跨链资产转移系统

1、本发明涉及区块链领域，具体涉及一种区块链间的资产转移系统。

背景技术：

2、跨链桥的出现改善了区块链系统的信息孤岛问题。 由于共识吞吐量的瓶颈，比特币、以太坊、Fabric 等传统区块链系统无法完全承载大量交易和价值的涌入，导致多链时代的开启和跨链的爆发式增长。链桥。 然而，现有的区块链架构缺乏多链验证机制设计，难以基于其开发兼容的多链通信协议。 链与链之间无法实现双向通信进一步阻碍了互操作性，导致区块链之间的信息孤岛。 因此，跨链桥被开发为多个链之间的通信层中间件，以确保链与链之间信息的可信传递。

3. 为了在区块链之间转移资产，首先将资产锁定在源链的桥上，然后在目的链上创建等量的新生成的资产并发行给接收方。 对应跨链资产的发行，资产销毁过程销毁上述目的链新生成的资产，并在源链中解锁相应数量的锁定资产。 为了描述方便，我们对上述过程中涉及到的一些对象进行了具体的定义和解释。 其中，源链是锁定资产所在的区块链； 目的链为根据锁定资产新建资产所在的区块链； 源链资产是在源链上铸造的资产； 目的链资产是目的链上新创建的资产，其价值与源链的锁定资产是1:1的关系。

4、目前业界使用的资产跨链桥接验证机制主要基于公证人方案和中继方案。

5. Multichain和renvm使用安全多方计算（mpc）构建基于公证人的资产跨链桥。 具体来说，源链用户将资产发送到金库地址。 这些地址由委员会通过 mpc 共同生成和管理。 一旦资产被确认存入，委员会将向目标链的接收者发行目标链资产。 因此，基于MPC的跨链桥的源链资产安全依赖于链外广大委员的诚信，存在合谋攻击的风险。

6. 此外，zamyatin 等人。 提出了一种名为 xclaim 的无信任公证方案，通过充分的质押保证，避免了对第三方托管节点的信任依赖。 与mpc方案类似，xclaim方案的资产由第三方节点管理。 不同的是，协议的安全性只需要满足第三方节点质押价值超过用户资产价值的要求即可。 但要实现上述安全性，需要在资产桥上进行巨额质押，降低了链上资金的利用率和流动性。

7. 在中继方案中，链上轻客户端路由可以应用于资产跨链桥的验证。 Joseph Chow等人提出了一种基于SPV的链验证机制btcrelay，多用于侧链场景。 btcrelay 允许以太坊矿工通过在以太坊智能合约上部署比特币轻客户端来验证比特币交易。 但是，btcrelay 的实现需要额外的维护成本，包括不断提交区块头和扩展智能合约上的数据存储。 此外，Vault 和 Interopera 进一步实现了高效的链上轻客户端，分别基于 Algorand 的 POS 和 Nipopow 共识设计。 在不依赖任何第三方的情况下，目的链可以通过轻客户端验证源链的所有信息。 然而，上述轻客户端目前很难在以太坊等区块链系统上实现低开销。

8. 基于以上背景和现有解决方案的不足，迫切需要提供一种区块链之间的资产转移系统。

技术实现要素：

9、本发明的目的在于提供一种区块链之间的资产转移系统，能够在保证资产跨链桥接安全的同时减少链上开销。

10、为实现上述目的，本发明提供如下方案：

11、一种区块链间资产转移系统，包括：资金库模块、目标链资产通证合约、防欺诈模块、身份认证模块、仲裁与激励模块；

12. 金库模块用于管理源链中用户和中继者锁定或质押的资产；

13、欺诈证明模块用于管理待确认的售币状态； 货币销售的状态由任何提交者提交；

14、身份认证模块，用于管理中继的身份和提交权限；

15. 仲裁与激励模块，用于仲裁中继在源链上的行为，根据仲裁结果对中继实施激励或惩罚。

16.可选地，资金模块的工作流程是：

17、中继者获取目标链在特定时间段内产生的资产销毁状态，获取用户在目标链上构建的相应交易的最新状态和承诺；

18.资金库模块接收并执行构造对应交易的最新卖币状态和承诺，将构造对应交易的最新卖币状态添加到等待列表，标记最新卖币状态，并输入到欺诈证明模块进行挑战以验证最新硬币销售状态的正确性。

