础之上，采用GPU和FPGA其中的一种或几种硬件实现所述跨链网络分层扩展平台的硬件基础，基于GPU和FPGA其中的一种或几种硬件，通过执行加速验签、并行处理区块读写、共识广播通信过程，实现高性能的共识算法，基于所述高性能的共识算法实现区块链数据协同的共识协议。
进一步地，针对不同链间价值转移问题，所述面向分布式多链异构的多层次纵深链路协议具体实现步骤包括：基于异构链用户账户信息，建立全局命名空间协议和同步原子交换协议，通过权限控制实现数据隔离和条件访问，以实现所述全局命名空间协议，每个命名空间内包含了一个联盟链网络和若干跨链网关，跨链网关与联盟链网络内的应用链相连，基于联盟链网络和跨链网关实现同步原子交换协议，基于全局命名空间协议和同步原子交换协议得到面向分布式多链异构的多层次纵深链路协议。
进一步地，所述面向分布式多链异构的多层次纵深链路协议具体实现步骤包括：所述面向分布式多链异构的多层次纵深链路协议的拓扑结构为分布式互联型、承载树型、星型其中的一种或几种拓扑结构，以支持多层次纵深的跨链协议，通过跨链网关、跨链网络之间通用跨链传输协议Cross Chain Transport Protocol(CCTP)，实现链与跨链网络之间的数据传递，实现多条区块链可信的最佳链接。
进一步地，所述面向分布式多链异构的多层次纵深链路协议具体实现步骤包括：由跨链节点定义统一链路操作推送协议，实现不同形态区块链网络可信的互联互通，支撑复杂业务场景。
进一步地，所述基于异构数据计算存储范式的多边跨域访问协议具体实现步骤包括：基于各区块链平台数据结构模型，根据各链不同数据格式和交易方式，基于CouchDB和LevelDB数据库，添加角色权限关系和高性能数据文件压缩存储格式，获取CouchDB和LevelDB数据库添加角色权限关系和高性能数据文件压缩存储格式，利用各区块链平台数据结构模型，根据各链不同数据格式和交易方式以及不同联盟链的跨域权限治理协议，实现搭建公共链。
另一方面，本发明提出了一种自适应动态非平衡应用环境的底层跨链协同***，具体组成包括：
共识模块：用于输入常见共识机制及国内外先进共识算法，将协议设置为多种共识算法自适应机制，基于GPU和FPGA硬件技术，实现加速验签和并行处理区块读写、共识广播通信其中的一种或几种新型高性能共识算法；用于实现区块链数据协同的共识协议，进而实现国内外主流区块链数据协同的共识协议。
通信模块：用于为异构链用户账户建立全局命名空间协议和同步原子交换协议，实现链间价值转移或全局共识；基于区块链分布式互联型、承载树型、星型其中的一种或几种拓扑结构，支持多层次纵深的跨链协议，通过跨链网关、跨链网络之间通用跨链传输协议Cross Chain Transport Protocol(CCTP)，实现链与跨链网络之间的数据传递，实现多条区块链可信的最佳链接；由跨链节点定义统一链路操作推送协议，实现不同形态区块链网络可信的互联互通，支撑复杂业务场景。
存储模块：用于存储管理各区块链平台数据结构模型，获取CouchDB和LevelDB数据库添加角色权限关系和高性能数据文件压缩存储格式，利用各区块链平台数据结构模型，根据各链不同数据格式和交易方式以及不同联盟链的跨域权限治理协议，实现搭建公共链。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。本发明至少包括以下有益效果：本发明通过设计共识协议、多层次纵深链路协议和多边跨域访问协议等面向动态非平衡自适应的底层跨链协同协议解决解决跨链数据不协同的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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，本发明的附图内容作为本发明的实施例，落入本发明的保护范围。
图1为本发明自适应动态非平衡应用环境的底层跨链协同实现原理图；
图2为本发明跨链协同***组成图结构。
具体实施方式
为了清晰地阐述本发明，使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合了本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。下面将附图结合具体实施方式对本发明的技术加以详细说明。
具体实施例1：
为解决跨链中不同区块链平台底层协议不一致问题，实现不同区块链平台底层架构透明互通、高度协同，能自适应由区块结构、共识算法以及验证策略不一致造成的动态非平衡应用环境，图1示出了根据本发明的一种实现形式，示出了自适应动态非平衡应用环境的底层跨链协同构建方法主要的实现步骤：
