CN112633868A - 一种基于智能合约实现的跨链资产转移方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能合约实现的跨链资产转移方法，包括设计“主链+子链”的SLife结构，设计Fts的变种算法从SLife主链的超级节点中选出子链共识节点，参考G.O.D算法向主链合约提交子链验证节点公钥地址和域名，用于用户从合约接口获取一致性的子链genesis文件所需的信息，参考DKG算法设计独立进程签证机制对子链合约的链上状态进行轮询签发；本发明实现不同平台的积分等价值的兑换功能，可以做到不同平台积分兑换的真实可信，切实现分布式的业务追溯，不可篡改；依靠智能合约+协议组合的方式，可以在较小的资源部署和消耗的情况下做到不同链之间的份额兑换和转移，能够具有较好的灵活性和扩展性。

Description

一种基于智能合约实现的跨链资产转移方法

技术领域

本发明涉及跨链技术领域，具体为一种基于智能合约实现的跨链资产转移方法。

背景技术

区块链跨链是指通过技术手段，能让价值跨过链和链之间的障碍，进行直接的流通。简单来信息从一条链到另外一条链。最容易理解的是拿ETH换BTC，简单来说就是资产交换。

价值流通是区块链是分布式总账的一种。一条区块链就是一个独立的账本，两条不同的链，就是两个不同的独立的账本，两个账本没有关联。本质上价值没有办法在账本间转移，但是对于具体的某个用户，用户在一条区块链上存储的价值，能够变成另一条链上的价值，这就是价值的流通。

Token：中文即通证是可流通的凭证，是数字资产的表示，具有使用权、收益权等多种属性。

跨链基础需求是资产兑换和资产转移，其中资产兑换指A想用X链的Token兑换Y链的Token，B想用Y链的币兑换X链的Token，经***撮合，两者互相兑换成功；资产转移指A想把X链的资产(Token)转移到其它区块链上，在X链上锁定，在新的链上重新铸造等量等值的币。由于区块链的资产属性尤其明显，使得其跨链不同于传统互联网信息传递，参与者说谎的动机增强，同时还可以做到部署在A链上的应用支持其他链的Token。

目前现有的跨链技术并非是依靠智能合约+协议组合的方式来实现，且执行效率不高，涉及资源较大，当前行业内共识方案都有其处理链的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于智能合约实现的跨链资产转移方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于智能合约实现的跨链资产转移方法，包括如下具体步骤：

S1：设计“主链+子链”的SLife结构，分别采用Dpos+PBFT共识算法，采用双合约和独立签证机制实现互连互通；主链保证子链的资金安全，支持不同类型的子链扩容迎合商业应用，子链拥有完整独立的应用场景和共识；具体为：

S11：子链的合约锁定子链所有资金，由主链的合约控制子链的资金释放；

S12：用户在主链的合约中完成抵押、锁定和转出，然后在子链的合约上完成解锁和转入，用户在子链上拥有资金后，可在子链的合约上完成抵押、锁定和转出，在主链合约上完成解锁和转入；

S13：用户在主链和子链上完成转入转出的过程中等待多个节点独立进程签证机制的确认，签证基于合约接口对链上的状态达成一个可移动的共识凭证，并对多字段进行群签；

S2：设计Fts的变种算法从SLife主链的超级节点中选出子链共识节点，具体为：

S21：将所有的权益组成一颗merkleTree，其形式是非叶子节点的权重为左右子树的权重之和，叶子节点的权重即为某个所有者的权益值；

S22：从该merkleTree的根节点开始，以随机种子作为随机源，使用伪随机数生成器生成一个小于当前树节点权重的随机数，如果该随机数小于左子树的权重则选择左子树继续遍历，否则选择右子树继续遍历，直到选择某一个叶子节点；

S3：参考G.O.D算法向主链合约提交子链验证节点公钥地址和域名，用于用户从合约接口获取一致性的子链genesis文件所需的信息，具体为：

S31：提交阶段：每个节点本地生成随机数，将对应的承诺和通过秘密共享算法拆分的随机数广播给其它节点；

S32：打开阶段：每个节点收到承诺后，广播自己的随机数；

S33：恢复阶段：用打开验证承诺，对于承诺没有打开的，广播对应承诺的秘密共享，并收集秘密共享恢复对应随机数，将所有节点的随机数异或，最终得到一个一致的随机数；

S4：参考DKG算法设计独立进程签证机制对子链合约的链上状态进行轮询签发，具体为：

S41：在A链和B链部署协议合约代码；

S42：添加验证节点公钥并设置转换比例信息；

S43：获取兑换A链上对应份额token操作；

S44：计算等值B链上的份顿数量并做转出申请并发出事件；

S45：A链上某一验证节点接收转出事件；

S46：监听到事件用该用户地址+转出A份额+转出B份额+计数器+时间戳生成签名，并将该签名提交至连接器合约做验签操作；

S47：验签通过，做A链上验证节点验签同步，并在B链上执行对应合约代码对该凭证进行验证；

S48：验签完成后，在用户在B链地址上对应B资产份额迫加，计算等值B链上的份额数量并做转出申请井发出事件，完成对于用户在A链地址份额转出计数器追加井同步。

作为本发明的一种优选方案，所述伪随机数生成器的变种算法基于哈希、Base10编码、大数求模实现。

作为本发明的一种优选方案，步骤S37中验签同步比例超过三分之二。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明把基于两个不同区块链的不同积分体系或者代币体系实现从A平台积分体系兑换为B平台体系积分，从而实现不同平台的积分等价值的兑换功能；相比较以往不同平台数字积分或者代币的兑换，通过该方案实现并结合智能合约可以做到不同平台积分兑换的真实可信，切实现分布式的业务追溯，不可篡改。

