[发明专利]一种基于区块链的多方支付通道交易方法

说明书

本发明公开了一种基于区块链的多方支付通道交易方法，在以太坊上部署智能合约，根据双方支付通道的余额和平衡状态选择通道并构建多方支付通道，将多方交易转换成多个直接连接的双方支付通道上的交易,通过通道状态更新的方式完成多方交易。这种方法在区块链的链下支付网络中进行，支持原子性的多方交易，不仅能降低交易延迟、提升交易吞吐量，还能支持任意多的用户加入到多方支付通道中，可以支持多人在线应用，大大扩展了支付通道的应用场景。

技术领域

本发明属于区块链技术领域和支付通道技术领域，尤其涉及基于区块链的多方支付通道交易方法。

背景技术

自2008年日本学者中本聪提出比特币的概念以来，区块链技术在加密货币等领域迅速发展。区块链是一种分布式账本的技术，网络中每个节点都记录一份账本，账本中存储着前后相连的区块，每个区块包含了一批交易的信息。区块链网络具有去中心化、开放性、不可篡改等优点，但是其缺点在于吞吐量极低、交易延迟时间长。以比特币和以太坊为代表的区块链网络中，每个节点都需要保存所有交易信息，一笔交易需要等待“挖矿”节点完成一次“挖矿”后才能被打包进一个区块，并且所有节点之间需要达成共识，以上原因导致每笔交易的确认时间较长，且交易的吞吐量极低。比特币网络的吞吐量大约在7TPS(TransactionPer Second)，以太坊的吞吐量大约在10-20TPS。因此，如果要将区块链技术应用于大规模商业系统中，需要大幅度提升其吞吐量、降低交易延迟时间。

为了提升区块链网络的吞吐量、降低交易延迟，近几年国内外学者进行了一系列的研究，包括侧链(Sidechain)、支付通道网络(PaymentChannelNetwork)、分片(Sharding)等多个方向。其中，支付通道网络被认为是最具有前景的链下交易技术。支付通道网络在区块链网络之上构建了一个二层网络，通道双方分别抵押一定额度的加密货币到链下，将区块链上的交易转移至链下，用户在链下交易，省去了区块打包、交易验证、节点共识等耗时的流程，能极大的提升支付网络的吞吐量，降低交易延迟。但是目前关于区块链支付通道网络的研究还处于初步阶段，现有的技术还存在一定的缺陷，比如有些支付通道仅支持双方的交易，无法在其基础上构建多方在线应用(如多人在线游戏、拍卖系统等)，又如很多支付通道网络采用星型网络架构来创建多方支付通道，导致网络中心化程度高，需要第三方提供交易服务，且通道余额容易被耗尽，导致通道不平衡，因此能支撑的交易量有限。

因此，针对现有的区块链支付通道中存在的问题，我们设计一种基于区块链的多方支付通道，选择网络中通道余额充足且平衡状态较好的通道来建立多方支付通道，支持多用户之间进行多方交易，从而支持多人在线应用的构建，在提升交易吞吐量、降低交易延迟的同时，将支付通道应用到多种多样的场景中。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种基于区块链的多方支付通道交易方法。

本发明的技术方案为一种基于区块链的多方支付通道交易方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1，基于以太坊部署智能合约，定义智能合约，具体包括：

定义n个以太坊用户为P＝{P₁,P₂,…,P_n}，任意两个用户P_i(1≤i≤n)和P_j(1≤j≤n)创建双方支付通道时，调用智能合约提供的双方支付通道创建接口，分别抵押相同额度的以太币到智能合约上，生成一个P_i和P_j之间的双方支付通道实例，该实例包含通道标识符、通道中两个用户的以太坊账户地址、通道中两个用户的余额、通道版本号、通道是否加入多方等信息；

智能合约能够实时更新双方支付通道的状态，调用智能合约提供的双方支付通道更新接口的用户需要提供的信息包括：通道标识符、通道中两个用户新的余额分布、新的通道版本号以及两个用户的签名，智能合约验证通道标识符、版本号、用户的签名是否正确，若正确则根据用户提供的信息进行更新，否则不更新通道状态；