一种基于多签名的区块链跨链原子互换方法

技术领域

本发明属于区块链技术领域，具体涉及一种基于多签名的区块链跨链原子互换方法。

背景技术

区块链跨链交换是区块链之间进行互操作最基础和最关键的部分。目前，跨链资产交换存在一些问题需要解决，不同的区块链系统可能采用不同的共识机制和协议规则，导致跨链资产交换困难。由于区块链的分布式和去中心化特性，也存在参与双方不信任对方的资产和交易执行情况。跨链资产交换也涉及两个或多个链之间进行交互，可能会导致大量的数据需要处理，限制了区块链的发展潜力和应用前景。因此，需要研究设计一种在不涉及第三方、不考虑区块链之间兼容性和不要求区块链支持特定脚本语言的条件下，实现跨链资产简单、安全高效的互换的方案。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种基于多签名的区块链跨链原子互换方法，解决多链之间不兼容问题，实现不同区块链系统之间进行简单、安全高效的跨链资产原子交换。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于多签名的区块链跨链原子互换方法，设有区块链A上的用户U

S1、确定交易内容，交易双方对交易内容协商达成一致并确定交易的条件和规则；

S2、密钥对生成，根据交易双方在区块链上生成的密钥对，对交易内容进行签名；

S3、生成证明，每个交易者对各自签名进行运算得到证明；

S4、交易生效，交易者向对方发送交易的签名，对方解锁另一方创建的交易，同时交易者获得对方对交易的签名并解锁对方创建的交易；

S5、交易上链，交易在区块链网络中广播，并被区块链节点打包进区块，交易被确认和记录在区块链上；

S6、交易完成，验证交易是否被确认和交易条件是否被满足，如果验证成功，则交易双方获得对方的资产，完成跨链互换。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明通过对交易内容进行多签名的技术，使交易双方在不同的区块链系统上完成资产的交换，不依赖于可信第三方，而由交易者自主完成交易，不存在中心化风险。

2、本发明利用密码学来保证跨链交易的原子性、安全性和隐私性，且可以根据不同的跨链场景和需求制定不同的签名方案，具有更高的灵活性。

3、本发明不考虑区块链系统的兼容性问题，不要求区块链支持特定的脚本语言，可以应用于不同的区块链系统和资产类型，具有较高的可扩展性。

4、本发明以多签名方式实现跨链资产原子互换，没有引入新的基础设施和技术支持，不会增加系统的成本。

5、本发明以更轻量的方式实现链间交互，仅需传输和验证签名或证明数据，跨链通信的成本低。

附图说明

图1是本发明方法的流程图；

图2是本发明方法的时序图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

以区块链A上的用户U

如图1和图2所示，一种基于多签名的区块链跨链原子互换方法，包括以下步骤：

S1、确定交易内容，交易双方对交易内容协商达成一致并确定交易的条件和规则；具体为：

U

其中，h

S2、密钥对生成，根据交易双方在区块链上生成的密钥对，对交易内容进行签名；具体为：

U

U

BLS签名算法具有高效、安全和支持聚合的特点，在区块链中得到了广泛的应用。相比于其他签名方案，BLS签名在不会个体签名信息的情况下，允许将多个签名聚合成一个签名。在区块链中，多重签名的使用可以减少交易数据的大小，提高交易的处理速度和吞吐量，且可以用于优化区块大小和降低交易手续费。在跨链交互中，BLS签名可以用于实现多个链之间的签名验证和消息确认，减少交互过程中的通信开销和验证时间，提高跨链交互的效率。

因此，本实施例中，U

使用BLS签名算法对m

其中，

U

使用BLS签名算法对m

其中，

S3、生成证明，每个交易者对各自签名进行运算得到证明；具体为：

U

同时，U

其中，函数z＝F(x,y)具有同态性质，即给定输出和任何一个输入值，可恢复另外一个输入值；

U

交易双方接收到证明之后，对证明进行验证，如果都验证成功，那么任意一方都可向对方发送签名，请求交易生效。

如果z＝F(x,y)＝xy，对证明进行验证具体表达为：

其中，e:G×G→G

S4、交易生效，交易者向对方发送交易的签名，对方解锁另一方创建的交易，同时交易者获得对方对交易的签名并解锁对方创建的交易；具体为：

U

U

S5、交易上链，交易在区块链中广播，并被区块链节点打包进区块，交易被确认和记录在区块链上；具体为：

解锁交易成功之后，在区块链A和B上分别广播交易Tx

S6、交易完成，验证交易是否被确认和交易条件是否被满足，如果验证成功，则交易双方获得对方的资产，完成跨链互换；具体为：

U

U

如果双方都验证成功，那么交换双方资产，完成跨链资产原子互换。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。