Step1：为跨链网关和跨链网络之间构建跨链网络分层扩展平台以及至少一种跨链自适应路由协议，其中，所述跨链自适应路由协议部署于所述跨链网络分层扩展平台；基于所述跨链自适应路由协议实现所述跨链协同，本实施例采用三种协议具体包括：基于数据协同技术的自适应共识协议、面向分布式多链异构的多层次纵深链路协议、基于异构数据计算存储范式的多边跨域访问协议。这些协议的实现方法包括：
S11：针对各区块链平台底层数据融合与共享困难，构建所述自适应共识协议的步骤为：获取多种共识机制(输入常见的，以及内外先进的共识机制)，把多种共识机制部署成为便于计算机设备识别的共识算法(国内外先进共识算法)，通过共识算法，为路由协议设置多种共识算法自适应机制；所述多种共识算法自适应机制执行于跨链网络分层扩展平台的硬件基础之上，采用GPU和FPGA其中的一种或几种硬件实现所述跨链网络分层扩展平台的硬件基础，基于GPU和FPGA其中的一种或几种硬件，通过执行加速验签、并行处理区块读写、共识广播通信过程，实现高性能的共识算法，基于所述高性能的共识算法实现区块链数据协同的共识协议。
S12：针对不同链间价值转移问题，实现面向分布式多链异构的多层次纵深链路协议，基于异构链用户账户信息，建立全局命名空间协议和同步原子交换协议，通过权限控制实现数据隔离和条件访问，以实现所述全局命名空间协议，每个命名空间内包含了一个联盟链网络和若干跨链网关，跨链网关与联盟链网络内的应用链相连，基于联盟链网络和跨链网关实现同步原子交换协议，基于全局命名空间协议和同步原子交换协议得到面向分布式多链异构的多层次纵深链路协议，为异构链用户账户建立全局命名空间协议和同步原子交换协议，实现链间价值转移或全局共识。所述面向分布式多链异构的多层次纵深链路协议的拓扑结构为分布式互联型、承载树型、星型其中的一种或几种拓扑结构，基于以上一种或几种拓扑结构，支持多层次纵深的跨链协议，通过跨链网关、跨链网络之间通用跨链传输协议，以完成链与跨链网络之间的数据传递和多条区块链间的可信链接。支持多层次纵深的跨链协议，通过跨链网关、跨链网络之间通用传输跨链协议Cross Chain TransportProtocol(CCTP)，实现链与跨链网络之间的数据传递，实现多条区块链可信的最佳链接。所述面向分布式多链异构的多层次纵深链路协议由跨链节点定义统一链路操作推送，实现不同形态区块链网络可信的互联互通，支撑复杂业务场景。
S13：实现基于异构数据计算存储范式的多边跨域访问协议，基于各区块链平台数据结构模型，根据各链不同数据格式和交易方式，所述基于异构数据计算存储范式的多边跨域访问协议具体实现步骤包括：基于CouchDB和LevelDB数据库，添加角色权限关系和高性能数据文件压缩存储格式，获取CouchDB和LevelDB数据库添加角色权限关系和高性能数据文件压缩存储格式，利用各区块链平台数据结构模型，根据各链不同数据格式和交易方式以及不同联盟链的跨域权限治理协议，实现搭建公共链。
Step2：响应于跨链自适应路由协议的调用请求，基于跨链自适应路由协议完成跨链协同过程中的各项操作指令，以实现区块链多链间的互连互通，进而实现跨链网络分层扩展平台自适应动态非平衡应用环境，实现多链间跨链协同。区块链多链间的互连互通，还通过基于GPU和FPGA技术从硬件层面实现快速共识的方法实现。
实施例2：
本实施例提出了一种自适应动态非平衡应用环境的底层跨链协同***，其具体实现组成如图2所示，具体组成包括：
共识模块：用于输入常见共识机制及国内外先进共识算法，将协议设置为多种共识算法自适应机制，基于GPU和FPGA硬件技术，实现加速验签和并行处理区块读写、共识广播通信其中的一种或几种新型高性能共识算法；用于实现区块链数据协同的共识协议，进而实现国内外主流区块链数据协同的共识协议。
通信模块：用于为异构链用户账户建立全局命名空间协议和同步原子交换协议，实现链间价值转移或全局共识；基于区块链分布式互联型、承载树型、星型其中的一种或几种拓扑结构，支持多层次纵深的跨链协议，通过跨链网关、跨链网络之间通用跨链传输协议Cross Chain Transport Protocol(CCTP)，实现链与跨链网络之间的数据传递，实现多条区块链可信的最佳链接；由跨链节点定义统一链路操作推送协议，实现不同形态区块链网络可信的互联互通，支撑复杂业务场景。