19、可选的，欺诈证明模块的工作流程为：

20、判断挑战期是否结束；

21. 若未结束，将根据最新标记的币种销售情况进行欺诈证明挑战；

22.欺诈证明模块判断标记的最新代币销售状态提供的证据是否符合设定的特定规则； 若满足，则取消该标记最新代币销售状态的pending状态； 最新售币状态的pending状态，返回判断挑战期是否结束的步骤；

23. 如果结束，等待最新的代币销售状态标记为敲定，根据敲定状态向接收方解锁相应数量的资产。

24、可选的，仲裁与激励模块的工作流程为：

25.当欺诈证明模块进行挑战验证最新币销售状态的正确性时，源链输出挑战状态事件；

26、仲裁与激励模块根据挑战状态事件进行中继挑战过程；

27. 若仲裁结果有效，将对恶意提交者在最新一期售币状态提交过程中的质押资产进行处罚，并相应奖励相应的挑战者；

28. 若仲裁结果无效，将对恶意挑战者进行处罚，并扣除挑战者的质押资产。

29、可选的，所述身份认证模块包括：中继身份注册和中继身份注销。

30、可选的，身份认证模块的工作流程为：

31、源链身份认证模块根据源链中继者提交的质押物生成中继者临时身份；

32、源链身份认证模块将质押物转入金库模块，并根据金库模块在目的链上发行质押物的映射资产；

33、目的链身份认证模块锁定质押映射资产。

34、可选的，所述身份认证模块的工作流程为：

35. 中继者在源链上提交退出请求；

36、源链身份认证模块根据源链中继者提交的退出请求，检查中继者临时身份是否被使用；

37. 如果身份不被使用，则销毁临时身份并释放目标链上的映射资产；

38.如果身份已经被使用，则请求失败。

39、根据本发明提供的具体实施例，本发明具有以下技术效果：

40、在本发明提供的跨链资产转移系统中，资金库模块管理源链中用户和中继者锁定或质押的资产； 欺诈证明模块管理待确认货币的状态； 身份认证模块管理中继的身份和提交权限； 仲裁与激励模块仲裁中继在源链上的行为，并根据仲裁结果对中继进行激励或惩罚。 通过引入欺诈证明方案，直接验证目标区块链状态的有效性。 通过链上质押和仲裁机制，将传统乐观证明的排序者调整为任意中继节点，提高去中心化程度，实现协议的去信任特性。 本发明优化了资产跨链场景下的链上验证机制，降低了链上开销，同时保证了资产跨链桥接的安全性。 本发明的操作只消耗少量的链上资源，并且只在一定时间内触发，减少了链上验证的开销，成本低。 与基于中继的方案相比，在资产销毁频率较低的情况下，本发明比链上轻节点方案更高效。

图纸说明

41、为使本发明实施例或现有技术中的技术方案更加清楚比特币系统接收区块链流程，下面对实施例中需要用到的附图进行简要介绍。 显然，以下描述中的附图仅为本发明的一些实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以基于这些附图获得其他附图。

42、图1为本发明提供的跨链资产转移系统结构图；

43、图2为注销状态流程示意图；

44、图3为欺诈证明挑战流程示意图；

45、图4为中继身份注册流程图；

46. 图5为中继身份注销流程图。

详细说明

47、下面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、完整的描述。 显然，所描述的实施例只是本发明的部分实施例，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。

48、本发明的目的在于提供一种跨链资产转移系统，能够在保证资产跨链桥接安全的同时减少链开销。

49、为使本发明的上述目的、特征和优点更加明显易懂比特币系统接收区块链流程，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

50、图1为本发明提供的跨链资产转移系统结构图。 如图1所示，本发明提供的跨链资产转移系统包括：资金库模块、目的链资产通证合约、防欺诈模块、

身份认证模块和仲裁激励模块。

51. 资金库模块用于管理源链中用户和中继者锁定或质押的资产； 可执行的方法包括：锁定用户资产、解锁用户资产、锁定中继资产、解锁中继资产。

52、欺诈证明模块用于管理待确认的货币销售状态； 货币销售的状态由任何提交者提交； 待确认的售币状态通常会在一段时间的查询窗口确认状态后最终确定。 在某些情况下，源链可能会收到恶意中继伪造的无效状态，为了撤销恶意状态，欺诈证明模块可以通过挑战来验证状态的正确性。 如果在挑战窗口的指定期限内未收到提交的欺诈证明，则财务模块将确定最终状态并解锁用户资产。

53、身份认证模块，用于管理中继的身份和提交权限； 身份认证模块的可执行方法包括注册中继的身份和注销中继的身份。 中继身份注册需要中继锁定足够的质押资产。 中继身份注销过程要求中继不使用其提交权限。