2.本发明依靠智能合约+协议组合的方式，可以在较小的资源部署和消耗的情况下做到不同链之间的份额兑换和转移，并且操作仅会***作一次，即使出现异常，也可以在异常恢复后继续完成转移处理。

3.本发明的方案可以做到不论是主链-子链，主链-主链，主链-侧链，都可以采用该方案，能够具有较好的灵活性和扩展性。

4.本发明的SLife子链支持智能合约，采用pbft确定性共识，没有双花和分叉，无需向主链提交欺诈证明，主链对子链结构没有限制；同样在子链资金来源于主链的情况下，SLife子链资金申请退出后，无需在线等待，一两个出块时间就能转出，效率高。

附图说明

图1为本发明的SLife结构流程图；

图2为本发明的FTS的变种算法中merkleTree的具体结构示意图；

图3为本发明的DKG算法流程示意图；

图4为本发明的G.O.D算法流程示意图；

图5为本发明的整体流程图一；

图6为本发明的整体流程图二；

图7为本发明的整体流程图三。

具体实施方式

下面将结合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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种基于智能合约实现的跨链资产转移方法，包括如下具体步骤：

S1：设计“主链+子链”的SLife结构，分别采用Dpos+PBFT共识算法，采用双合约和独立签证机制实现互连互通；主链保证子链的资金安全，支持不同类型的子链扩容迎合商业应用，子链拥有完整独立的应用场景和共识；具体为：

S11：子链的合约锁定子链所有资金，由主链的合约控制子链的资金释放；

S12：用户在主链的合约中完成抵押、锁定和转出，然后在子链的合约上完成解锁和转入，用户在子链上拥有资金后，可在子链的合约上完成抵押、锁定和转出，在主链合约上完成解锁和转入；

S13：用户在主链和子链上完成转入转出的过程中等待多个节点独立进程签证机制的确认，签证基于合约接口对链上的状态达成一个可移动的共识凭证，并对多字段进行群签；(如图1所示)

S2：设计Fts的变种算法从SLife主链的超级节点中选出子链共识节点，具体为：

S21：将所有的权益组成一颗merkleTree，其形式是非叶子节点的权重为左右子树的权重之和，叶子节点的权重即为某个所有者的权益值；

S22：从该merkleTree的根节点开始，以随机种子作为随机源，使用伪随机数生成器生成一个小于当前树节点权重的随机数，如果该随机数小于左子树的权重则选择左子树继续遍历，否则选择右子树继续遍历，直到选择某一个叶子节点；

(如图2所示)：

左子树50，右子树45，[0,95)生成65，选出右子树h5；

左子树37，右子树8，[0,45)生成20，选出左子树h2；

左子树27，右子树10，[0,37)生成15，选出左子树H(A4)；

S3：参考G.O.D算法(如图4所示)向主链合约提交子链验证节点公钥地址和域名，用于用户从合约接口获取一致性的子链genesis文件所需的信息，具体为：

S31：提交阶段：每个节点本地生成随机数，将对应的承诺和通过秘密共享算法拆分的随机数广播给其它节点；

S32：打开阶段：每个节点收到承诺后，广播自己的随机数；

S33：恢复阶段：用打开验证承诺，对于承诺没有打开的，广播对应承诺的秘密共享，并收集秘密共享恢复对应随机数，将所有节点的随机数异或，最终得到一个一致的随机数；

S4：参考DKG算法(如图3所示)设计独立进程签证机制对子链合约的链上状态进行轮询签发，具体为：

S41：在A链和B链部署协议合约代码；

S42：添加验证节点公钥并设置转换比例信息；

S43：获取兑换A链上对应份额token操作；

S44：计算等值B链上的份顿数量并做转出申请并发出事件；

S45：A链上某一验证节点接收转出事件；

S46：监听到事件用该用户地址+转出A份额+转出B份额+计数器+时间戳生成签名，并将该签名提交至连接器合约做验签操作；

S47：验签通过，做A链上验证节点验签同步，并在B链上执行对应合约代码对该凭证进行验证；

S48：验签完成后，在用户在B链地址上对应B资产份额迫加，计算等值B链上的份额数量并做转出申请井发出事件，完成对于用户在A链地址份额转出计数器追加井同步。

进一步的，所述伪随机数生成器的变种算法基于哈希、Base10编码、大数求模实现。

进一步的，步骤S37中验签同步比例超过三分之二。

本发明的整体流程图见图5-7所示,其中该方法需要分别部署在A链和B链上对应协议代码(用以验签)，并且需要在A链和B链上生成若干验证节点(可定义数量，如21个)；

在发出转出申请时使用的事件机制，不限制具体技术体系，能够监听到即可。生成签名的加密算法是(此处需要和章庆沟通后明确)