存储模块：用于存储管理各区块链平台数据结构模型，获取CouchDB和LevelDB数据库添加角色权限关系和高性能数据文件压缩存储格式，利用各区块链平台数据结构模型，根据各链不同数据格式和交易方式以及不同联盟链的跨域权限治理协议，实现搭建公共链。
上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.用于动态非平衡应用环境的跨链协同平台构建方法，其特征在于，具体实现步骤包括：
为跨链网关和跨链网络之间构建跨链网络分层扩展平台以及至少一种跨链自适应路由协议，其中，所述跨链自适应路由协议部署于所述跨链网络分层扩展平台；
响应于跨链自适应路由协议的调用请求，基于跨链自适应路由协议完成跨链协同过程中的各项操作指令，以实现区块链多链间的互连互通，进而实现跨链网络分层扩展平台自适应动态非平衡应用环境，实现多链间跨链协同。
2.根据权利要求1所述的用于动态非平衡应用环境的跨链协同平台构建方法，其特征在于，所述跨链自适应路由协议包括基于数据协同技术的自适应共识协议、面向分布式多链异构的多层次纵深链路协议、基于异构数据计算存储范式的多边跨域访问协议中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的用于动态非平衡应用环境的跨链协同平台构建方法，其特征在于，构建自适应共识协议的步骤为：
获取多种共识机制，把多种共识机制部署成为便于计算机设备识别的共识算法，通过共识算法，为路由协议设置多种共识算法自适应机制；
所述多种共识算法自适应机制执行于跨链网络分层扩展平台的硬件基础之上，采用GPU和FPGA其中的一种或几种硬件实现所述跨链网络分层扩展平台的硬件基础，基于GPU和FPGA其中的一种或几种硬件，通过执行加速验签、并行处理区块读写、共识广播通信过程，实现高性能的共识算法，基于所述高性能的共识算法实现区块链数据协同的共识协议。
4.根据权利要求2所述的用于动态非平衡应用环境的跨链协同平台构建方法，其特征在于，所述面向分布式多链异构的多层次纵深链路协议具体实现步骤包括：基于异构链用户账户信息，建立全局命名空间协议和同步原子交换协议，通过权限控制实现数据隔离和条件访问，以实现所述全局命名空间协议，每个命名空间内包含了一个联盟链网络和若干跨链网关，跨链网关与联盟链网络内的应用链相连，基于联盟链网络和跨链网关实现同步原子交换协议，基于全局命名空间协议和同步原子交换协议得到面向分布式多链异构的多层次纵深链路协议。
5.根据权利要求4所述的用于动态非平衡应用环境的跨链协同平台构建方法，其特征在于，所述面向分布式多链异构的多层次纵深链路协议的拓扑结构为分布式互联型、承载树型、星型其中的一种或几种拓扑结构；基于以上一种或几种拓扑结构，支持多层次纵深的跨链协议，通过跨链网关、跨链网络之间通用跨链传输协议，以完成链与跨链网络之间的数据传递和多条区块链间的可信链接。
6.根据权利要求5所述的用于动态非平衡应用环境的跨链协同平台构建方法，其特征在于，所述面向分布式多链异构的多层次纵深链路协议由跨链节点定义统一链路操作推送。
7.根据权利要求1所述的用于动态非平衡应用环境的跨链协同平台构建方法，其特征在于，所述基于异构数据计算存储范式的多边跨域访问协议具体实现步骤包括：获取CouchDB和LevelDB数据库添加角色权限关系和高性能数据文件压缩存储格式，利用各区块链平台数据结构模型，根据各链不同数据格式和交易方式以及不同联盟链的跨域权限治理协议，实现搭建公共链。
8.一种用于动态非平衡应用环境的跨链协同***，其特征在于，具体组成包括：
共识模块：用于输入常见共识机制及国内外先进共识算法，将协议设置为多种共识算法自适应机制，基于GPU和FPGA硬件技术，实现加速验签和并行处理区块读写、共识广播通信其中的一种或几种新型高性能共识算法；用于实现区块链数据协同的共识协议；
通信模块：用于为异构链用户账户建立全局命名空间协议和同步原子交换协议，实现链间价值转移或全局共识；基于区块链分布式互联型、承载树型、星型其中的一种或几种拓扑结构，支持多层次纵深的跨链协议，通过跨链网关、跨链网络之间通用跨链传输协议，实现链与跨链网络之间的数据传递，实现多条区块链可信的最佳链接；由跨链节点定义统一链路操作推送协议，实现不同形态区块链网络可信的互联互通；
存储模块：用于存储管理各区块链平台数据结构模型，获取CouchDB和LevelDB数据库添加角色权限关系和高性能数据文件压缩存储格式，利用各区块链平台数据结构模型，根据各链不同数据格式和交易方式以及不同联盟链的跨域权限治理协议，实现搭建公共链。
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