54. 仲裁与激励模块，用于仲裁中继在源链上的行为，根据仲裁结果对中继实施激励或惩罚。 在提交过程中，仲裁和激励模块对提交者的正确提交行为进行奖励。 在挑战过程中，仲裁和激励模块将奖励挑战者和提交者中正确的一方，惩罚错误的一方。 激励模型不仅保证了中继者加入和提交销毁状态和欺诈证明的激励，而且暴露了仲裁模块检测到的不诚实行为，以避免潜在的攻击。

55. 即本发明提出了一种高效低成本的基于乐观证明的跨链桥接方案，适用于目的链到源链的单向资产状态安全同步，旨在实现单一链上资产发行。 在我们的方案中，任何提交存款的节点都可以注册为中继节点。 中继节点负责将一条链的状态中继到另一条链，并可以在两条链上监控、构造和广播相应的交易。

56. 如图2所示，在提交销毁状态的过程中，中继者（也称为提交者）收集[输入1]用户在特定时间段内产生的目的链资产的销毁状态，以及[输出 1] 构建目的 链相关交易的最新代币销售状态和承诺， [输入 2] 并向源链库模块提交包含承诺和状态的新交易。 然后，金库模块执行提交的交易，[Output 2]将待更新的目标链销币的状态添加到等待列表中，并将其状态标记为“待挑战”以启动欺诈证明过程。

57. 如图3所示，在欺诈​​证明挑战过程中，如果挑战期未结束，挑战者可以向欺诈证明模块提交[input 1]欺诈证明挑战，以取消等待列表中的特定状态. [输出 1.1] 当挑战者提供的证据满足欺诈证明模块设定的特定规则时，待定状态将被撤销。 [输出 1.2] 否则，保留待处理状态。 并且在挑战期结束后，仍处于待定列表中的状态将被最终确定，并根据最新更新的状态向接收者解锁相应数量的资产。

58. 如图3所示，无论挑战成功与否，挑战者的行为都会在源链中输出一个挑战状态事件。 通过中继，目标链收到上述挑战状态事件[输入2]后，仲裁模块启动中继挑战流程，将挑战者的证据与目标链的实际情况进行比对，做出裁决。 如果仲裁结果有效，[Output 2.1]将在销毁状态提交过程中惩罚恶意提交者的质押资产，并相应奖励相应的挑战者。 如果仲裁结果无效，[输出 2.2] 只会惩罚恶意挑战者并扣除其质押资产。

59、身份认证模块包括：中继身份注册和中继身份注销。 在中继层管理过程中，节点需要将质押资产存入身份认证模块，以便注册状态提交/挑战的一次性身份（即提交销毁状态或欺诈证明后，身份失效，锁定质押一段时间后金币返还）。

60、图4为中继身份注册流程图。 如图4所示，relayer在源链上向源链提交质押[input 1]

身份认证模块，[输出1]生成中继者的临时身份。 进一步地，源链身份认证模块[输入2]将质押物转移到资金库模块，[输出2]基于资金库模块在目的链上发行质押资产。 [Input 3] 目标链身份模块收到源链的质押资产后， [Output 3] 锁定映射的质押资产，用于目的链仲裁模块的后续惩罚。 临时身份用于提交状态/挑战时的身份验证，映射令牌用于挑战流程的惩罚来源。

61、图5为中继身份注销流程图。 如图5所示，中继者在源链[input]中提交提现请求。 身份认证模块收到请求后，检查身份是否被使用过。 [输出 1.1] 如果不使用身份，则销毁临时身份并在目标链上释放映射资产。 [输出 1.2] 如果身份已被使用，则请求失败。

62、与现有技术相比，本发明主要具有以下优点：

63. 与多方公证人方案相比，基于欺诈证明的提交者-挑战者两方博弈的设计通常比一般多方博弈更简单。 并且通过调整传统欺诈证明方案的结构，我们的方案使任何中继者都可以在不信任的情况下提交状态，而不会降低去中心化程度。

64. 不同于基于pos或bft链的中继方案，其安全性依赖于委员会目的链公钥的维护。 由于公钥和对应链选择的签名算法的限制，我们的方案更具有普适性。 通过引入激励兼容的设计，限制中继者的行为，在假设所有中继者都是理性的基础上，保证了协议的安全性，从而实现锁定在跨链桥上的资产的安全管理当至少有一个诚实可信的理性中继者受到提交者-追随者模型的激励限制时。