采用ECDSA椭圆曲线算法生成签名即可。

ECDSA签名过程：

用户A的密钥对包括其私钥dA和公钥PA＝[dA]G＝(xA,yA)

设待签名的消息为M，消息M的H(hash)输出值为e：

A1：计算e＝H(M)；

A2：用随机数发生器产生随机数k∈[1,n-1]；

A3：计算椭圆曲线点(x1,y1)＝[k]G；

A4：计算r＝x1mod n，若r＝0则返回A2；

A5：计算s＝k-1·(e+r·dA)mod n，若s＝0则返回A2；

A6：r||s即为签名值，每次签名值都会变.

ECDSA验签过程：

已知消息M和签名值(r，s)，验签过程如下：

B1：检验r∈[1,n-1]是否成立，若不成立则验证不通过；

B2：检验s∈[1,n-1]是否成立，若不成立则验证不通过；

B3：计算e＝H(M)；

B4：计算w＝s-1mod n，u1＝ew mod n并且u 2＝rw mod n；

B5：计算椭圆曲线点(x1,y1)＝u1 G+u 2PA；

B6：计算R＝x1 mod n，检验R＝r是否成立，若成立则验证通过；否则验证不通过.

验证节点同步完成的比例可以定义，但是一定要超过50％，如21个验证节点，则至少11个节点同步即视为可做后续流程，剩余节点可异步完成同步；该方案中用户专属转出的计数器是正向递增，且不可逆，确保了一次转出操作只会被处理一次。该方案的处理转出处理可以达到平均每笔100ms以内。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种基于智能合约实现的跨链资产转移方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1：设计“主链+子链”的SLife结构，分别采用Dpos+PBFT共识算法，采用双合约和独立签证机制实现互连互通；主链保证子链的资金安全，支持不同类型的子链扩容迎合商业应用，子链拥有完整独立的应用场景和共识；具体为：

S11：子链的合约锁定子链所有资金，由主链的合约控制子链的资金释放；

S12：用户在主链的合约中完成抵押、锁定和转出，然后在子链的合约上完成解锁和转入，用户在子链上拥有资金后，可在子链的合约上完成抵押、锁定和转出，在主链合约上完成解锁和转入；

S13：用户在主链和子链上完成转入转出的过程中等待多个节点独立进程签证机制的确认，签证基于合约接口对链上的状态达成一个可移动的共识凭证，并对多字段进行群签；

S2：设计Fts的变种算法从SLife主链的超级节点中选出子链共识节点，具体为：

S21：将所有的权益组成一颗merkleTree，其形式是非叶子节点的权重为左右子树的权重之和，叶子节点的权重即为某个所有者的权益值；

S22：从该merkleTree的根节点开始，以随机种子作为随机源，使用伪随机数生成器生成一个小于当前树节点权重的随机数，如果该随机数小于左子树的权重则选择左子树继续遍历，否则选择右子树继续遍历，直到选择某一个叶子节点；

S3：参考G.O.D算法向主链合约提交子链验证节点公钥地址和域名，用于用户从合约接口获取一致性的子链genesis文件所需的信息，具体为：

S31：提交阶段：每个节点本地生成随机数，将对应的承诺和通过秘密共享算法拆分的随机数广播给其它节点；

S32：打开阶段：每个节点收到承诺后，广播自己的随机数；

S33：恢复阶段：用打开验证承诺，对于承诺没有打开的，广播对应承诺的秘密共享，并收集秘密共享恢复对应随机数，将所有节点的随机数异或，最终得到一个一致的随机数；

S4：参考DKG算法设计独立进程签证机制对子链合约的链上状态进行轮询签发，具体为：

S41：在A链和B链部署协议合约代码；

S42：添加验证节点公钥并设置转换比例信息；

S43：获取兑换A链上对应份额token操作；

S44：计算等值B链上的份顿数量并做转出申请并发出事件；

S45：A链上某一验证节点接收转出事件；

S46：监听到事件用该用户地址+转出A份额+转出B份额+计数器+时间戳生成签名，并将该签名提交至连接器合约做验签操作；

S47：验签通过，做A链上验证节点验签同步，并在B链上执行对应合约代码对该凭证进行验证；

S48：验签完成后，在用户在B链地址上对应B资产份额迫加，计算等值B链上的份额数量并做转出申请井发出事件，完成对于用户在A链地址份额转出计数器追加井同步。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能合约实现的跨链资产转移方法，其特征在于：所述伪随机数生成器的变种算法基于哈希、Base10编码、大数求模实现。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能合约实现的跨链资产转移方法，其特征在于：步骤S37中验签同步比例超过三分之二。

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