[发明专利]基于公证人和哈希锁定的去中心化跨链协议通信方法

说明书

本发明提供了一种基于公证人和哈希锁定的去中心化跨链协议通信方法。包括：对公证人组进行初始化，设定公证人组的加入和退出规则；设定违约金的哈希锁定、退回和扣除规则；当源节点通过公证人系统向目标节点发起交易时，源节点发送交易清单给公证人系统中信誉值排名第一的主公证人，该主公证人在信誉值排名前三的候选人中随机选取一个节点作为次公证人，次公证人参与源节点向目标节点发起的交易；设定交易金额的哈希锁定、取出和退回规则。本发明通过将公证人模式和哈希锁定模式的结合，引入惩罚机制，设计了一种安全、功能完备且易于实现的跨链协议。解决了公证人作恶的问题，可以防止Sore Loser攻击和蠕虫攻击。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种基于公证人和哈希锁定的去中心化跨链协议通信方法。

背景技术

区块链的快速发展和推广，成为学界、企业界、甚至普通民众耳熟能详的热点话题。以比特币为代表的区块链1.0的诞生，使得区块链技术获得了更广泛的关注，积累了大量的用户交易数据。而以以太坊为代表的区块链2.0的诞生，更加丰富了区块链的数据类型。现在正在处于区块链技术全面应用的3.0时代，被赋予了“颠覆性”的标签。区块链的应用领域也越来越广，产品溯源、数字医疗、智慧城市等领域都有广泛的应用。比特币由于不能使用智能合约，很难应用到复杂的业务场景中，因此比特币的发展受到了很大的限制。目前为止，最知名、应用最广泛的当属以太坊和联盟链平台了。但是由于区块链的封闭性，共识机制、智能合约不一致，久而久之各个链之间就变成了信息孤岛，急需一项技术解决不同区块链之间的信息交互与价值转移问题。因此，跨链技术应运而生。

目前，区块链的跨链技术包括公证人模式、哈希锁定模式和中继模式三种。公证人模式的跨链是指选择一个节点，由这个节点作为数据交换和价值交换的桥梁，但是该中心化的节点存在作恶的可能性；哈希锁定模式的跨链是指利用智能合约锁定资产，如果用户能在规定的时间内输入正确的哈希原像，即可完成交易，但是该模式的应用场景十分有限，仅支持资产的互换；中继模式的跨链是指再构造一个第三方公有链，通过跨链消息传递协议，连接区块链网络中的其它链，但是该模式在技术上有实现难度，因此开发的项目并不多。由此可见，公证人模式存在中间人作恶的问题，哈希锁定模式应用场景有限，中继模式实现的难度较大。因此，亟需设计一种安全、功能完备且易于实现的跨链协议。

目前，现有技术中的跨区块链交互方案的缺点为：

1)戴炳荣等人提出了一种通过引入公证人组来改进哈希锁定的模型；在该模型中，公证人负责检查每个用户哈希锁定的信息，并且可以将用户哈希锁定的交易金额强制转出，公证人存在作恶的可能性；

2)戴炳荣等人提出的基于PageRank算法改进公证人的模型；在该模型中，源节点将币转给公证人，公证人存在作恶的可能性；

3)刘桂华提出了一种基于公证人组的模型；在该模型中，公证人组能够联合起来窃取用户放在保证金池的交易金额，公证人存在作恶的可能性；

4)Giulio Malavolta等人提出了一种针对哈希锁定协议的新攻击—蠕虫攻击，该攻击是指哈希锁定路径上的两个节点排除其中间节点，成功完成解锁，从而窃取了中间节点的手续费；

5)瑞波提出了一种Interledger Protocal的模型；该模型存在Sore Loser攻击，该攻击是指在哈希锁定协议中：当某一节点在中途停止参与解锁交易，从而让其它节点的资产长时间被锁定；这是因为没有对节点违约或作恶的时候进行惩罚；该攻击会使得大量的交易被哈希锁定，但是没有节点来解锁，造成区块链网络的阻塞。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于公证人和哈希锁定的去中心化跨链协议通信方法，以实现设计一种安全、功能完备且易于实现的跨链协议。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种基于公证人和哈希锁定的去中心化跨链协议通信方法，包括：