65. 与基于 pow 链的中继方案相比，虽然我们的方案也仅依赖于至少一个诚实中继的安全假设，但我们方案的链维护成本更低。

66. 与xclaim等基于无信任要求的跨链桥接方案相比，这些方案需要更高的资金抵押率，而我们的方案可以实现更低的资金抵押率。

67、 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。 对于本实施例公开的系统，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关信息参见方法部分的说明即可。

68. 本文通过具体例子来说明本发明的原理和实现。 以上实施例的说明，仅用于帮助理解本发明的方法及其核心思想； 同时，对于本领域的普通技术人员来说，根据本发明的思想，在具体实施方法和应用范围上会有变化。 综上所述，本说明书的内容不应理解为对本发明的限制。

技术特点：

1、一种区块链间资产转移系统，其特征在于包括：资金库模块、目标链资产通证合约、防欺诈模块、身份认证模块、仲裁与激励模块； treasury模块用于管理源链中relayer锁定或质押的用户资产； 欺诈证明模块用于管理待确认货币的状态； 货币的状态由任何提交者提交； 身份认证模块，用于管理中继的身份和提交权限； 仲裁与激励模块用于仲裁中继在源链中的行为，根据仲裁结果对中继进行激励或惩罚。 2.根据权利要求1所述的跨链资产转移系统，其特征在于，所述资金库模块的工作流程为：中继器获取特定时间段内产生的目的链资产的销毁状态，并获取最新的卖币状态以及用户在目标链上构建的相应交易的承诺； 资金库模块接收并执行构造的对应交易的最新售币状态和承诺，将对应交易的最新售币状态添加到等待列表中，并标记最新的售币状态，并输入到欺诈证明中模块来挑战和验证最新的硬币销售状态的正确性。 3.根据权利要求2所述的跨链资产转移系统，其特征在于，所述欺诈证明模块的工作流程为： 判断挑战期是否结束； 国家进行欺诈证明挑战； 欺诈证明模块判断标记的最新售币状态所提供的证据是否符合设定的特定规则； 如果满足，则撤销最新标记的售币状态的挂起状态； 如果不满足，则保持标记的最新售币状态为pending状态，并返回判断挑战期是否结束的步骤； 该状态对接收者解锁。

4.根据权利要求3所述的跨链资产转移系统，其特征在于，仲裁与激励模块的工作流程为：当欺诈证明模块挑战验证最新币销售状态的正确性时，源链输出挑战状态事件; 仲裁与激励模块根据挑战状态事件进行中继查询过程； 若仲裁结果有效，将对恶意提交者在最近一次售币状态提交过程中的质押资产进行惩罚，相应的挑战者将获得相应的奖励； 如果仲裁结果无效，将对恶意挑战者进行处罚，并扣除挑战者的质押资产。 5.根据权利要求1所述的跨链资产转移系统，其特征在于，所述身份认证模块包括：中继身份注册和中继身份注销。 6.根据权利要求5所述的跨链资产转移系统，其特征在于，所述身份认证模块的工作流程如下： 源链身份认证模块根据源链中继者提交的质押物，生成中继者的临时身份； 源链身份认证模块将质押物转入资金库模块，并根据资金库模块在目的链上发行质押物的映射资产；

目的链的身份认证模块锁定质押的映射资产。 7.根据权利要求6所述的跨链资产转移系统，其特征在于，所述身份认证模块的工作流程为： 中继者在源链上提交退出请求； 源链身份认证模块根据中继者向源链提交退出请求，检查中继者临时身份是否被使用； 如果不使用身份，则销毁临时身份并将映射资产释放到目标链上； 如果使用身份，则请求失败。

技术概要

本发明涉及一种区块链间的资产转移系统。 系统包括资金库模块、目标链资产通证合约、防欺诈模块、身份认证模块、仲裁与激励模块； treasury模块用于管理源链中用户和中继者锁定或质押的资产； 欺诈证明模块用于管理待确认币种的状态； 身份认证模块用于管理中继的身份和提交权限； 仲裁和激励模块用于仲裁源链中中继的行为，根据仲裁结果对中继者实施激励或惩罚。 本发明能够在保证资产跨链桥安全的同时减少链上的开销。 性别。 性别。

技术研发人员：吴千红、邓富阳、李博涵、耿一夫代表小鹏

受保护技术用户：北京航空航天大学

技术研发日：2022.11.14

技术公告日期：2023 年 1 月 3 日