[发明专利]一种区块链支付通道网络的交易路径短路方法

说明书

本发明提供的一种区块链支付通道网络的交易路径短路方法，通过设置支付通道集线器以连接多个支付通道，从而进行不同支付通道间的资金交易，实现交易路径的短路。本发明提供的一种区块链支付通道网络的交易路径短路方法，充分利用了支付网络高灵活性的特点，通过在网络上设置支付通道集线器，实现了对不同支付通道的短路，从而大幅度缩短非直连节点之间交易的路径长度，提高了支付网络中的交易效率。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，更具体的，涉及一种区块链支付通道网络的交易路径短路方法。

背景技术

自2008年中本聪设计出比特币以及2013年支持智能合约的以太坊技术问世以来，以区块链为核心的加密货币技术就在全球范围内获得广泛关注。其所具有的去中心化、不可篡改、公开透明、安全可靠的特点使得区块链技术在医疗、供应链、金融等众多领域得到广泛引用。区块链技术背后的关键创新是共识机制和使用哈希算法串联起来的区块结构。前者使得所有参与者共同维护一个单一的账本，后者使得区块内容具有不可篡改以及安全可验证的特性。然而，共识机制的使用也使得区块链面临严重的性能及可扩展性问题。在目前的状态下，比特币每秒最多能够支持不到10笔交易，以太坊每秒支持最多20笔交易，作为对比，Visa每秒能够处理多达47000笔交易。

近年出现的链下支付通道技术是解决区块链可扩展性问题的可行方法。支付通道技术允许交易双方创建一条链下的支付通道，将双方之间频繁且小额的资金交易转移到链下进行，从而摆脱共识算法的性能限制，大幅提高交易的性能及可扩展性。创建链下支付通道时，交易双方需要协商好各自的资金储蓄，并在区块链上通过一笔特定的多重签名交易将这些资金进行冻结，被冻结的资金即为双方后续链下交易的最大限额。链下交易的本质就是双方通过支付通道协议来协商冻结资金在交易双方之间的重分配。支付通道协议和链上的多重签名交易共同保障了诚实一方的资金安全，确保诚实的交易方随时能够解冻属于自己的部分资金。支付通道的建立十分灵活，事实上，区块链网络中的任意一对交易双方都可以建立起支付通道，支付通道的建立不受交易双方距离的限制。我们将创建了支付通道的交易双方称为两个直连节点，则支付通道用于两个直连节点之间的链下资金交易。自然的，两个非直连节点可以通过：1)创建新的支付通道的方式；2)利用已有支付通道作为中间路径的方式来进行交易。实际上，第二种方式的成本低于第一种方式，我们也将多个支付通道所连接形成的链下网络结构称为支付通道网络(或支付网络)。

支付网络中的核心问题是如何对交易进行路由，即如何在支付网络中为两个非直连节点之间的交易找到一条满足交易要求的路径。现有的实现方案均使用传统的数据传输网络来类比支付网络。在寻找交易路径时，利用路标节点(事先确定好的一组特殊节点)所掌握的网络拓扑信息来确定一条或多条可行路径，这些路径的特点是首尾相连的，路径的起点和终点分别是交易双方，路径的中间节点则负责交易的中继。这种使用传统数据传输网络来类比支付网络的方式并不能有效地利用支付网络高灵活性的特点，导致其所确定的交易路径并不一定是最优解，从而造成资源浪费。

发明内容

本发明为克服使用传统数据传输网络来类比支付网络的方式无法有效利用支付网络高灵活性的特点，确定的交易路径不一定是最优解，存在资源浪费的技术缺陷，提供一种区块链支付通道网络的交易路径短路方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种区块链支付通道网络的交易路径短路方法，通过设置支付通道集线器以连接多个支付通道，从而进行不同支付通道间的资金交易，实现交易路径的短路。

其中，所述的支付通道集线器是一份运行在区块链上的智能合约，其具体设置过程为：

将支付通道表示为β，交易双方两个节点根据协商确定的资金金额，分别加入支付通道β中以完成创建过程，此时支付通道β负责记录和维护交易双方各自的资金储蓄，当交易双方节点达到一致时，支付通道β才会将资金退回到交易双方各自的账户或用于其他用途；